電氣自動化的節能設計技術分析

劇鳳玲

（開灤集團唐山礦業分公司洗煤廠，063000）

電氣自動化的節能設計技術分析

劇鳳玲

（開灤集團唐山礦業分公司洗煤廠，063000）

無論是在工業還是人們日常生活當中，節能都成為國家和人們關注的焦點之一。就工業行業來講，電氣是其中的重要的節能領域之一，做好電氣節能是所有電氣行業的從業者都應該關注的課題。做好電氣節能工作，不僅可以保護環境、節約資源，還可以提高工業的生產效益，推動工業的進步。因此，本文簡要分析了電氣自動化領域的節能設計技術的基本原則，并提出了一些可能的策略和做法。

電氣自動化；節能設計；原則；技術

0 前言

我國一直在努力建設環境友好型和資源集約型社會，節能已經成為人們生活中常常討論的話題之一。而就電氣自動化領域的從業人員來講，不僅要保證供電的安全性與可靠性，還要努力使整個供電工程同時具有良好的生產效益與社會效益。因此，電氣自動化的節能設計就顯得尤為重要，若其能夠得到深入的研究和大力的發展，不僅能夠介紹電能的消耗和浪費，還可以為居民帶來更好的用電環境，對國家的可持續發展貢獻力量。本文就節能設計的基本原則和相應的對策措施作了簡要的分析，以供參考。

1 電氣自動化的節能設計原則

1.1 優化配電設計

為電氣工程中的用電設備提供充足的動力是電力系統最重要的作用和任務，因此，電力系統的適用性在整個電氣自動化的設計中就顯得尤為重要。適用性要求電力系統能夠為用電設備提供安全可靠的負荷容量和供電設備，還應該滿足電氣設備所需要的不同的控制方式。此外，還要保證整個電力系統在運行過程中保持穩定、高效、靈活、可靠等特點。

1.2 安全可靠

采用節能技術，必須以電氣設備的安全運行為前提，不能僅僅關注節能指標而忽略了生產作業的安全性。若想保證電氣系統的安全性，最先必須要保證的就是絕緣，一是要求導線有良好的絕緣效果，二是要求在走線的過程中導線之間有一定的絕緣距離。此外，防雷、地接等問題也要納入設計的考慮范圍之內。

1.3 對環境的影響

在進行電力系統的設計時，不僅要關注生產效益，還要關注其社會效益。要考慮到設計中所采用的節能技術和節能設備對環境是否具有破壞作用，找到對環境的影響與節約的能源之間的平衡點。保護環境是每位從業人員都應該遵守的基本準則。

2 電氣自動化的節能設計技術

2.1 選擇合理的變壓器

變壓器的選擇在節能設計中起著至關重要的作用。變壓器中不可缺少的有硅鋼片、銅線、鋼材、絕緣子等，這些材料如果選擇不合理，常會造成大量的變壓器型材損耗，浪費電能。因此，在選擇過程中，應遵循節能與滿足工作需要并重的原則選擇材料和運行介質。例如，在配電柜和配電線路的設計上，如果選擇銅質的材料，并且將導線換位，就可以有效降低變壓器對電能的損耗。就硅鋼片來講，其厚度對電能也有一定的影響，在滿足運行的前提下，選用厚度較小的硅鋼片可以實現節能的作用。

其次，一些舊型號的變壓器由于技術的限制，耗能較高。因此，淘汰舊變壓器，選用新型的高效節能變壓器，雖然會增加設備更換成本，但是從長期來看，其可以有效減少變壓器的功率損耗，提高系統運行的經濟效益。通常，選擇功率損耗較小，單相自動補償的設備，以及三相四線的變壓器，可以使電流負荷在運行的過程中保持平穩，降低電能損耗。

最后，就變壓器的安放位置來說，無論是在工作車間還是高樓當中，如果能將變壓器安放搭配承擔最多電力負荷的位置，不僅方便管理，還可以大大減少所需的電纜長度，以達到降低電能消耗的目的。在實現工作性能的條件下，盡量選擇電功率較小和橫截面較大的導線，通過減少電阻的方式控制電能的損耗量。

2.2 提高系統功率因素

首先，可以提高系統的自然功率。在運行過程中選擇極數較少的電動機，則可有效地提高設備的運行效率，節約能耗。而變頻自動控制的電動機（如圖1所示），也可以降低電動負荷，提高功率因素。這些措施并不需要對設備進行過多的重新投資，因此具有較高的經濟性和可行性，也是節能設計的常見措施。

其次，由于單依靠提高自然功率有時通常無法完全滿足工業生產的用電需求，因此還可以選擇利用人為的方法提高系統功率因素，也叫做人工補償法。常見的方法有集中補償以及單獨就地補償。為了減少傳輸無用功，實現節能，要堅持分級補償的原則和就地平衡的原則。在電力系統當中，無功功率一直消耗著大量的不必要的電能，占用供配電設備的容量。這會導致電網的低電壓，對供電的質量有著嚴重的影響，同時還提高了電網的運行費用。對于普通的家用用戶來說，無功功率會降低功率因數，當因數降低到一定的標準（通常為0.9）時，供電部門會向用戶收取一定比例的額外費用，增加了居民的用電成本。但是選用合適的無功補償設備就可以達到無功就地平衡的原則，提高功率因素，從而在減少能源損耗的同時，提高供電質量、穩定電壓，社會效益與經濟效益并存。舉例來說，在受導電抗的作用下，來自交流機的電流和交流電壓的相位角非零，從而使所使用的電氣無法完全吸收由電機產生的電能，這部分未被充分吸收的電能則不會釋放出來，而是不斷地在電機和用電器之間來回往返變化。而電容器補償則可以與無功率的電能抵消，即Q=QL-QC。

2.3 濾波器

在現代的電網系統當中，非線性電壓電流特性的電氣裝置不斷增加，由此產生的諧波電流也不斷增多，從而導致這部分諧波電流所產生的電壓與基波電壓重合，是電壓產生畸變，使得與電網向連接的設備發出錯誤的動作。而避免這些錯誤發生就要盡量避免諧波的生成，目前，使用有源濾波器是消除諧波最佳的方式。

3 總結

科學技術的發展日新月異，電氣自動化技術也在不斷的進步和完善之中，這其中的節能技術更是有待學者和從業人員的深入研究。目前，我國的節能技術已經基本可以實現大幅度地減少能源的損耗，目前最需的就是將這些技術應用到實際工作當中，以相關的原則為指導，采取相應的措施，在實踐中不斷進步和發展，提高經濟效益與社會效益。

[1] 陸偉.電氣自動化的節能設計技術研究[J].中國高新技術企業,2015,07:94-95.

[2] 張明思,陸捷.簡析電氣自動化的節能設計技術[J].裝備制造技術,2015,02:222-223.

[3] 關艷翠.淺析電氣自動化工程中的節能設計技術[J].科技經濟市場,2014,08:8.

Analysis of energy saving design technology for electrical automation

Ju Fengling
（Kailuan Group Mining Company of Tangshan Coal Washery,063000）

Energy saving has become one of the focus of national and people's daily life,whether in the industry or in people's daily life..Is industry,electric is one of the important fields of energy saving, good electrical energy is all electrical industry practitioners should pay attention to the issue.Do a good job of electrical energy can not only protect the environment,conserve resources,can also increase the benefits of industrial production,to promote industrial progress.Therefore,this paper analyzes the basic principle of electrical automation in the field of energy saving design technology,and puts forward some possible strategies and practices.

electrical automation;energy saving design; principle;Technology

（圖1 電動機變頻自動控制示意圖）