關于自動化節(jié)能的應用與開發(fā)

盧項乾

摘 要：電力系統(tǒng)，在隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和信息技術的日新月異走向自動化的同時，越來越重視節(jié)能技術的推廣和運用。該文基于電氣自動化，探討了自動化節(jié)能的應用策略和開發(fā)前景，其題中之義在于讓節(jié)能技術能在實際的生產(chǎn)中發(fā)揮最大的效益，以供借鑒和參考。

關鍵詞：電氣自動化 節(jié)能 應用 開發(fā)

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0231-01

在節(jié)能技術方面，電氣自動化在我國目前仍然處于發(fā)展階段。要在電氣自動化系統(tǒng)中實現(xiàn)能源的節(jié)能，首先要做的是設計好系統(tǒng)供電并進行可靠的安裝。換句話說就是，在設計的整個過程中必須不斷對配電設計進行優(yōu)化，使其更趨合理，同時必須有效提高電氣化自動系統(tǒng)的實際運行效率，盡量減少間接的或直接的電能損耗。惟其如此，方能實現(xiàn)節(jié)能的目標，創(chuàng)造較高的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 電氣自動化和節(jié)能設計概述

作為電氣信息領域年輕的一門學科，電氣自動化與工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活息息相關，它在實際中的合理利用大大提高了生產(chǎn)、工作效率，有效降低了運行成本。

環(huán)境的不斷惡化和自然資源的匱乏催生了“綠色工業(yè)革命”，當前，經(jīng)濟建設必須把節(jié)能作為重要目標之一，節(jié)能技術越來越成為各行業(yè)節(jié)能減排的利器，誰能在節(jié)能方面掌握主導，誰就是未來世界經(jīng)濟的主宰。

隨著城市電網(wǎng)的日益增大，電力容量也逐漸增大，電力系統(tǒng)中的設備如整流器、變頻器等因諧波而損失的能耗也越來越大，嚴重威脅著電網(wǎng)的安全。因此在對電氣自動化系統(tǒng)進行設計的時候，必須把節(jié)能放在首要地位，注意在有源濾波器、變壓器和無功補償?shù)确矫嫦率郑ㄟ^減少傳輸能耗和優(yōu)選變壓器等方式從根本上降低能耗損失。

2 電氣自動化節(jié)能的應用

2.1 優(yōu)選變壓器

對變壓器的優(yōu)化選擇，必須從以下幾個方面入手：其一，選擇節(jié)能型變壓器，從減少變壓器的有功功率消耗的途徑達到節(jié)能的目的。保持通過變壓器的三相電的電流平衡，盡可能降低變壓器的銅損和鐵損。其三，電能的傳輸最好采用三相四線制，并同時采用單向自動補償設備并將其均勻的分接在三相電源上，從而從根本上減少或排除負荷的不平衡。

2.2 有效減少電能的傳輸損耗

由于導線阻抗的存在，在傳輸電能的過程中或多或少都會產(chǎn)生有功功率的損耗。根據(jù)歐姆定律，在保證輸電電壓不變的情況下要減少線路中的電流，唯有減少線路自身的電阻。導線的電阻的大小與材料自身的電阻率有關，與長度成正比，與橫截面積成反比。因此，要有效減少傳輸過程中的損耗，應該從以下幾個方面考慮：一是采用電阻率較小的材料做輸電導線，這樣能有效減小電流在輸送途中因為阻抗而消耗的能耗。二是布線時盡量選擇走直線，減少或避免彎路，從而達到減少輸電線路總長度的目的。三是為了減少供電距離，變壓器應盡量設置在靠近符合中心的位置。四是加大導線的橫截面積。在綜合考慮建設成本、線路負荷等因素的前提下，輸電線路最好采用橫截面較大的導線。

