電氣自動化的節能設計技術

李銘華

摘要：近年來，隨著工業技術和電氣工程技術的不斷發展，電氣自動化作為一項先進的科學技術，其設計理念在節能應用方面受到廣泛的重視。本文簡單介紹了電氣自動化及節能設計，說明了提高電氣自動化節能技術的必要性，闡述了電氣自動化節能技術。

關鍵詞：電氣自動化；節能設計；

中圖分類號： S611 文獻標識碼： A

引言

隨著社會經濟的發展，人們的生活和工業生產對能源的需求越來越大。但是，現今大規模的能源開發以及不合理地使用能源，導致能源短缺的問題越來越嚴重，并受到國家社會的普遍關注。在電力系統的能源消耗中，很多設備的選用對能源的耗損產生影響。所以，電力系統的節能設計逐步被人們納入關注的視野。人們在各種建筑設計中，既要追求舒適、安逸的環境，又希望能夠減少開支。因而，在電氣自動化的設計中，不僅要滿足使用者的安全、舒適，也要考慮節能設計。

一、電氣自動化及節能設計概述

在電氣信息發展領域， 電氣自動化是一門新興的科學性學科， 對我國的工業生產和人民群眾的日常生活起到很大的作用。 電氣自動化不僅可以提高工業領域的工作效率和運作成本， 還可以促進勞動生產率的提高和改善工業發展的勞動條件。近年來， 隨著我國工業生產技術的提高和人們環保意識的增強，提出了“綠色工業革命”的發展理念，因而工業節能和環保成為當前經濟建設的重要目標， 所以先進的自動化技術的出現為相關行業的節能減排提供了有力的保障。 由此可知，未來的經濟發展狀況就是誰掌握先進的節能科技， 就可以獲得掌控經濟的主導權。

隨著城市化的不斷推進，城市電網的供電需求逐步加大，電力系統不斷增容。原有的操控技術主要是變頻器和整流器的應用，然而這些設備的使用對電網的危害很嚴重。所以，電氣自動化通過在變壓器和無功補償等技術領域進行突破，減少電路的傳輸損耗，優選變壓器和使用有源濾波器等方式，使電氣系統在運行中達到節能的目的。

二、電氣自動化節能技術提高的必要性

隨著社會以及經濟的不斷發展,人們對電的需求增加,日常生活中電器設備需要電能的供應,企業生產中電氣 自動化電力設備離不開電能，隨著電氣設備的日益普及,人們對電能需求也大大增加，目前,電能供應問題日益嚴峻,如果解決不好電能供應問題,會造成輸電、供電出現癱瘓,人們無法正常生活,陷人混亂中為了應對電能危機,需要降低電氣自動化設備的耗能情況,提高節能電氣自動化設備的發展,提高電能的利用率,只有這樣,才可以降低電能成本,緩解電能危機的嚴峻形勢，因此,大力發展電氣自動化節能技術非常有必要,有利于確保電氣自動化更好的服務人民。

三、電氣工程節能設計的基本要求

1、將供配電設計進行優化，合理利用電能

電氣自動化技術應用較為廣泛，在不同的工程建設中，需要考慮不同環境的應用要求。 例如，在水庫工程的電氣設計中，必須要考慮其設計能夠為水工設備運行提供動力，滿足其適用性要求。 在水庫建筑物的技術人員的休息區提供必要的能源，也要納入設計的考慮范圍。 滿足用電設備的供電可靠性和負荷容量以及輸送的電能質量， 保證電氣設備進行有效控制，充分發揮電氣設備的有效功能，促進其供電系統的穩定和暢通。

同時，在電氣設備自動化的設計中，要考慮其運作的安全性。 電氣線路設備需要具有絕對的絕緣強度和絕緣距離，在防雷技術的設計和裝置時，也要采取有效措施保證供電設備的安全運行。例如，水庫工程作為防洪發電的重要工程，具有很多的特殊功能，必須做好水利建筑物的安全維護，消除火災和洪澇的潛在危害，充分發揮水庫電氣工程的安全實用性，優化電力系統的供配電設計，確保電能的合理利用。

2、提高設備的運行效率，減少電能的損耗

電氣自動化設備在電網和水利建筑的應用中較為廣泛，要保障各項功能的高效和安全使用， 保障人們生活和生產環境的舒適度。 由于電氣自動化設備的使用都是一些大型的工程，需要盡可能地降低資源消耗，從而減少工程建設的投資。電氣自動化技術的應用應該充分滿足節能和降低資源消耗的特征，降低電氣線路運行和維護的費用，從而提高設備的運作效率，使電能資源能夠綜合利用，盡可能地降低對電能的間接或是直接損耗。

3、調整電氣系統的負荷，提高設備的利用率

在電力系統的電氣自動化運用中，只有保障其使用功能的有效運作，才能為其安全運行提供保障。因此，在電氣系統的設計中，需要根據特殊用電的情況，選擇合適的節能措施，提高自動化設備的負荷率以及設備利用率，從而達到節能的效果。

