电气工程及其自动化中节能设计的应用分析

黄之明 李彦方

摘 要：电气自动化主要优点在于其能够提高工作效率，降低运行成本，有效的改善实际劳动条件，为电气系统的运行，减少很多人力物力。近些年，随着我国“绿色工业”政策的开展，电气自动化中的节能技术，受到我们的广泛关注，已经成为我们当前经济建設中的主要目标，本文对此进行了分析。

关键词：电气工程;自动化;节能设计;设计应用

1.电气自动化节能技术的内涵

由于电气自动化系统是一个非常复杂和繁琐的整体，加上城市电网的增加，实际功率也不断增加，这将导致在实际工作中，使用大量的整流器和逆变器等设备，这将导致大量的谐波，产生的谐波将影响电网的实际运行。 要减少实际谐波的负面影响，就要从节能、电气自动化等方面考虑从变压器、有源滤波器和无功补偿技术工作上面，采用降低电路传输损耗、使用有源滤波器和优化变压器的方法，使电力系统在实际运行过程中达到节能的目的。

2.电气工程中存在的节能问题

目前，我国电气工程普遍存在节能问题，主要指建筑电气节能的设计和使用。 随着科学技术的飞速发展，出现了一大批先进的智能设备。 这些设备和仪器也在电气工程中得到了应用，发挥着越来越重要的作用。 电气工程水平与能源利用之间存在一定的冲突。 为了满足建设项目各个方面的不同需求，电气工程不仅需要提供照明和温度调节，还需要保证娱乐场所的用电量，这必然会消耗大量的能源。 近年来，随着人民生活水平的提高，节能降耗已成为现代人的新追求。 人们已经意识到绿色生态的重要性。 因此，电气工程的节能已成为人们关注的焦点。 电气工程能够很好地满足建筑各方面的需求，很难避免能源浪费问题，这是电气工程节能问题严重的根源。

3.加强对电气自动化的节能设计措施

3.1变压器方面

降低电能损耗是电气自动化节能的重要途径，对于变压器来说，可以从变压器的材料方面入手。例如铜线、钢材、硅钢片等材料都是在变压器中常见的材料，如果这些典型的材料选择不恰当就会造成电能被大量的浪费，增加电能的损耗。首先在进行变压器材料选择时，应该时刻坚持节约材料的基本原则，在满足工作需求的基础上，对电气自动化设备运行时的介质以及材料进行科学化选择，进而降低生产成本与电能损耗。而对于配电柜与线路来说，在材料选择上尽可能地选择铜线作为介质，并采取换位导线的方式，减少电路中电能损耗。在保证设备正常运转的基础上，硅钢片应该选择薄型号，从而达到节能的效果。在现实生活中，损耗较大的变压器设备逐渐被淘汰，节能效果好的变压器损耗会大大降低。为了获取更好的节能效果，应将变压器的负载率设计在40%到60%之间，例如在工厂车间中，变压器放置位置应该考虑该地区是否为电力负荷中心。选择在中心的目的有两个，首先便于供电企业对变压器的管理，无论从安全还是经济角度考虑，都是能促进自动化设备节能。其次，现场的电缆长度能够有效减少，降低在线路上的损耗[1]。

3.2变频器拖动技术

变频器拖动技术目前在社会中得到快速发展，呈现出取代传统降压启动器的趋势。变频器就是将电压以及频率都在某一数值的直流电，转变为电压以及频率都会变化的交流电的电气设备。变频器在开始工作时，将三相、单相交流电转变为直流电，最后在系统运行时再将直流电转变为原始模式。在实际的工作中，输出频率以及电压随着时间的变化而改变，电机的运行曲线发生改变。为了提高生产中的安全与可靠性，变频设备在实际的安装与配用时，需要留有一定余量，保证变频器正常运行。如果电机不能在满负荷的状态下工作，那么在满足动力驱动的基本要求之后，多余力矩就会消耗有功功率，对电能产生影响，消耗更多的电能。对风机和水泵设施进行调速时，要不断降低流量，减少水泵的转速。变频器在实际的工作中有着调压、稳压和稳速的作用，在当今的新型技术中，成本较高，但是功能比较强大。不仅操作起来简单易行，而且在众多领域广泛应用。随着科技不断发展，变频器的运行成本减小，发展前景一片光明。

3.3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。因此在实际的计算中应该使得这两个参数的和最小时所选择的电缆是最经济状态。

4.结束语

总体而言，在我们日常的生活和生产中是离不开电气自动化技术的。新技术领域发展的重要标志便是电气自动化的产生和发展，所以科学、高效地开展电气自动化的节能设计工作是非常必要的，因为这样不仅能够最大化地利用电能，还能避免发生电能浪费、损耗等现象，电网也不会因电量短缺而陷入供电不足、输电受阻等恶劣环境中。

参考文献：

[1]赵影，赵钢，黄孙伟.应用型电气工程及其自动化学生专业设计的探讨[J].实验室科学，2011，（05）：160-163.

[2]郭晓岩，电气节能与建筑节能[J].智能建筑电气技术，2007。

[3]邓爱英，浅谈建筑节能与建筑规划设计[J].山西建筑，2011。