探討電氣自動化節能技術

摘 要：隨著社會的發展進步和信息技術的不斷完善，電力系統已走向自動化，并在自動化的基礎上逐漸的使用節能設計技術。而節能這一主題在今后也會被更廣泛的推廣。本文從電氣自動化入手，提出應從變壓器、提高功率因數、電力電纜的選擇、合理選擇光源等節能技術上下功夫，促使節能技術在電氣自動化系統中發揮最好的效果。

關鍵詞：電氣自動化；節能技術；簡述；必要性

隨著信息化技術的高度發展，電氣自動化的應用領域越來越擴大化。人們的需求也隨著電氣自動化技術的進步而提高，人們希望各種建筑如智能樓房、住宅樓、在滿足使用較為安全、舒適的情況下，還能顧及到節能方面的設計，做到綠色環保。且綠色環保型的節能住宅是今后建筑發展的主要趨勢之一，則電氣自動化的節能設計技術顯得尤為重要。

一、電氣自動化及節能設計簡述

在社會和經濟高速發展的前提下，電力的需求越來越大，建立穩健可靠的供電系統成為電網公司的首要任務。傳統電力系統由于設備陳舊，主要依托人力來實現運行于管理。隨著計算機以及自動化技術的發展，電氣自動化技術應運而生。電氣自動化系統是當前實現電能優質、靈活和可靠傳輸的最佳解決方案，系統中的節能設計方案也一直在不斷研究進步。當電氣自動化系統中節能設計方案不能充分發揮作用時，會造成電能的嚴重浪費并且可能威脅到整個系統的安全穩定運行。當系統受到不利影響后，輸電、供電和配電環節就必然產生惡性循環，給生產生活帶來嚴重挑戰。當前電網結構復雜，容量增速很大，特別對于城市電網設計性能優良的節能方案十分困難。當前電網中存在的非線性負載，比如變頻器和整流器，這些設備會引入大量諧波污染，給節能設計也帶來很大的干擾和挑戰。因此，如何提高節能系統的可靠性，如何最大限度地提升供電效率，是需要不斷投入研究的熱點問題。從電力傳輸的各個環節來看，減少輸電線路的傳輸損耗，提高變壓器的效率以及合理布置無功補償裝置都可以達到節能的目的。

二、發展電氣自動化節能設計的必要性

我國十二·五規劃中明確指出節能減排的目標是2010年的萬元GDP能耗由2005年的1.22 t標準煤下降到0.98 t標準煤左右，下降20%。大力發展工業節能、建筑施工節能是中國可持續發展的必然選擇。電力作為現代社會的主要能源之一，隨著工業以及生活電器的增多、用電量的增大，發展電力節能具有很強的現實意義。目前電能供應過程中出現較多的損耗，如果不改善優化，很可能出現電能供應緊張的問題，影響社會的正常秩序。為了解決這一問題，必須降低電氣自動化設備的能源消耗，提高其電能傳輸效率。只有充分提高了電能的傳遞、使用效率，才能緩解當前電能供應出現的危機，才能降低電力成本，提高供電單位的效益。

三、電氣系統中的節能技術

（一）變壓器的節能設計。變壓器在電力自動化工程中扮有重要角色，是非常關鍵的設備。它具有轉換電壓、電流和功率的功能。變壓器是能源耗費中占有較大比重的一個部分，若變壓器進行空載運行時，低壓系統的能源損耗基本是來自變壓器自身的運行損耗。由此可見，變壓器的節能設計是否科學合理，攸關整個電力工程節能設計。因此，可由變壓器的節能設計來減少整個電力工程的能源消耗，減少電能在線路上的傳輸損耗。這可由一下幾個方面來著手：降低變壓器的型材消耗。在滿足變壓器工作要求的前提下，周密合理地選擇材料和運行介質，采用電導率相對較小的材質做導線，可為電力工程間接地節約施工成本和節約電能。 選擇適宜的變壓器容量及臺數。一般來說，變壓器的額定容量，主要根據現場實際用電的總有功功率來確定。變壓器如果選擇的容量過小，會讓變壓器長期在滿載及其過載方式下運行，久而久之，會降低變壓器的使用壽命；如果容量選擇過大，變壓器經常處在輕載的運行狀態，這樣功率因數較低，極大地浪費電力資源和設備利用率。為了多方面考慮，通常變壓器的選擇要預留20%的冗余余量。（二）提高功率因數。功率因數是電氣運行的重要物理量，它與電氣設備的節能密切相關。功率因數如果長期控制在比較高的水平上，電力系統的無功功率就會變大，系統電能的轉化率就會變高，這樣可以減少線路無功損耗，實現減少整體無功電流、達到節能的目的。（三）電力電纜的選擇。電力電纜是輸配電系統的重要組成部分，其線路成本占總的電力工程的投資而言，相對較大，特別是電力線路長期投入使用，維護量會越來越大，所以電力電纜的選擇很重要。電力電纜的截面選擇：通常按照經濟電流密度的曲線和持續允許的電流來進行選擇。在一年中負荷最大的使用小時數相同的情況下，利用前者選擇電力電纜通常比按后者選擇的電纜截面要大一個等級，這樣對于電纜材料的投資和使用量非常不利。電力電纜的材質選擇：因為價格關系，不少工程選購鋁電纜，其實從電力電纜的長期經濟穩定運行的角度來看，鋁電纜在安全和節能方面是不占據優勢。但是銅電纜越粗，比相同截面的鋁電纜貴重的倍數越大，所以在保證安全的前提下，個別截面較粗的電纜可以選取鋁電纜，較小截面的電纜可以選用銅電纜。（四）合理選擇光源。充分利用自然光照明。太陽光等自然光是大自然無私奉獻給我們的永不殆盡的禮物，充分使用自然光對于電氣自動化節能十分重要。在亮化工程中科學制定照明標準，確定合理采光方式，將人工光源和自然光源有機地結合起來。推薦選用高效能的光源以達到照明工程的節能設計。高效能的光源的發光效率是普通照明燈的好幾倍，可以大量的節約電力電能。例如：對于工廠、住宅用的衛生間及其上下樓梯間應盡量選擇節能顯著的吸頂燈為宜，這類燈具的功率相對較低，但能滿足人們生活的需要，所以選擇此類燈具會節約很多的電能。對于圖書館、閱覽室和超市的貨架處可以選擇緊湊型熒光燈，它的光通量較高，光線比較集中，適合這類場所和人們生活的實際需要，且減少了照明工程的投入成本和安裝。

總之，隨著社會的不斷進步，電力技術的飛速發展，相信電氣自動化的節能技術在今后的使用頻率會越來越高，使用范圍越來越廣，并且今后研究的節能技術也會向更優、更節能地方向發展。

參考文獻：

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