探究电气工程自动化及其节能设计

【摘  要】众所周知，社会经济在发展的同时能源浪费现象同样十分显著，而地球资源总归是有限的，不可再生能源的浪费并不是“取之不尽用之不竭”。人类要发展经济，搞工业、搞建设、搞网络都是时代必然，但是在其能源损耗中如果不加以节制，尤其在现阶段随处可见的电气系统中没有相应的节能技术节约能源，最终遭殃的终是人类的子孙后代，人类总会自食其果。对此，在本文中我们以电气自动化为例，阐述其中的节能设计技术。

【关键词】电气工程自动化;节能设计;技术要点

引言

电气自动化在各个规模、各个行业都已基本采用，它能够大大减少工作时间，提高工作效率，减少运行成本，改善工作人员的劳动条件等。近年来，随着“绿色工厂”“绿色园区”“绿色供应链”“绿色产品”等一系列绿色革命的兴起，节能领跑、绿色发展成为我国当前经济建设的重要发展目标。那么，采用先进的自动化节能技术和节能设备才是推动各行各业达到节能减排目的的有效途径。从当前国家节能的方向考虑，企业采用先进的节能技术势在必行，新建企业从建厂之初就应考虑节能的设计和节能设备的选用，而对于一些老企业来说，通过技术改造来实现节能，降低生产成本，提高产品质量才是企业发展的根本之道。

1.国家推荐的几种装备系统节能技术

1.1机床用三相电动机节能电器技术

取样电动机运行“瞬时有功负荷”作为控制信号，实时监测实际负荷、自动调整有功功率，有效减少机床能耗;即：当“瞬时有功负荷”大于额定功率1/2时自动调整为大功率，当小于额定功率1/3时自动调整为小功率，通过循环监控调整电动机的“瞬时有功负荷”来实时调整电动机功率。此技术适用于三相异步电动机驱动的机床设备改造。

1.2基于智能控制的节能空压站系统技术

采用先进的控制技术、工业变频技术、阀门技术、综合热回收技术，对压缩机空气系统中的空压机、过滤设备、冷燥设备、管网阀门、储气罐、终端设备等单元进行一些优化控制，优化压缩空气系统能量输配效率，提高空压机的系统能效。此技术适用于空压站系统节能改造。

1.3空压机节能驱动一体机技术

采用卸载停机技术，通过采集多路温度、压力、用气量等负载特性，自动识别并控制停机时间，减少空气压缩机卸载能耗，从而提高能效水平，适用于压缩机节能改造。

1.4基于电流确定无功补偿的三项工业节电技术

利用电容器具有充、放电和贮电的特性，采用并联补偿电容器的方式，利用带有高速计算机芯片的自动限流补偿控制器对用电器进行无功补偿和有功电量剩余回收，并抑制瞬流、滤出谐波。适用于低压三相交流电动机节能改造。

2.电气工程自动化及节能设计要点

2.1线路损耗减少

电气系统在线路上的传输损耗是十分常见的损耗形式，主要原因在于导线中的电阻会形成有功功率损耗，其电阻值越大，所产生的有功功率损耗就越大。而其导线电阻值的大小取决于导线长度和横截面积。对此，为了能够尽量通过减少导线电阻值而减少有功功率损耗，达到减少线路损耗的目的，就要从三个方面进行改善：首先，可以通过选取一些本身材质电导率十分低的导线连接其中，达到减少线路损耗的目的;其次，可以通过改变导线的长度降低线路损耗，比如减少弯路走线，尽量均以直线形式走线，同时要注意那些绕来绕去不必要的导线环绕，减少多余的导线长度;最后还可以增加其导线的横截面积，在选择导线之际可以选择横截面积比较大的导线连接其中。

2.2无功补偿应用

所谓无功补偿又被称为无功功率补偿，指的是在整个电气系统中为了能够提高电网功率因数而降低供电器变压器与传输线路中所产生的用电损耗，达到提高供电效率的目的。对此，无功补偿在整个电气系统中有十分重要且广泛的应用。在很多用电用户看来无功功率整体功率因数十分低，更在一定程度上需要对供电部门缴纳罚款，用户用电成本也随之变高，其经济效益更是无从谈起。对此，为了能够达到无功补偿的应用目的可以在其中应用一些无功补偿设备，实现无功就地平衡的目的，既提高其中的功率因素，也能显著减少电能损耗，保障整个电气系统的经济效益。在无功补偿设备的选择中，其选择要求同样有三个方面：其一，所选用的电容器进行无功补偿之际，其电容器的容量必须合理满足配电电圧的容量以及相应的功率因素、三相电压平衡度以及负荷等相关参数要求。如果在无功补偿过程中产生谐波，可以利用电抗器减少其中的谐波;其二，为了避免无功补偿产生过量补偿或者无功倒送、投切震荡等乱象，对于电容器在选择中必须针对其无功功率参数作为投切参数要求;其三，传统的电容器等容量分组与投切开关中的循环投切方式，还有按比例分配、按级投切等均没有十分理想的务工补偿效果。对此，在现如今的投切中一般以模糊投切多见，无论是在适用范围还是在跟踪准确性能方面均表现的十分优异。

2.3电力蓄能设备

蓄能设备能够转移电网高峰时的用电量、平衡电网的峰谷差。蓄能设备可以在用电波谷时段来制取热量并储存起来，此时属低电价时段，然后再在用电波峰时段，也就是高电价时段把储存的能量释放出来使用，这样大大降低了企业用电成本。現阶段，我国北方地区推行煤改电供暖，电锅炉作为一种供暖主热源技术已得到广泛的应用，相比燃煤锅炉其无污染物排放;相对于燃油、燃气锅炉占地空间小、节省用地;政府在取暖期延长了用电波谷的时段，企业应采用合适的蓄能式锅炉来代替原有的燃煤锅炉，既经济又环保。

3.结束语

总而言之，企业必须从节约能源的角度出发，使生产过程中低耗能、低排放，将绿色低碳作为发展目标，加大节能技术和终端用能设备的投入，才能实现我国节能电气的跨越式发展。

参考文献

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[3]王一品.电气工程自动化信息技术及其节能设计探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2019（10）：1.

作者简介：卜天惠，辽宁沈阳，110000。