电力自动化节能设计技术探讨

黄麟

摘  要：节能减排政策的实施给建筑能耗指标制定了更高的要求与严格标准，也让电力自动化节能技术得到了创新与发展。尤其是现代建筑当中，电气化程度的不断提升，也让电能消耗量显著提高。由此看出，电力自动化节能技术的研究工作需要得到进一步深化，为实现可持续发展的战略目标不断努力。

关键词：电力自动化;节能设计;技术探讨

中图分类号：TM76         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）11-0080-02

Abstract： The implementation of energy saving and emission reduction policy has set higher requirements and strict standards for building energy consumption indicators， but also let power automation energy saving technology have been innovated and developed. Especially in modern buildings， the continuous improvement of the degree of electrification， but also make the consumption of electric energy significantly increased. It can be seen that the research work of power automation energy-saving technology needs to be further deepened， in order to achieve the strategic goal of sustainable development.

Keywords： power automation; energy-saving design; technical discussion

引言

我国的城镇化速度发展较快，且在短时间内并不会放缓，也给社会发展带来强大的推动力。但我们需要意识到的问题在于能源消耗量同样惊人。在《国家新型城镇化规划（2014-2020）》中也明确提到电气设备的合理运行方式，也说明电力自动化节能设计的效果直接影响到技术周期。

1 电气自动化节能技术的原则与方向

在社会电力工业发展的背景之下，电力自动化的重要性更加显著。传统技术与现代自动化技术间的障碍也在逐渐消失。大规模的电网要求下也会出现更多不可预测的发展情况，且城市规划也必然需要考虑到负荷问题。

1.1 控制电能的损耗损失

对电能消耗与损失的控制是节能设计的基础性内容，也能实现真正意义上的“电网减负”工作。在实际的电能传输环节，通过减小电阻的方式能实现功率损耗降低的目的。在常规的物理实验当中，导线材料、导线长度、截面积等都会对电阻值产生不同程度的影响，电导率越小的导线材料产生的电能损耗也越低。由于电流的固定性，我们在导线材料、导线长度等参数方面需要进行合理设置，明确节能技术的原则与方向。

1.2 无功补偿设备

无功功率补偿的电能设备在当前的电力系统中发挥了至关重要的作用，它不仅能够通过变压器方面的输电消耗调整来提升其功率，还能有效地提升供电质量。因此在无功补偿设备的选择方面，应考虑其性能，严格按照要求执行。首先在参数方面，需要考虑到电压负荷、容量等参数进行选择适用，并结合实际的电网运行状态来合理选择。由于无功补偿设备在使用过程中需要配合电网的实际运行状态，才能让搭配负荷节能效果。其次是投切方式的合理选择，转变传统的滞后模式，选择一些使用广泛、稳定性较高的投切模式。最后还可以通过就地安装设备的方式来控制电能消耗。

1.3 光源控制

光源控制是照明设计中的重要组成部分，在照明设备中加入更多的节能化设计方案，可以在具体的应用中起到节能作用[1]。高效光源是电气自动化节能设计的新产物，相比于普通照明，不仅在能耗上实现了降低，且使用性能较好，在今后的建筑设计、公众场合必然能发挥更加显著的作用。

1.4 配电设计优化

电力系统在安装环节中会涉及到一些需要用电的设备，且设备运行普遍需要动力支持。整个配电设计系统应该具有较好的适用性，满足负荷容量与供电稳定性的要求，同时也需要保障控制方式的合理性。例如配电设计过程中的绝缘要求、绝缘距离等，让用电设备、配电设备均处于安全状态之下，电力系统的安全运行同样还需要进行防雷、接地等方面的设计。

1.5 光伏设备

光伏产业的发展在近年来速度较快，从产业规划、品牌效应与行业规模来看都实现了技术创新，竞争力较强。我国已经形成了相对完善的光伏设备制造业。人们能源保护意识的出现也让光伏产业符合未来绿色发展的理念，必然成为今后的主流节能规划工作。因此，电气自动化节能设计与其进行配合，不仅符合节能减排的基础性要求，还能符合科技创新理念。

1.6 变压器与滤波器的使用

节能设计的有效性很大程度上和变压器的选择有直接联系。为了维持电流平衡，单相自动补偿设备的使用可以发挥显著作用。另一方面，电气设备运行环节，谐波出现无法避免，为了减少电能过度消耗与产生的损失，就需要避免谐波对电动机性能和寿命的影响。目前多采用有源濾波器来过滤谐波，保障供电可靠性的同时，维持电气设备的正常运行，起到技术保护的效果。

