电气工程自动化及其节能设计的应用

蒋情

摘要：社会经济随着时代的进步不断发展，在此之中发展和解放生产力是最基本的要求。发展生产力需要大量生产资料的投入，因此发展生产力过程中需要的能源也越来越多。尽管社会经济的发展需要以能源作为基础，但若想二者可持续的发展，则一定要节约生产能源，从而防止生产能源对社会经济发展产生负面影响。所以在社会生产活动中最重要的一点就是节约能源。

关键词：电气工程自动化;节能设计;应用

1 电气工程自动化技术中存在的问题

1.1 系统集成化程度不高

所谓集成化指的是电气工程自动化技术中，各项控制环节处于同一个系统中，进而提升电气工程自动化技术的应用性。在具体实践中，我国电气工程自动化技术集成化程度不高，各项控制系统多处于分散、独立状态，没有形成一个集合系统。造成这些问题原因是电气工程自动化系统逐渐向复杂化和规模化方向发展，从而导致电气工程自动化及其节能技术难以得到有效提升。

1.2 电气自动化系统技术仍不太系统，较为零散

对于自动化技术，电气自动化的系统功能过于零散，没有将其整理并纳入到电气自动化的系统内，特别是当前国内电气工程自动化大都是以多岛自动化为主，很多产品之间系统相互不兼容。此类自动化方式运行模式落后，无法迎合现代科技的设施要求，存有太多弊病。

1.3 网络架构的发展存在不一致性的缺陷

由于在电气自动化行业中还没有对网络有深入的认识，因此，网络结构时存在很大的不一致性。而事实上，电气自动化的发展离不开网络的支持，但是由于网络结构的问题，成为了电气自动化的发展的瓶颈。此外，在信息软件的使用过程中，出现了不同主体接口不匹配的严重问题，数据、信息等沟通和共享的效率收到影响，电气工程自动化的效果大大降低。

2 电气工程自动化的节能设计

2.1 无功补偿设备的设计

无功补偿是在电气自动化系统运行中产生的无功功率，会加大变压器的输电消耗，使电能的质量降低。所以在节能设计中，无功补偿设备的设计也是电力系统的关键之一，能在提高输电效率的同时降低输电损耗，而无功设备设计的主要原则就是合理选择无功补偿方式，具体可以通过对电网运行情况，具体的参数，最佳的补偿效果进行具体合理有效地选择，以此達到电气工程自动化系统的最佳运行效率。

2.2 优化配电系统的设计

因为在电气系统的安装过程中需要消耗电，这就对电气自动化的电力系统有了要求。所以为了有充足的电力，我们应该对电力系统的适用性做出严格要求。为了让电气工程自动化能够正常运行工作，我们就要严格检验控制电气设备，并且还要考虑到用电设备对供电设备以及负荷容量等因素可靠性的要求。在电气系统安装的用电过程中，要符合满足电气设备以及用电设备等设备的要求，并且要保证电力系统正常运行。除此之外还要对电力系统的安全性负责，要让电力系统的安全性够高，既要保证导线的绝缘性能很好，还要对导线间的距离有严格的要求，让导线间保持一定的距离，又要让导线具备热稳定性、负荷能力以及动态稳定的裕度。这样的严格要求过后，会让电力系统的的安全性大大提高。

2.3 变压器的节能设计

在电气自动化当中，变压器是主要的能耗来源，是由绝缘材料、硅钢片以及铜片等组成的，所以要想对变压器进行节能设计，就必须对其的构成要素进行合理选择。其中，在对绝缘材料进行选择时，可以优先选择铜质材料;在对硅钢片进行选择时，应该对它的薄度进行有效控制，在满足设备运行要求的前提下，尽可能实现硅钢片薄度的最小化。在对变压器的容量以及数量等进行配置时，需要对尺度进行有效把握，根据实际情况对容量进行科学确定，在数量方面，需要避免多台使用，一旦需要多台使用，那么可以利用并联的方式，这样不仅可以提高其运行效率，减少能量损失，同时也可以对安全性进行有效保障。另外，在对节能变压器进行使用时，需要对接线方式进行合理选择，对长时间运行以及超负荷运行等问题尽量避免，进而全面发挥它的节能效果。

2.4 减少电能的传输损耗

一般来说，电能在传输过程中都会出现损失，因为导线存在电阻，有电流流过时就会发热，出现有功功率损耗。根据热功率方程P=U？/R，为了降低电能在线路当中的传输损失，降低导线电阻是最为行之有效的方法。大家都知道，导线电阻大小和导线截面积、电导、长度相关。电阻和导线截面积构成反比例关系，和电导、长度成为正比例关系。所以，为了将导线电阻改变，需要从下面几个方面着手：第一，选择导线的同时，要选择电导率比较小的材料，从而降低电能传输消耗。第二，电网设计当中，布线流程中尽可能保证导线走直线，避免出现很多弯路，节约导线长度，减少电能在电路上的损耗。第三，选择变压器的位置上要尽可能的接近负荷中心，用来将供电距离减少。第四，如果每一个方面的条件满足，尽量将导线的横截面积增加，有效的降低导线的电阻，从而将电能传输损耗降低，实现节能目标。

2.5 尽量沿用有源的滤波器

在进行电气工程自动化控制过程中，因为相关人员专业技能和职业道德素质低下，经常会出现错误性操作现象，想要针对该类问题加以预防，最好的途径就是进行自动化系统中的谐波抵消。因为我国电气设备样式丰富且数量繁多，新进职员动作误差几率同步全面提升，谐波数量自然有增无减，不过从中衍生的谐波和基波，会自然地在电网阻抗上加以交互重叠，使得电压畸形隐患愈加深入，造成后续愈加严重的电气设备错误反应动作。

2.6 电缆线环境温度

电缆线芯温度较高，降低电缆载流量，严重时会发生电缆着火的现象。电缆应该按照环境温度30℃进行截面选择，在特殊情况时需要进行调整。例如，在非洲温度较高的地区，温度一般都超过40℃，而此时的电缆环境温度应该按照高温度要求来选择。随着我国经济形势发生变化，工程建设的长远发展被注重。不仅重视投资的控制，也对电气自动化设备运行成本进行控制。要想做到节能，就需将二者有机统一，倡导优化工程设计。电缆线的选择应该综合考虑初始投资和线路损耗，当线芯截面减小时，初始投资则降低，相反则导致了线路损耗费用增大。当适当的增大线芯截面时，线路中的损耗减小，但是初始投资却有所增加。

3 结语

电气自动化在运行过程中有着很高的运行效率，有助于我国经济效益的持续提升，同时对于工作可靠开展、环境改善等各个方面发挥着非常重要的作用。电气自动化是当前企业市场竞争中获胜的一项有力的支持，正确认识当前我国电气工程自动化开展情况，对其自动化技术加以不断改革和创新，对于实现节能减排有着非常重要的作用。

参考文献：

[1]王伟.探究电气工程自动化及其节能设计的应用[J].工程技术：全文版，2016（11）：00256-00256.

[2]孔德腾.电气工程自动化系统中节能设计技术的应用研究[J].城市建设理论研究：电子版，2014（20）.

（作者单位：辽宁华泰环保科技集团有限公司）