試論電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)

趙 旭

（江蘇聯(lián)宏智慧能源股份有限公司，江蘇 南京210046）

能源問題一直是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中人們需要著重關(guān)注的重要問題。近年來，社會各界對于能源節(jié)約、節(jié)能環(huán)保的重視程度逐年提升，在我國社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的態(tài)勢下，電氣自動化工程節(jié)能設(shè)計并廣泛運(yùn)用節(jié)能設(shè)計技術(shù)是社會發(fā)展必然，更是電氣自動化行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵前提[1]。從另一角度上說，在將節(jié)能設(shè)計技術(shù)運(yùn)用于電氣自動化工程中不僅僅能夠節(jié)約資源、降低能源浪費(fèi)，更能夠為人們的日常生活帶來更舒適的體驗，為生活水平的進(jìn)一步改善提升奠定堅實的基礎(chǔ)[2]。

1 節(jié)能設(shè)計原則

（1）環(huán)境保護(hù)。在電氣自動化工程中運(yùn)用節(jié)能設(shè)計其最終目的就是要降低電氣自動化系統(tǒng)在實際運(yùn)用中所消耗的能源。換言之，相關(guān)設(shè)計人員在進(jìn)行電氣自動化技術(shù)節(jié)能設(shè)計時應(yīng)當(dāng)充分地將環(huán)境保護(hù)意識與設(shè)計工作有機(jī)結(jié)合，通過合理選擇材料、積極改進(jìn)技術(shù)的方式在實現(xiàn)電氣自動化實用性、經(jīng)濟(jì)性的同時達(dá)到相應(yīng)的節(jié)能效果。

（2）安全應(yīng)用。安全運(yùn)用是節(jié)能設(shè)計技術(shù)運(yùn)用的基本原則，只有在確保技術(shù)能夠安全運(yùn)用的前提下，電氣自動化才具備投入實際運(yùn)用的意義。這也在提醒設(shè)計人員，進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時，既要兼顧節(jié)能環(huán)保更需要注重考慮安全應(yīng)用，切不可一味地為了降低能耗而過于忽視電氣自動化系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備設(shè)施以及產(chǎn)品自身的質(zhì)量問題。

（3）提升效益。在電氣自動化工程中，運(yùn)用節(jié)能設(shè)計技術(shù)也需要保障電氣自動化工作的經(jīng)濟(jì)效益。部分設(shè)計人員在電氣自動化節(jié)能設(shè)計中為了提升節(jié)能設(shè)計的效果而更換了相應(yīng)的設(shè)計材料，盡管采用了節(jié)能材料能夠在一定程度上起到節(jié)能作用，但是若因材料選擇不合理而導(dǎo)致相應(yīng)的電氣自動化設(shè)備性能降低，那么電氣自動化工程的整體效益就難以得到保障，甚至還有可能造成更多的人力、物力資源浪費(fèi)。由此可見，確保電氣自動化工程經(jīng)濟(jì)效益并適當(dāng)?shù)靥嵘б嬉彩请姎庾詣踊?jié)能設(shè)計的重要原則，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)基于工程實際與企事業(yè)單位自身的經(jīng)濟(jì)效益情況對節(jié)能設(shè)計及其設(shè)計技術(shù)進(jìn)行充分考量。

2 電氣自動化工程中的節(jié)能設(shè)計技術(shù)應(yīng)用

（1）合理選擇變壓器。通過合理地選擇電氣自動化工程中所運(yùn)用的變壓器可以實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計的節(jié)約資源、降低能耗作用。具體來說，在電氣自動化技術(shù)中合理地使用變壓器，一方面可以大程度降低變壓器有功、無功狀態(tài)下的實際損耗，另一方面還可以確保變壓器的運(yùn)行負(fù)荷率能夠長時間地處于最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍內(nèi)，對于提升整體工程效率與效益具有積極促進(jìn)作用。

