電氣工程自動化及其節能設計探究

文/李春陽 濟南熱力集團有限公司 山東濟南 250014

王碩 濟南港華燃氣熱力有限公司 山東濟南 250014

1、電氣自動化工程中的節能設計準則

1.1 安全應用原則

設計人員必須在安全應用原則的引導下在電氣自動化技術中合理應用節能設計手段，也就是說，只有在確保安全的前提下，企事業單位的綜合實力與運管效率才能得到穩步的提高。基于此，設計人員在進行節能設計時，切不可為了降低能源消耗，忽略產品自身的質量問題，而是應該在確保產品生產與使用安排標準的基礎上，合理運用節能設計，保證電氣自動化系統的正常穩定運行，促進電氣自動化系統節能效果不斷提高。

1.2 環境保護原則

電氣自動化技術中應用節能設計手段的最終目的是最大限度降低電氣自動化系統在實際運行過程中的能源消耗。也就是說，設計人員必須在確保節能設計合理有效的前提下，降低系統運行的能源浪費現象，促進電氣自動化系統能源使用效率與經濟效益的不斷提高。設計人員在電氣自動化技術中運用節能設計時，必須將環境保護意識與電氣自動化中節能設計緊密的融合在一起，合理進行電氣自動化技術使用的材料、技術的改進和完善，有效提升電氣自動化技術節能效果，充分發揮電氣自動化技術的經濟性、實用性及安全性特點，促進企事業單位經濟效益與社會效益的全面提高。

1.3 提升效益原則

為了最大限度降低電氣自動化技術應用過程中的能源消耗與浪費，設計人員必須在電氣自動化技術中合理的應用節能設計手段。很多設計人員為了體現出電氣自動化技術的經濟效益，在電氣自動化系統的設計過程中，采取了更換設計材料的方式，這種方法雖然有助于節能設計效果的提高，但是卻因設計材料的更換造成了設備性能的下降，導致企事業單位遭受了不必要的經濟損失。為了避免此類情況的出現，設計人員在電氣自動化技術中應用節能設計手段時，必須在充分重視企事業單位經濟效益的前提下，根據企事業單位自身的經濟實力，合理開展電氣自動化技術的節能設計。

2、電氣工程自動化節能設計的應用

2.1 采用無功功率補償設備

供電系統和配電系統主要由變壓器和輸電線路以及配電線路等組成，所以在傳送電能的時候，電流要在各個供配電系統的組成部分中流動，因此在整個運行過程當中會產生較多電能的損失從而造成資源和能量的浪費，在這些浪費的資源和能量當中，由無功功率而導致的能源的浪費占很大一部分。無功功率對電網的影響非常的大，不僅僅會導致電網的運行狀況變得很差，還會使電路的電壓降低，從而降低電路的運輸電質量。如果可以改變電路功率的參數，使電路的電壓和運行的狀況都處于一個穩定的狀態，那么就可以保證電路的運輸電質量。所以選擇并使用無功功率補償設備，對于電氣工程自動化節能設計來說，是一個必須的選擇，唯有從根本上減少無功功率造成的浪費，才能進一步實現節能這一目的。

2.2 盡量使用有源濾波器

在電氣工程自動化的控制過程中，人工控制容易出現問題，如果工作人員在工作的時候不用心，那么出現問題也是我們沒有辦法阻止的，如果是新員工數量多的時候產生的諧波數量也更加多，諧波和基波共同作用會對電網產生很大的影響，會使得電壓處在不平穩的狀態。而對于以上情況，最有效的解決辦法就是濾除電氣工程自動化系統中的諧波。有源濾波器可以有效濾除諧波，它可以同時濾除2 至50 次的諧波，并且可以對諧波進行2 至50 次中的任意次數的有效補償，它的有效體現在整個過程的時間不會超過340μs，此外有源濾波器還能夠精確地濾除諧波，因為其所使用的3DSP+CPLD 的控制方式，該控制方式為全自動化的控制方式。

2.3 優化配電系統的改造設計方案

電氣設備必須要在電力系統中必須做到隨時都可以發揮作，對于電氣工程自動化節能設計來說，不得不重視這些點，所以在保證電氣工程自動化和節能性的情況下，對于配電系統的改造和設計方案更是要進行優化才行。在進行方案設計的時候，必須要保證可以有效地控制電氣設備，使電氣設備可以有效滿足電路需求比如滿足負載需求。在實施項目的過程中，要全力保障電路的安全，必須全面發揮導線的絕緣性，在走線的時候要留出合適的絕緣的距離，這樣一來就可以保證導線不會過度發熱，使導線的負荷能力不會下降，從而保證電氣設備的安全，此外還要注意配電系統的接地以及防雷。

2.4 合理選擇變壓器

變壓器是電氣工程自動化中不可缺少的重要組成部分，它的作用非常的多，包括對電壓的轉換和對電流以及功率的控制，也正是由于其較多的作用導致它耗能非常的大，所以如果可以合理選擇變壓器，有效降低和減少變壓器所消耗的能量，那么就能夠實現有效節能。（1）變壓器材料的選擇在選擇變壓器材料的時候，從節能的角度出發，但是同時也要保證變壓器良好的性能和質量，所以就可以同時選擇銅片材料和硅鋼片材料以及絕緣材料，這樣才能夠有效節能。（2）銅材料電力系統運行的過程當中，電線和配電柜中所產生的能量損失非常的多，其中有效降低能量損失的方法就有使用銅材料，這樣的話變壓器在空載運行的時候就會減少一些能源的消耗，從而實現電氣工程自動化節能設計。

2.5 減少在傳遞過程中電能的損耗

任何一種類型的線纜中都會存在電阻，既然線纜中存在電阻，也就說明了電力在實際傳輸的過程中必然會因電阻的大小出現不同程度的損耗。為了促進電能在線纜中傳輸效率的有效提升，設計人員必須從如何降低線纜電阻著手。如果從物理學角度分析，線纜長度、線纜截面大小等參數是決定電阻大小的主要原因。為了提高節能設計的效果，設計人員應該從以下幾方面著手：首先，嚴格按照要求，選擇電阻能力相對較小的導體材質，才能達到有效降低電力傳輸過程中損耗的目的。其次，通過電纜托盤、電纜溝、直埋等方式合理敷設，選擇最優路徑。再次，選擇銅芯導體作為傳輸介質。最后，適當增加線纜截面，減少線路損耗。

結論：

在現在科學技術高度發達的背景下，如果能夠在利用先進的技術實現電氣工程的自動化的同時，有效應用電氣工程自動化的節能設計，才能夠減少資源的浪費，才能夠走得更遠。