电气工程自动化及其节能设计探究

文/李春阳 济南热力集团有限公司 山东济南 250014

王硕 济南港华燃气热力有限公司 山东济南 250014

1、电气自动化工程中的节能设计准则

1.1 安全应用原则

设计人员必须在安全应用原则的引导下在电气自动化技术中合理应用节能设计手段，也就是说，只有在确保安全的前提下，企事业单位的综合实力与运管效率才能得到稳步的提高。基于此，设计人员在进行节能设计时，切不可为了降低能源消耗，忽略产品自身的质量问题，而是应该在确保产品生产与使用安排标准的基础上，合理运用节能设计，保证电气自动化系统的正常稳定运行，促进电气自动化系统节能效果不断提高。

1.2 环境保护原则

电气自动化技术中应用节能设计手段的最终目的是最大限度降低电气自动化系统在实际运行过程中的能源消耗。也就是说，设计人员必须在确保节能设计合理有效的前提下，降低系统运行的能源浪费现象，促进电气自动化系统能源使用效率与经济效益的不断提高。设计人员在电气自动化技术中运用节能设计时，必须将环境保护意识与电气自动化中节能设计紧密的融合在一起，合理进行电气自动化技术使用的材料、技术的改进和完善，有效提升电气自动化技术节能效果，充分发挥电气自动化技术的经济性、实用性及安全性特点，促进企事业单位经济效益与社会效益的全面提高。

1.3 提升效益原则

为了最大限度降低电气自动化技术应用过程中的能源消耗与浪费，设计人员必须在电气自动化技术中合理的应用节能设计手段。很多设计人员为了体现出电气自动化技术的经济效益，在电气自动化系统的设计过程中，采取了更换设计材料的方式，这种方法虽然有助于节能设计效果的提高，但是却因设计材料的更换造成了设备性能的下降，导致企事业单位遭受了不必要的经济损失。为了避免此类情况的出现，设计人员在电气自动化技术中应用节能设计手段时，必须在充分重视企事业单位经济效益的前提下，根据企事业单位自身的经济实力，合理开展电气自动化技术的节能设计。

2、电气工程自动化节能设计的应用

2.1 采用无功功率补偿设备

供电系统和配电系统主要由变压器和输电线路以及配电线路等组成，所以在传送电能的时候，电流要在各个供配电系统的组成部分中流动，因此在整个运行过程当中会产生较多电能的损失从而造成资源和能量的浪费，在这些浪费的资源和能量当中，由无功功率而导致的能源的浪费占很大一部分。无功功率对电网的影响非常的大，不仅仅会导致电网的运行状况变得很差，还会使电路的电压降低，从而降低电路的运输电质量。如果可以改变电路功率的参数，使电路的电压和运行的状况都处于一个稳定的状态，那么就可以保证电路的运输电质量。所以选择并使用无功功率补偿设备，对于电气工程自动化节能设计来说，是一个必须的选择，唯有从根本上减少无功功率造成的浪费，才能进一步实现节能这一目的。

2.2 尽量使用有源滤波器

在电气工程自动化的控制过程中，人工控制容易出现问题，如果工作人员在工作的时候不用心，那么出现问题也是我们没有办法阻止的，如果是新员工数量多的时候产生的谐波数量也更加多，谐波和基波共同作用会对电网产生很大的影响，会使得电压处在不平稳的状态。而对于以上情况，最有效的解决办法就是滤除电气工程自动化系统中的谐波。有源滤波器可以有效滤除谐波，它可以同时滤除2 至50 次的谐波，并且可以对谐波进行2 至50 次中的任意次数的有效补偿，它的有效体现在整个过程的时间不会超过340μs，此外有源滤波器还能够精确地滤除谐波，因为其所使用的3DSP+CPLD 的控制方式，该控制方式为全自动化的控制方式。

2.3 优化配电系统的改造设计方案

电气设备必须要在电力系统中必须做到随时都可以发挥作，对于电气工程自动化节能设计来说，不得不重视这些点，所以在保证电气工程自动化和节能性的情况下，对于配电系统的改造和设计方案更是要进行优化才行。在进行方案设计的时候，必须要保证可以有效地控制电气设备，使电气设备可以有效满足电路需求比如满足负载需求。在实施项目的过程中，要全力保障电路的安全，必须全面发挥导线的绝缘性，在走线的时候要留出合适的绝缘的距离，这样一来就可以保证导线不会过度发热，使导线的负荷能力不会下降，从而保证电气设备的安全，此外还要注意配电系统的接地以及防雷。

2.4 合理选择变压器

变压器是电气工程自动化中不可缺少的重要组成部分，它的作用非常的多，包括对电压的转换和对电流以及功率的控制，也正是由于其较多的作用导致它耗能非常的大，所以如果可以合理选择变压器，有效降低和减少变压器所消耗的能量，那么就能够实现有效节能。（1）变压器材料的选择在选择变压器材料的时候，从节能的角度出发，但是同时也要保证变压器良好的性能和质量，所以就可以同时选择铜片材料和硅钢片材料以及绝缘材料，这样才能够有效节能。（2）铜材料电力系统运行的过程当中，电线和配电柜中所产生的能量损失非常的多，其中有效降低能量损失的方法就有使用铜材料，这样的话变压器在空载运行的时候就会减少一些能源的消耗，从而实现电气工程自动化节能设计。

2.5 减少在传递过程中电能的损耗

任何一种类型的线缆中都会存在电阻，既然线缆中存在电阻，也就说明了电力在实际传输的过程中必然会因电阻的大小出现不同程度的损耗。为了促进电能在线缆中传输效率的有效提升，设计人员必须从如何降低线缆电阻着手。如果从物理学角度分析，线缆长度、线缆截面大小等参数是决定电阻大小的主要原因。为了提高节能设计的效果，设计人员应该从以下几方面着手：首先，严格按照要求，选择电阻能力相对较小的导体材质，才能达到有效降低电力传输过程中损耗的目的。其次，通过电缆托盘、电缆沟、直埋等方式合理敷设，选择最优路径。再次，选择铜芯导体作为传输介质。最后，适当增加线缆截面，减少线路损耗。

结论：

在现在科学技术高度发达的背景下，如果能够在利用先进的技术实现电气工程的自动化的同时，有效应用电气工程自动化的节能设计，才能够减少资源的浪费，才能够走得更远。