（2）減少傳遞過程電能損耗。電能損耗是電能傳遞過程中難以完全避免的能源消耗現(xiàn)象，無論是哪種類型的線纜，在使用過程中都會存在電阻，電阻的大小則直接決定了電能損耗的多少。在電氣自動化工程節(jié)能設(shè)計中，設(shè)計人員則可以從降低線纜電阻的角度來減少電能在傳遞過程中所造成的損耗。結(jié)合線纜長度、線纜潔面大小參數(shù)考慮，節(jié)能設(shè)計人員可以從如下三個方面著手考慮：其一，按照電氣自動化控制工程的實際要求，在條件允許的情況下盡可能地選擇電阻相對較小的線纜材質(zhì)，導(dǎo)體自身電阻值降低后，那么電力傳輸過程中的電能損耗就自然而然地相應(yīng)降低；其二，適當(dāng)增加線纜截面面積，從而減少線路電能損耗；其三，根據(jù)工程項目需求，接力地選擇直埋、電纜溝、電纜托盤等不同的敷設(shè)方式，實現(xiàn)最優(yōu)路徑[3]。

（3）合理選擇濾波器。在電氣自動化工程中運(yùn)用濾波器，其目的在于通過消除系統(tǒng)中出現(xiàn)的諧波來避免電力系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行受到相應(yīng)的電氣設(shè)備失誤或操作失誤影響，對于保障整體系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性都具有重要的價值。相關(guān)調(diào)查研究表明，電氣自動化工程中產(chǎn)生諧波的主要原因就是由于所安裝的非線性電氣設(shè)備數(shù)量較多所導(dǎo)致，當(dāng)電氣設(shè)備同一時間段內(nèi)容運(yùn)行時，所產(chǎn)生的諧波就有可能在電氣自動化系統(tǒng)中與電網(wǎng)電壓相互重疊，進(jìn)而導(dǎo)致電業(yè)畸變，使得電氣自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障。但若在系統(tǒng)中合理地運(yùn)用濾波器進(jìn)行諧波過濾清除，則能夠有效地避免上述情況出現(xiàn)，從而實現(xiàn)其系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的保障作用。同樣，當(dāng)電氣自動化工程系統(tǒng)運(yùn)行得以充分保障后，其節(jié)能設(shè)計理念也將得以進(jìn)一步凸顯。因此，節(jié)能設(shè)計人員可以通過合理地選擇濾波器來實現(xiàn)技能設(shè)計技能的應(yīng)用。

（4）無功功率補(bǔ)償。在電氣自動化系統(tǒng)的實際運(yùn)行工作過程中，通常都存在著無功功率占據(jù)系統(tǒng)容量的情況，而這種情況的存在則是導(dǎo)致電氣自動化系統(tǒng)相關(guān)線路出現(xiàn)故障、損壞的原因之一。由此可見，無功功率或多或少會對電氣自動化工程的運(yùn)營成本以及經(jīng)濟(jì)效益提升造成一定的影響。為了解決這一問題，在電氣自動化節(jié)能設(shè)計工作中，可以設(shè)置相應(yīng)的無功功率不暢，通過運(yùn)用相應(yīng)的設(shè)備來為整體的電氣自動化系統(tǒng)增加功率因素，從而確保在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，其電壓狀態(tài)能夠一直保持正常，從而促進(jìn)節(jié)能效果、經(jīng)濟(jì)效果的雙重提升。在設(shè)置無功功率補(bǔ)償設(shè)備時，節(jié)能設(shè)計人員首先要做的就是需要明確系統(tǒng)的實際容量，并且對系統(tǒng)中各類設(shè)備的自然功率、電壓等參數(shù)嚴(yán)格核算，將無功功率補(bǔ)充過程中產(chǎn)生的諧波計算出來。其次，可以通過在無功功率補(bǔ)償設(shè)備中串聯(lián)電抗設(shè)備的方式來達(dá)到消除上述所計算出來的諧波的目的。此外，注重對投切振動及無功倒送等現(xiàn)象，只有這樣才能夠精確地選擇、設(shè)置好無功功率補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)當(dāng)具備的物理量參數(shù)。

3 結(jié)語

綜上所述，電氣自動化節(jié)能設(shè)計對于促進(jìn)電氣自動化行業(yè)發(fā)展具有重要的作用。設(shè)計人員在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時，務(wù)必要遵循環(huán)境保護(hù)、安全應(yīng)用、提升效益等基本原則，并根據(jù)工程實際應(yīng)用情況以及企事業(yè)單位的發(fā)展來切實制定可行的節(jié)能措施，包括合理選擇變壓器、減少傳遞過程電能損耗、合理選擇濾波器、進(jìn)行無功功率補(bǔ)償?shù)龋嬲鋵嵐?jié)能設(shè)計減少資源損耗的初衷。