从高中生视角谈电气自动化中节能技术的有效应用

摘 要随着人类社会的发展，能源问题日益严峻，关于节能技术的研究成为关系到人类社会可持续发展的重要内容之一。近年来，电气自动化节能技术在社会生产的各领域得到了广泛应用，在一定程度上解决了我国所面临的资源紧张问题，同时，针对资源过度消耗带来的环境问题，也有着明显改善。本文从高中生的视角对电气自动化中节能技术的有效应用进行分析，并介绍了几种具有代表性的电气自动化节能技术。

【关键词】高中生 电气自动化 节能技术 应用

目前，我国在电气自动化节能技术领域依然处于研究阶段，其中涉及到的设备能耗、安全、维护等方面的问题，成为制约我国电气自动化节能技术发展的关键。为提高这一技术的有效性，则需要从配电、供电等多个环节进行优化设计，实现对电力的合理利用，降低能量传输和转换过程中的损耗，进而获得最大经济效益。

1 电气自动化节能技术概况

由于资源的过度开采，我国能源的可持续性利用形势较为严峻，并且，由于资源的过度开采，环境污染问题已经严重影响到人们的生活，节能、环保已经成为当前社会主要矛盾之一。在此情况下，电气自动化节能技术应运而生，作为一门新兴的科学领域，电气自动化节能技术与人们的工作、生活和学习有着密不可分的关系，尤其是对于用电量较大的企业来说，电气自动化节能技术能够明显降低其生产成本，增加经济效益。

近年来，我国城镇化进程不断加快，城镇用电规模不断增加，用电系统数量也在持续增加，在此情况下，整个国家电力系统不仅要加大电力供给，还要增加大量的变频设备、整流器。但是，以上设备的使用，将直接影响到电力系统工作的稳定性，从节能的角度来看，也将导致一定的能源浪费。因此，为减少对电力系统能源的浪费，在电气自动化节能技术设计过程中，将主要精力放在了传输环节设计、变压器等方面。

2 电气自动化节能技术的设计的两大原则

2.1 供电与配电的安全设计

电气自动化节能技术的关键在于对供电与配电系统的设计，在进行电力优化设计时，需要将安全因素放在首位。

（1）对电器线路中的电缆芯线间的绝缘性进行检查，保证绝缘电阻满足要求；

（2）在电缆选择方面，应满足该电器的最大使用功率；

（3）供电与配电的安全设计需要考虑到雷电天气带来的危害，增加避雷设计；

（4）为避免电器长时间高负荷工作带来的散热问题，应增加散热装置。

2.2 电气设备工作效率优化

所谓节能，是指在满足工作所需能量的基础上，尽可能减少无意义的能量损耗。例如，在电气自动化系统设计中，应尽可能缩短传输线路的长度，在保证安全的情况下，传输线路越短，其中的电力损耗也就越低。

这里需要注意的是，电气设备工作效率优化是一个系统性的工程，在考虑直接电力损耗的同时，还要考虑到在其效率优化过程中所造成的间接损耗。

3 几种常见的电气自动化节能技术

在实际电气自动化设计过程中，为实现节能效果，主要通过降低传输过程中的能量损耗、变压器节能技术、智能控制终端等方式实现。

3.1 降低传输过程中的能量损耗

由于传输线路中电阻的存在，根据Q=I2R，在电流I一定的情况下，电阻R越大，其中损耗的电力也就越多，尤其是在远距离电力传输过程中，这一能量损耗则不容忽视。

（1）根据高中物理中电学部分的内容可以明确，传输电缆阻值与其导线横截面的大小成反比，导线横截面积越大，其电阻越小，因此，在选择电缆时，在保证电缆抗拉性的前提下，应选择横截面较小的电缆，以降低电力损耗。

（2）在电缆传输线路的选择上，随着电缆长度的增加，其电缆阻值也就越高，在电力传输过程中，不仅会导致电力以热量的形式损耗掉，还会导致明显的压降，影响电力传输质量。

（3）为避免过多的电力损耗，则需要选择电导率较低的材料作为电缆，以降低电力传输过程中的能量损耗。

3.2 变压器节能技术

所谓变压器节能技术，是指在电力传输网络中降低变压器的空载损耗和负载损耗，对传统变压器的运行方式进行优化。变压器的变压功能是基于交流互感现象而实现的，其中绕阻就损耗了一定的电力，并且，在电磁互感过程中，由于漏磁的存在，导致电力转换效率偏低。

（1）在选择绕阻时，应选择阻值较低的导电线材；

（2）为降低漏磁，应选择导磁率较高的金属芯；

（3）为降低绕组带来的损耗，应选择合适的绕阻比。

在电气自动化节能技术中，变压器的使用不可避免，但是，由于变压器中的电力损耗较为关键，因此，变压器的使用应根据实际情况确定，在可能的情况下，尽量减少变压器的使用。

3.3 智能控制终端的使用

在过去较长的一段时间，对于电力系统的控制多采用人工方式，这种方式不仅增加了人力成本支出，且由于人为疏忽，容易造成一定的電力损耗。在智能技术不断发展的今天，智能控制终端已经广泛应用于电气自动化节能技术中，并实现了较好的节能效果。

例如，在高速公路照明控制系统中，使用智能控制终端能够感知当前路面照度的变化，根据时间、照度等多个条件的共同约束，能够实现对照明系统开启时间、关闭时间的控制。并且，在特殊情况下，管理人员可以通过远程网络对该智能系统进行人工控制，从而避免了智能控制终端故障状态下的正常使用问题。

如此一来，借助智能控制终端可以实现精准控制，减少人为因素导致的电力损耗，并且，智能控制终端也节约了人力成本的投入，提高了经济效益。

4 总结

电气自动化技术的广泛应用，实现了社会生产力的快速提高，但是，由此带来的电力损耗增加、环境污染等问题也在困扰着人们。电气自动化节能技术的应用，能够对电气自动化系统中的电力使用进行合理分配，通过优化设计，从多个方面降低电力损耗，从而间接保护因资源过度消耗而被破坏的环境，促进人类社会的健康可持续发展。

参考文献

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[2]花蕾，吴鑫慧.电气自动化工程中的节能设计技术浅析[J].内蒙古石油化工，2016（Z1）.

[3]陆伟.电气自动化的节能设计技术研究[J].中国高新技术企业，2015（07）.

作者简介

汤书剑（2000-），男，山东省邹城市人。就读于邹城市第一中学。

作者单位

山东省邹城市第一中学 山东省邹城市 273500