淺析關于電氣自動化節能設計的探討

宋文斌

【摘要】隨著技術的不斷更新，電氣工程及其自動化建立了靈活的集成控制系統，滿足了工業自動化領域的技術需求，另外，也滿足了商業企業從管理層到電氣工程及其自動化系統的底層之間的數據存取、介質的訪問控制方式等，現場總線控制系統應運而生。這種系統的出現，讓工業自動化領域的控制網絡更加快捷方便，從而降低了成本。本文分析了電氣工程及其自動化技術及節能設計概述，列出了關于電氣系統中的節能技術分析，并提出了電氣自動化節能設計技術的應用及注意關鍵。

【關鍵詞】電氣自動化 節能 設計 應用

一、電氣工程及其自動化技術及節能設計概述

在我們日常生活和生產中都與電氣自動化有著息息相關的聯系，電氣自動化是一門新興的學科，是新技術在電力系統中應用的體現，其不僅可以有效的提高工作效率、降低運行成本及改善勞動條件，還可以有效的保證電氣設備的安全穩定運行。近些年來，能源使用的需求不斷增加，而能源又處于短缺的狀態，二者之間的矛盾日益突出，所以節能成為經濟建設的重要目標。因此，在各行各業中自動化技術的廣泛使用，不僅有效的提高了勞動生產率，同時也推動了節能減排的進行。從現在經濟發展的趨勢不難推斷出，節能是未來經濟發展中的主要趨勢，誰掌握了節能的先進技術，誰就能在未來的經濟發展中占據主導地位。

所以在當前的電氣自動化系統中，在電網規模不斷擴大，電力不斷增容的情況下，各種變頻器和整流器的使用帶來了大量的諧波，使電網的運行的安全受到影響，所以在諧波的消除上需要從節能的方向進行考慮，通過對電氣自動化各項技術進行控制和處理，從而使電路在傳輸過程中盡量減少損耗，并優越各種元器件的方法來保持運行中盡量達到節能的目的，從而使整個電氣自動化系統達到節能的效果。

二、關于電氣系統中的節能技術分析

1、選擇合適的變壓器

變壓器會因銅損、鐵損、空載損耗和負載損耗等因素造成許多電能的浪費，但是變壓器在供配電系統中的運用又非常廣泛，所以變壓器選擇得好可以有效地實現節能的目標。總的來說，選擇變壓器可以從以下幾個方面考慮：首先是要將變壓器自身的消耗降到最低，這就要選用單相的自動補償設備，使流經的三相電流保持平衡，消除或降低負載的不平衡性，從而實現變壓器自耗最小；其次是要選擇有較好節能特性的變壓器，進一步減少變壓器有功功率的耗能。

2、減少電能在傳輸中的消耗

電能在進行傳輸的途中，導線里的電阻就會造成一定有功功率損耗，這是無法避免的。但是，整個途中線路上的電流是保持不變的，因此要想減少電能在途中的浪費，智能使導線所帶的電阻盡可能的小。由電阻的推導公式可知它和電導以及導線的長度是正比關系，和導線的橫截面積是反比關系，所以可以通過以下的途徑來減小導線的電阻：第一是合理的布局，避免導線走彎路或回頭路，盡可能降低導線的長度；第二是選擇電阻率比較小的材料制成導線；第三是同等條件下要選擇一些橫截面積比較大的導線，這樣可以有效降低電阻；第四是使變壓器和負載中心盡量靠近，使供電的距離減少。

3、使用有源濾波器

在實際的操作中常常會發生誤動作，所以要消除諧波來避免或減少電氣設備的誤操作，而最搞笑的方法就是運用源濾波器。造成誤動作的因素主要就是越來越多的電氣設備，其帶來的諧波也就隨之增加，但是產生的諧波與基波在電網阻抗上會重疊，從而使電壓形成畸變，由此導致電氣設備誤動作的產生。一般而言，有源濾波器有以下功效：能擴寬功率有效利用的范圍；反應迅速；能讓無功補償取得預期的完美效果；動態性能號。通常來說，使用有源濾波器能有效的消除諧波，將電氣設備的誤動作阻隔在產生之前，從而提升電氣設備的運作效率，有效的節能減排。