四、電氣自動化節能技術

1、減少電能傳輸的損耗

在電氣自動化的設計中，節能設計的根本就是要減少電能的消耗，最大限度地減輕對電網的損害。在實際的電能輸送中，電路線路上都會存在電阻，只要線路上的電路接通，就會產生有功功率能耗。這是能量損失的最直接的反映，因而減少電能消耗的方式就是減小電阻，從而減少功率的損耗。為了盡可能地減少電能消耗，在設計時要理解能耗的機理。由于線路傳輸的電流無法改變，所以要加大對電阻的研究。

一般而言，在線路正常運行的情況下減小電阻，可以達到節能的目的。其基本原理是， 電導是影響線路電阻的重要因素，電導線越長，電能的耗損就越多，導線的長度和電能的耗

損成正比關系。所以，在電氣自動化的設計中，要盡可能地減少導線長度、增加其截面面積，減少電阻，從而不斷減少電能在傳輸中的耗損。

2、變壓器的節能設計技術

對于電氣自動化設備來講,變壓器是最常用的電力設備,在供電系統中得到廣泛的使用變壓器中的部件在工作中容易出現鐵損、銅損等現象,負載損耗也很嚴重,這在一定的程度導致電能白白浪費因此,對于變壓器節能可以解決空載損耗、負載損耗等情況，例如,對于空載損耗嚴重情況,解決措施就是及時的更換零部件,使用鐵損小的設備,這樣可以大大的減少空載損耗情況;而負載損耗產生的原因在于變壓器內部繞線電阻的影響,針對于此,可以盡量采用阻值較小的繞線電阻,減少電能的損耗。

3、選擇電壓等級

在電氣系統中，電壓等級也是重要的影響因素。對于電壓等級的選擇，在高壓和低壓之間的配置很重要。因而，在電壓的等級選擇中，為了確保電壓的穩定，需要綜合多方面的因素來考慮。例如，用電設備的特性、電網的發展和供電的設計和規劃等。

4、選擇合適的電力電纜

在輸配電系統中，電力電纜是至關重要的部分，在電力工程中占據很大的投資成本，而且在電力線路的維護和保修中，需要大量的資金支持。在選擇電力電纜的時候，需要根據電流的密度和強度來決定電纜截面的設計，所以在電力電纜的材質選擇上很關鍵。一般而言，電力電纜的材質因其特性和使用期限的影響，鋼材和鋁材是兩種主要的材料。由于電氣系統的建設本身是一個高投資的工程， 所以電力電纜的設計也要考慮成本的投入。 鋼材和鋁材相比較而言，鋁電纜的成本稍微低一點，所以大多數的電氣工程選擇鋁電纜。然而，除開成本的因素外，銅電纜的安全和節能性能卻要優于鋁電纜。由于銅電纜的截面較粗，所以價格偏高。因而，在不同電力電纜材料的選擇方面，可以根據電氣工程的具體情況進行合理的選擇， 在保障電氣工程安全和節能的情況，選用銅電纜。

5、自然功率因數的管控措施

在電氣系統的設計中，功率因素也是影響電氣設備節能效果的一個重要的物理量。自然功率因數是一個比值因素，在電氣系統沒有配備相應的無功補償裝置下，有功功率和無功功率之間形成的比值。一般而言，提高功率因數，才可以促進電力系統的無功功率的增加，從而提高系統電能的轉化效率。在進行設計時，我們可以采取有效的措施將無功功率進行抵消，從而降低功率因數。對此，我們可以直接采用功率因數較高的同步電動機，或是采用電容器來實現一定的補償。

6、照明節能

一般而言，電力系統中的節能，還可以照明設備的改進。傳統的家庭照明采用的白熾燈，發光的效率較低，增加耗能。所以，家庭照明應該盡量采用高效的光源。同時，自然界是個無窮的寶庫，可以充分利用自然光進行照明，擴大建筑物的門窗結構，使其盡可能地接受更多的自然光，增加亮度。

結束語

隨著科技的發展,越來越多的電氣自動化電力設備被應用到各行各業,在工業領域、農業領域以及國防事業中,電氣自動化電力設備都發揮了重要的角色,隨著電力設備的發展,電能需求量開始大增,這樣就需要提高 電氣 自動化設備的節能技術,降低能量的損耗只有提高電氣 自動化節能技術,才可以應對電能緊張等問題,更好的發展電氣自動化設備發展,更好的促進社會發展,提高人們的生活水平。

參考文獻：

[1] 武芳軍.工業電氣自動化的重要性和發展趨勢[J]. 中小企業管理與科技(上旬刊). 2011(04)

[2] 張詩淋.淺析電氣自動化的節能設計技術[J]. 東方企業文化. 2012(08)

[3] 盧明陽.淺談電氣自動化控制系統的設計[J]. 科技促進發展(應用版). 2011(02)