关于电气自动化设计与节能分析

杨武胜

摘 要：我国的经济发展是非常快的，能源是不断消耗的，有很多的不可再生资源在不断的减少，节能减排是非常重要的，所以现在的机械制造以及自动化的过程必须跟节能减排设计关联起来。够改变现在的能源状况。在进行机械制造和其自动化的相关环节中加入节能概念，主要的入手方面是以下的三个，用经济的合适的材料，对设计优化，对工艺做合理的改进，真正做到这三方面才能实现节约资源减少排放。

电气自动化中节能设计理念可以将机械制造的资源消耗进一步降低。由于机械制造与自动化设计中节能设计理念的设计需要进行环保材料的全面应用，因此这意味着设计人员在进行设计时应当优先选择能够再生、能够进行回收并且分解简易的材料。其次，设计人员为了能够减少资源的消耗则需要在设计过程中尽可能的不采用或少采用贵金属、稀有金属等材料，并且可采用环保型工程塑料或其他非金属材料来做到零部件的回收再利用，更加充分的体现出“资源可持续化”的理念特点，机械制造与自动化中节能设计理念的应用可以有效的延长机械的使用寿命。设计人员在机械的设计过程中应当着眼于体现出使用寿命长、通用性良好的优越性。这主要是因为延长机械产品可以在很大程度上减少机械生产的必要产量和机械报废数量，因此在实际上也就降低了生产的原材料、能源的消耗数量，最终有利于产品的节能化发展。其次，设计方案应当符合现行的通用标准就能够更好地实现机械的模块化设计，从而能够以组装模块的方式来更好地提高设计工作效率并且实现相应的节能目标。

以实际经济效益为电气节能效益的设计基础，不盲目的增加相关投资金额，对节能设备和材料进行选择时应该遵循科学合理的经济原则，从而使得节能增加的投资数目能够在较短的时间内通过节能运行而使得经济效益有所保障。为建筑物内良好人工环境的创设或维持提供必要的能源基础，例如一些建筑设备动力的提供以及符合用电设备对电能质量、负荷容量的要求的优化用电设计，实现其电能的合理利用。节能重点要放在电气设备的电能损耗上，如变压器的功率损耗、输电线路的额外损耗等等。对其采取有效的节能措施，尽量减少或杜绝与建筑使用功效无关的电能损耗。

一、配电节能设计

电气自动化工程的一大关键工作职能就在于：面向电力自动化工程设备提供必要的动力支持。因此，需要设计人员充分考虑到电力工程的实用性，以及电力工程与用电器械设备可靠性水平、负荷容量需求之间的充分契合。在配电作业的实施过程当中，不但需要确保用电设施的标准型，同时还需要在可靠性、灵活性、可操作性、以及安全性方面做出相应的优化。从这一角度上来说，需要确保配电网运行系统导线线路绝缘水平的良好与可靠。在进行布线的过程当中，需要选择合理的导线绝缘距离，确保导线动态稳定，以及防雷接地的安全性。

二、无功补偿

在电力系统中，无功功率占有供配电设备的很大一部分容量，因此增大了线路的损耗，从而造成电网的电压下降，也因此影响了电能质量和电网的经济运行。而对于用户而言，无功功率的直观表现为功率因数偏低，而当功率因数小于0.9时，用户就会向供电部门缴纳一定比率的罚款，因此用户用电的成本也增高，经济效益就会下降。但是我们若选用恰当的无功补偿设备的话就可以实现无功就地平衡，提高功率因数，从而实现节能减耗、提高电能質量、稳定系统电压的目的，而且能够提高经济效益和社会效益。比如，在受导电抗的作用下，电机发出的交流电流和交流电压的相位角不为零，因此电机发出的电能不能完全被用电器吸收，不能被吸收的部分则在电机和用电器之间往返变化而不会释放出来。又因为电容器产生的是超前的无功，因此采用电容器补偿可以与无功率的电能进行抵消，即Q=QL-QC。

在采用无功补偿设备对电力系统进行无功补偿时，对于无功补偿设备的要求有以下几点：

（1）在使用电容器补偿时，电容器容量的确定应该根据配电电压的容量、负荷、三相电压的平衡度、自然功率因素、目标功率因数等参数经过计算来确定。而若是在补偿处产生了谐波的话就要串联一定量的电抗器，滤除线路上的谐波。

（2）为了有效的防止投切振荡、过补偿和无功倒送，在电容器的功率参数、无功电流、无功功率这些投切物理量中最好选择无功功率作为投切参数物理量。

（3）在很早以前的补偿电容组中电容器的分担方式和投切开关的方式普遍采用等容量分组和循环投切；后来又采用了按比例分配、按编码配置、投切开关按级投切。但是这些方式都不能达到我们想要的补偿效果。因此，现在所采用的是模糊投切，其适应面广、调节平滑、跟踪准确而且效果很好。在使用过程中，低压的时候投切开关则选择投切复合开关，而高压补偿柜中选真空接触器作为投切开关

随着社会的发展，电气自动化以及自动化设备应用到各行各业当中，电气自动化及其设备发挥非常重要的作用，我国的资源还是比较紧缺的，资源不断的消耗越来越收到关注，然后更好的进行能源的节约是整个社会的所要面临的问题。