4、選擇電壓等級

電壓等級的合理配置同樣能夠起到較好的節能效果，一方面是處理好高壓和低壓配電的電壓等級選擇，另一方面就是在進行供電電壓的確定時，需要綜合性的考慮多方面的影響因素來進行，包括用電設備的性質、設計的前景規劃、電網的發展計劃以及供電回路的數量等。

5、供配電系統的設計

通過供配電系統的合理設計來實現節能無疑是最為直接也最為有效的方式之一，具體來說可以從以下三個方面來著手進行：一是盡可能的減少配電的級別，這樣能夠有效的提高供配電系統的穩定性和可靠性；二是要結合實際的用電狀況來對供配電的狀況進行確定，盡可能的保證變壓器處于負荷的中心位置，這樣就能夠最大程度的降低供電半徑，從而實現電力節能，并且這樣一種節能方式還能夠一定程度上提高供電的質量。

6、照明節能

在電氣自動化的節能設計中，還可以通過照明節能來實現，具體來說同樣是有兩種方式，一種就是直接利用高效光源，傳統的白熾燈雖然簡單便宜，但是其發光的效率比較低；另一種就是充分的利用自然光，這就需要對構筑物的門窗進行擴大，或者是對建筑物或者是構筑物選擇一個較好的朝向。

三、電氣自動化節能設計技術的應用及注意關鍵

要想實現電氣自動化節能的目標，最重要也是最先要完成的就是很好的完成電氣工程的電氣設備以及安裝工藝的設計。只有完成了這些才能在未來成功的利用電氣自動化來實現節能的目的。

1、電氣工程設計

想要達到電氣工程節能的目標，最關鍵的一個環節就是設計電氣設備以及安裝電氣工程。這一個步驟是為了未來的成功使用以及達到節能的目標做一個良好的鋪墊。

2、優化配電系統的設計

電力系統的服務宗旨就是為安裝電氣系統過程中要用電的設備提供所需的動力。所以，在整個配電設計過程中首先要實現的最低要求就是要將電力系統的適用性充分考慮在內。適用性，簡單來說就是能對電氣設備的有效控制作出相應的保障，還要達到用電設備對供電設備以及負荷容量等因素可靠性的要求。在整個配電的途中，不僅要滿足電氣設備以及用電設備等設備的要求，而且要確保電力系統運行時有一定的穩定性、高效性、可靠性、易控性以及靈活性等特性。在設計配電時其次就是要將電力系統的安全性考慮在內。為保證電氣系統的安全性，不僅要確保導線具有良好的絕緣性，以及在走線的過程中要確保各導線間有一定的絕緣距離，而且要確保導線的熱穩定性、負荷能力以及動態穩定的裕度，以此來保證電氣系統的接地和防雷設施。

3、提高電氣系統運行的效率

選擇節能設備是電力系統首要完成的事情，當然，這也是為節能做好基礎和鋪墊。與此同時，電力系統在運行的過程中，為了真正實現節能，還可以采取降低電路的損耗、無功功率補償以及均衡負荷等方法。舉個例子來說，在進行配電設計的時候，可以通過合理選擇設計的系統和合理調整負荷來實現。采取這樣的方法，能夠保證在電力系統運行及安裝的過程中，能夠讓設備運行效率和電源綜合利用率都獲得有效的提高，這樣就能夠做到降低電能損耗。

結束語：

當前，電氣自動化節能技術尚且處于發展初級階段，我們一定要站在節約能源的立場出發，盡力降低能源的消耗并且避免污染環境，為使用者提供一個舒適健康的環境。現如今，在節能領域，我國正在努力提升自主創新能力，并且不斷地開發和研究各種先進節能技術。在這樣大好的形勢之下，我國的電氣自動化的企業一定要抓住機遇，敢于挑戰，樹立起節能的理念，努力研發各種電氣自動化的技術及產品，為節能經濟的發展發揮促進作用。

參考文獻：

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