电气自动化节能技术分析

薄涛 葛庆刚 于宗义

摘 要： 近年来我国科技水平得到较快发展，尤其是信息技术和自动化技术已经取得了相当出色的成绩。在现代工业和生活中，电气系统正逐步向自动化趋势发展，在工业生产方面提高了生产效率，在人们的生活方面提供了很大的便利。但是，当前的电气自动化技术在注重技术水平的时候，忽略了节能方面的要求，大部分的电气自动化系统需要大量的能量消耗。为了提高电气自动化技术在实践中的应用价值，响应国家节能减排的号召，也为了降低企业的能耗成本，进行相关电气自动化节能技术的分析与研究，具有较强的实践意义。本文简要的分析了电气自动化节能技术的理念，并分析了一些可用于电气自动化节能技术的方案。

关键词： 电气自动化;节能技术;经济效益;能源

【中图分类号】TM76     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.29.140

引言：改革开放以来，我国经济一直保持着较快的速度增长，经济增速一直居于世界前列，经济的增长，带动了社会各个行业的发展，社会对能源的需求量也不断增加。长期以来，我国的经济发展模式都偏向于粗放型，片面的追求经济效益而忽略了能源的消耗，其根本原因是因为我国大部分产业的能源应用结构合理性有所欠缺。大量的能源消耗，增加了企业的生产经营成本，能源消耗的过程中还会伴随着大量污染物的排放，导致生态环境的恶化。为了有效的降低能源的消耗，人们开始着手进行电气自动化领域节能技术的研究与应用，旨在提高能源的利用率，寻找降低能源消耗的途径。为了实现可持续发展的目标，就必须积极响应节能、降耗、减排的号召，在使用电气自动化技术提高企业生产效率的同时，要注意节能技术的融合，在提高企业的自动化程度的同时降低能源的消耗，提高企业的经济效益，也促进经济的绿色发展。

1 电气自动化节能技术简述

在电气自动化领域，要想实现节能的目标，首先就需要合理的规划电气工程的设计与安装调试，在前端设计阶段进行节能方面的考虑，完成后的电气自动化系统才可能达到较好的预期节能效果。就电气自动化系统而言，社会用电量的增大，要求城市电网规模需要进行相应的扩容，电力系统中的变频器、整流器等元器件得到广泛的应用，这些功能性元器件的使用，确实对城市电网的运行起到了良好的效果，但是大量电力谐波的产生，导致电力系统中电量的消耗量增大。因此，为了避免电力谐波导致的额外电能消耗，需要进行新技术的研究来强化变压器、无功补偿、有源滤波器等元器件自动化控制水平。在进行电气自动化系统的建设时，优先选择能耗等级低但功能完备的变压器和无功补偿元器件，减小电力能源的过程消耗。

1.1 优化电力系统设计

电力系统是电气自动化系统运行的动力，电气自动化系统消耗的能源也就是电能，因此，电气自动化节能技术的对象主要就是降低电能的消耗。在进行电力系统的规划时，所设计的电力系统首先要满足设备的负载大小与电力供应的安全性，其次还要保证电气系统可以有效的对设备实现自动化控制。综合来说，电力系统的规划目标要同时满足高效性、稳定性、操控性以及可靠性方面的要求。

1.2 提高电气系统的运行效率

在进行电气系统的设计时，优先选择节能设备。此外，还可以借助均衡负荷、无功补偿和降低电路损耗等方面实现电气自动化系统工作过程中的损耗，从而达到节能的预期。例如，在进行电力系统设计时，要科学的计算和适时的进行负荷和设计系数的调整;电气系统在安装调试过程中要注意进行效率的优化，以达到节能的目的。

2 电气自动化节能技术关键要素

2.1 引入有源滤波器

有源滤波器可以显著的降低电力系统中的谐波干扰，降低电气系统误操作的可能性。在电力系统的实际运行中，往往是电气元器件和电气设施使用的越多，电力系统中的谐波就越明显，谐波产生的电压积累到一定体量的时候会与原电压相互作用，影响电力系统的正常运行，可能还会引发电气设施的故障。有源滤波器因其具有优越的动态性能，并且对于多种电力系统都表现出较强的适用性，可以针对性的降低谐波对电力系统的影响。因此，有源滤波器在电力系统中的应用，可以有效的避免谐波引起的电力设施的误操作和不稳定，电力系统的稳定运行，可進一步实现电气节能。

2.2 提高功率因数

在电力系统中，功率因素是较为重要的一个屋里参数，电气设施的节能与否很大程度上取决于功率因素的大小。在电力系统运行过程中，若电气设备长久的维持在一个较高的功率因素的状态，会导致电力系统中无功功率显著增大，可以提高电能的利用率。因此，在实践中，会利用现有条件去提高电力系统的功率因数，常用的方法如下：（1）使用自动控制型电机，避免电机在工作过程中过载可以获得较为理想的功率因数。一般电机无功功率的大小为变压器的1/3以下，这样可以实现电力系统在节能的状态下而保持较好的稳定性;（2）提高用户的负载率。有限选择启动转矩与电流相对较大的低极电机，保证电机的响应较短，在尽可能短的时间内启动并保持稳定运行状态，减少电能的消耗。

2.3 电力电缆和变压器的影响

在进行变压器的选择时，要优先选择节能型变压器，以减少变压器工作过程中的做功消耗;为了降低变压器本身的电能消耗，需要尽量平衡流经变压器的三相电电流，经验证明，单相自动补偿系统、三相四线制供电系统等防范可以显著降低变压器端负荷的不平衡情况。

2.4 无功补偿

在电力系统中，可以使用专用设备来提供无功补偿，在进行无功补偿时，要注意以下几个方面：首先，若使用电容器进行补偿，要充分考虑电气设施的功率、额定电流、电压容量等电气参数;若使用模糊投切式无功补偿技术进行电力系统的补偿，可以达到较好的预期;需要将无功功率设定为投切参数的物理量，以避免电力设施的异常情况;最后，需要注意无功补偿系统的原则是安装位置与补偿位置必须相同，这样可以最大化减少电力在导线中的传输消耗，来实现节能的效果。

3 结语

综合全文所述，自动化技术在未来电力系统中将得到越来越多的应用，也是电气系统是未来的发展方向。现代化的今天，城市化的推进和工业体系点检建设，都需要大量的能源消耗作为动力。因此，必须寻找有效的措施，进行节能技术的开发，以实现电气自动化系统的节能降耗目标。电气自动化系统可以提高工业生产的效率和质量，在生活方面可以为居民营造出更为舒适和谐的环境，因此，进行科学合理的电气自动化系统的节能设计，降低能源的消耗，减少对环境的污染，具有时代的必要性。目前的电气自动化节能技术在一定程度上还不够成熟，需要大家共同努力，进行改善措施的研究与分析。

参考文献

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