2.3 充分利用有源濾波器

為了盡量減少連接到電網(wǎng)的電氣設備出現(xiàn)誤動作的現(xiàn)象，就必須采用有源濾波器，因為它能最有效的消除諧波。

誤動作的產(chǎn)生主要是因為電氣設備數(shù)量的增加導致諧波越來越多，同時這些諧波電流通過電網(wǎng)阻抗所產(chǎn)生的電壓與基波電壓重疊起來，從而產(chǎn)生電壓的畸變，這些畸變電壓就是導致電氣設備誤動作的罪魁禍首。有緣濾波器之所以能消除諧波、防止誤動作的功能，主要它具有反應、動態(tài)功能優(yōu)異等特性，拓寬了功率的范圍，從而使無功補償?shù)男Ч谩Ｔ诓捎糜性礊V波的情況下，可以對產(chǎn)生的諧波起到有效的過濾作用，將電氣設備的誤操作阻止在發(fā)生之前，保證設備高效運行，從而達到節(jié)能的目的。

2.4 合理實施無功補償

無功功率在電氣自動化系統(tǒng)的配電設備中總容量中所占的比例很大，同時也在一定程度上使得線路的能量損耗增加、電壓降低，給電網(wǎng)的經(jīng)濟效益和電能質(zhì)量造成影響的面是相當廣、幅度是相當大的。為了從根本上解決上述問題，實現(xiàn)電力的無功就地平衡，減少能量損耗，無功補償設備的選擇和使用就顯得十分必要。

在無功補償設備的選擇、安裝和使用中，應注意以下幾點：一是在使用電容器補償時，必須根據(jù)配電電壓的容量、目標功率因數(shù)等參數(shù)來確定電容容量。二是應該采用模糊投切方式來達到補償?shù)淖罴研Ч驗檫@一補償方式具有適應面廣、跟蹤準確性高和調(diào)節(jié)平滑等優(yōu)點。三是投切物理量最好選擇無功功率，這樣可以對投切振蕩和無功倒送等情況進行有效防止。四是最好就地安裝無功補償裝置，采用就地補償?shù)姆绞剑赃_到減少無功輸出、節(jié)約能源的目的。

除此之外，高效光源等形式也可以滿足電氣自動化節(jié)能的要求，因為高校光源具有顯色性能好、放光率高等優(yōu)點。

3 電氣化節(jié)能的開發(fā)

3.1 積極開發(fā)和創(chuàng)新電力節(jié)能措施

（1）分布式供電技術

分布式供電是區(qū)別于集中式供電的一種供電方式，它是以數(shù)千瓦到50M瓦的小型模式將發(fā)電系統(tǒng)分散布置在用戶附近，可以獨立提供冷、熱和電能。分散式供電方式很少甚至沒有能量損失，且可以采用可再生能源發(fā)電，既環(huán)保又節(jié)能。

（2）電力蓄能節(jié)能技術

該技術是采用中央空調(diào)余熱回收儲熱、中央空調(diào)蓄冷等技術把富余的電轉換為其他形式的能并儲存起來，以供供需要時使用。電力蓄能節(jié)能技術，可以在電能使用的低谷將電能轉化為熱能、冷能等其他形式的能儲存起來，并在用電高峰時釋放出來。采用電力蓄能節(jié)能技術可以很好的解決資源浪費問題，充分發(fā)揮發(fā)電設備的作用。

3.2 開發(fā)新能源

（1）風能

風能蘊量極其巨大，其中可利用的風能可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風能具有不需要燃料、清潔、無輻射和可再生等優(yōu)越性，世界各國對風能開發(fā)和利用越來越重視。從能量轉化的角度來說，風力發(fā)電是把風的動能轉變成機械的動能，再把機械的動能轉化為電能，它是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將提升旋轉速度使發(fā)電機發(fā)電。

（2）太陽能

太陽能是一種可再生的、干凈的新能源，越來越受到人們的喜愛，廣泛應用于人們的日常生活和工作中， 其中之一就是將太陽能轉換為電能，比如太陽能電池就是利用太陽能工作的。利用太陽能發(fā)電有兩大類型：一類是太陽能光發(fā)電（亦稱太陽光發(fā)電），另一類是太陽能熱發(fā)電（亦稱太陽熱發(fā)電）。

4 結語

必須以節(jié)能為出發(fā)點和最終目標，盡可能減少能源的使用和浪費，降低因此帶來的環(huán)境問題，為電氣化自動設備的使用者營造一個舒適、安全、衛(wèi)生的環(huán)境，實現(xiàn)電氣節(jié)能技術的跨越式和可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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