2 常用电力自动化节能设计研究

2.1 变压器节能设计

要保障变压器的正常运行，需要控制两个方面的技术指标。一方面是维持变压器正常运行的基本指标，包括容量、电流、电压等额定指标;此外还包括变压器在正常运行环节可能产生的内部功率损耗，即空载电流、短路阻抗、负载损耗等。按照《三相配电变压器能效限定值及能效等级》的要求，对于节能型变压器选择的要求进行了相对详细的划分，其中1级也是自身功率损失最小、节能效果最好的产品，也是我国变压器设备节能的高要求水平。在实际的使用过程中，无论变压器属于干式还是油浸式，都应该满足基本的3级标准要求，而变压器达到节能标准时的判定依据为功率损失指标不高于限定的2级标准。在目前的技术水平下，已经有在变压器中加入非晶材料的方式，尤其是在配电领域的使用广泛。技术的程度与发展也会进一步维持设备的运行时间，保证长时间的节能效果[2]。

2.2 照明节能设计

照明节能设计工作在我国的深入开展之下，各行业都在生产方式与操作模式上进行了调整，通常来说在保障原有功能的前提下应创新工作流程，改善能源使用效率。照明节能设计不仅改善了光环境，还能降低能源消耗，因此从智能化设计的角度进行方案研究，也能保障最佳的运行效果。在照明光源的选择上，LED灯是当前的常见光源。而在控制系统的设计方面，照明系统应该明确技术应用的需求与电力系统的设计要求，在符合国家相关要求的基础之上来选择合理的控制策略。例如根据传感器区域、照明策略的差异可以有效地对控制装置进行布置，在设计图中得到合理体现。如果在图中无法明确表示，也需要在图纸中进行详细说明[3]。

3 电力自动化节能设计的实际应用

3.1 建筑照明设计

当前建筑物常用的总线控制系统，就可以将不同的模块进行连接，在相关指令下展开模块的组合，实现工业自动化。在部分高层建筑中的防御、监控、通讯体系也可以通过电气自动化来实现现场总线控制，连接系统和相关的智能设备。系统准确的性能具备良好的时效性，控制更加灵活，应用此项技术的价值变得更加显著，也能改善当前的技术发展趋势。发展至今，电力自动化的节能设计也朝着设备智能化、在线监测、互感器等方向发展。在节能控制方面，例如每个房间内的灯具都可以通过智能化模块控制，改善当前建筑中存在的电能流失状态。另外还可以通过安装探测器等方式来控制房间内部的设备合理运行[4]。

3.2 空调系统节能设计

从空调系统来看，冷却水系统与冷冻水系统的规划设计工作非常重要。冷却水系统利用空调主机对入水温度、出水温差数据的采集来调节水泵，但应该考虑到进水温度和环境、风机性能有直接联系。如果温差设定值固定，那么进水温度不便的前提下水泵转速保持稳定。为了保障空调制冷效果，可以进行系统变频调速，以自动控制模式来规划技术参数，实现系统的节能设计。而冷冻水系统则分别对冷冻主机和温差进行自动调节，如果室内温度剧烈变化时，温差信号产生变化，冷冻泵在感知信号差异后会降低输出功率达到节能的作用。

4 结束语

节能减排作为国家的基本国策，我们也需要明确这一发展目标，利用自动化技术等先进手段来实现节能目的，并大力发展“节能经济”。在未来的工作中，还应该高度重视各个方面的节能设计，包括变压器、照明等，多维度地提供技术支持，并将技术手段运用至电力系统当中，维持电力系统的快速发展，促进城镇化水平的提升。

参考文献：

[1]张金平，杨威.当前节能设计技术在电气自动化中的应用分析[J].中国管理信息化，2015（22）：44-44.

[2]陈义清.智能照明控制系统在高校图书馆照明节能设计中的应用[J].现代建筑电气，2013，4（6）：14-18.

[3]王振辉，彭小磊，高伟.基于级差控制法的中央空调系统节能设计[J].自动化与仪表，2012，27（7）：34-37.

[4]宋岩峰，秦军峰，刘勇，等.現代大型高层建筑电气节能设计方法及措施[J].现代建筑电气，2013，4（7）：50-52.