對電氣自動化節能設計技術的探討

楊紅林

摘 要：科學技術的發展進步為建筑電氣節能設計提供了很大的上升空間，相關的設計人員可以在設計規劃中加入各種有效可行的節能技術，提高建筑節能的經濟效益。在節能設備的選擇上，應該對其原理、性能、效果有所了解，并從技術層面和經濟獲益兩方面進行比較后再做出理智選擇，進而使得有效節能的目的得以實現。

關鍵詞：電氣自動化；節能；設計技術

1 電氣自動化節能設計的概述及原則

1.1 電氣自動化節能設計的概述。電氣系統的自動化是電氣領域里面新發展起來的學科，它與工業方面的生產以及人們的生活都有著密切的關系。電氣系統的自動化能夠改善勞動的環境，提高工作效率和生產率，降低運轉的成本費用，它所起到的作用是不容忽視的?，F在，國際上都在呼吁開展綠色革命，在我國目前的經濟建設過程中，節約能源已經被列為了重點問題。其中，推動節能減排的關鍵就是自動化方面的技術。在未來經濟的不斷發展過程中，節約能源的新型技術將處于主要的位置，電氣系統自動化節約能源的設計技術也將有著更加廣泛的應用空間和發展空間。

1.2 電氣自動化節能的設計原則。（1）符合實際經濟效益的原則。以實際經濟效益為電氣節能效益的設計基礎，不盲目的增加相關投資金額，對節能設備和材料進行選擇時應該遵循科學合理的經濟原則，從而使得節能增加的投資數目能夠在較短的時間內通過節能運行而使得經濟效益有所保障。（2）適用性原則。直觀的說，就是為建筑物內良好人工環境的創設或維持提供必要的能源基礎，例如一些建筑設備動力的提供以及符合用電設備對電能質量、負荷容量的要求的優化用電設計，實現其電能的合理利用。（3）節能性原則。節能重點要放在電氣設備的電能損耗上，如變壓器的功率損耗、輸電線路的額外損耗等等。對其采取有效的節能措施，盡量減少或杜絕與建筑使用功效無關的電能損耗。

2 電氣自動化中的節能技術

2.1 電力電纜的材質選擇。在電纜材質的選擇方面，雖然銅質電纜的價格比鋁質電纜的價格較為昂貴，但也不應貪圖一時的降低成本，就直接采用、選購鋁質電纜。因此，是否在符合正常進行輸電配電的情況下，可適當選用鋁質電纜。當然，這種情況需根據現場狀況謹慎斟酌。當然，截面較小的銅質電纜與鋁質電纜之間的價格差距就沒有那么明顯了，為了使用安全、節約電能，銅質電纜是首選。

2.2 選擇變壓器。（1）避免變壓器型材帶來的大量能耗。變壓器的制備材料需要優化設計組合在一起才能真正實現節能，硅鋼片、銅片以及絕緣材料等如果設計不合理的話，就會造成很多不必要的能耗。應該秉承節約的理念，滿足變壓器工作的前提下，選擇最為合理的材料和運行介質，既能減少電氣自動化工程的成本，又能實現變壓器節能的目的。（2）銅材是一種優秀的材料，為變壓器配備的電柜和電線可以采用銅質材料，并用換位導線措施。降低磁密并采用高質量、較薄的冷軋硅鋼片，可以有效降低空載運行時變壓器的能耗，實現節能的目標。（3）合理選擇變壓器的容量和使用臺數。所選變壓器的額定容量應該根據實際所需電量來確定。如果變壓器的容量太小，會讓變壓器長期處于過度運行狀態，加速其老化，減少使用壽命；但是如果所選變壓器的容量太大的話，也會使其長期處于輕載狀態，過低功率會極度浪費電力資源和變壓器使用效率。如果使用的變壓器臺數在2臺或者2臺以上的話，應該采取并聯措施，這樣不僅可以提高其安全可靠性能，還能增加電力系統的功率因數，實現真正的節能設計。

2.3 有源的濾波設備。為了避免電氣裝置中的一些誤動作的產生，需要把諧波去掉，而有源濾波設備是最好的清除辦法。有源濾波設備的優點有很多，比如：反應非常敏捷，有比較大的適用范圍，可以達到非常好的無功補償效果。

2.4 降低傳輸線路的損耗。傳輸線路自身的電阻在短距離傳輸時可以忽略不計，消耗電能非常的少。但是對于一些行業，比如說石油或者采礦，因為環境比較特殊，電力設備在工作現場，離電力供應處非常遠，這就需要傳輸線路長距離傳輸。而如果電流不變，傳輸線路越長的話，傳輸電阻總值會越大，這樣就導致耗能越大。因此，需要降低傳輸線路的損耗。

3 電氣自動化節能設計技術的應用

3.1 開關量控制方式基于PLC的應用。這種控制方式是基于可編程控制器自動化控制技術中應用最廣泛，同時也是最基本的形式。由于PLC的自動化應用不但實現了邏輯控制，同時還實現了順序控制。所以逐漸替代了傳統的繼電器電路應用，同時該項技術既適用于單臺設備的單獨控制，也可以應用到自動化流水線中一組或者是整套設備的控制當中。

3.2 控制模擬量基于PLC的應用。在實際工業應用中會出現諸如：溫度、流速、壓強、液位、濕度等許多連續變化的模擬量。應用PLC自動化控制技術通?？梢允惯@一類的模擬量應用數字量之間A/D轉換和D/A轉換而實現可以被記錄和跟蹤的量，從而解決了可編程器對模擬量的實時監控和分析的難題。

3.3 集中式控制設計基于PLC的應用。集中式控制是指通過一臺功能強大的PLC監視系統，實現同時控制多個設備的“中央集中式”計算機自動化控制模式。在該系統中，各個設備之間的運行狀態以及聯系、監控關系等都統一由中央PLC來配置執行。所以這種集中式控制設計要比其他控制系統更方便易用，成本更低。但是這種控制方式的缺點是：其中任何一個控制對象的程序出現問題或故障，都要通過停止中央PLC的控制，從而使其他所有依賴中央PLC控制的設備都不能正常工作。

3.4 PLC、變頻器在中大型企業中的應用。PLC、變頻器在中大型企業的應用中具有明顯的可行性，然而在實際操作中，也應該注意以下相關問題：（l）根據企業的特點，明確CPU的功能特點，并按照不同的CPU功能進行分配，使其滿足企業生產線的正常運行，使其能夠快速進行數據運算與處理，及時進行信息轉換。（2）PLC在應用過程中逐漸升級，在現場應用中獲得了極大的好評，其即實現了儀表測試、工藝過程、電氣設備以及故障處理的功能，又實現了壓力控制、溫度保護、自動閥門等操作界面的控制，實現了生產線控制平臺的簡單化與系統化、界面化，優化了工作流程，有利于生產的安全性能。（3）PLC在實際應用中具有抗干擾的特性，其既能夠減少輸人諧波的沖擊，又能夠對各變頻設備進行完善，從而加強其抗干擾的能力。（4）對變頻器的維修安裝的過程以及細節進行調節，中大型企業生產過程中由于供電與設備的進線出現需求，因此需要進行成柜安裝，使其規?；?，便于維護的可操作性。

4 結語

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] 張蘭蘭.電氣自動化節能設計技術應用研究[J].科技向導，2012（29）.

[2] 韓子磊.節能技術在建筑電氣設計中的應用[J].智能建筑電氣技術，2011（06）.