試論電氣自動化的節能設計技術

趙 旭

（江蘇聯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濟發展過程中人們需要著重關注的重要問題。近年來，社會各界對于能源節約、節能環保的重視程度逐年提升，在我國社會經濟穩定發展的態勢下，電氣自動化工程節能設計并廣泛運用節能設計技術是社會發展必然，更是電氣自動化行業健康可持續發展的關鍵前提[1]。從另一角度上說，在將節能設計技術運用于電氣自動化工程中不僅僅能夠節約資源、降低能源浪費，更能夠為人們的日常生活帶來更舒適的體驗，為生活水平的進一步改善提升奠定堅實的基礎[2]。

1 節能設計原則

（1）環境保護。在電氣自動化工程中運用節能設計其最終目的就是要降低電氣自動化系統在實際運用中所消耗的能源。換言之，相關設計人員在進行電氣自動化技術節能設計時應當充分地將環境保護意識與設計工作有機結合，通過合理選擇材料、積極改進技術的方式在實現電氣自動化實用性、經濟性的同時達到相應的節能效果。

（2）安全應用。安全運用是節能設計技術運用的基本原則，只有在確保技術能夠安全運用的前提下，電氣自動化才具備投入實際運用的意義。這也在提醒設計人員，進行節能設計時，既要兼顧節能環保更需要注重考慮安全應用，切不可一味地為了降低能耗而過于忽視電氣自動化系統中相關設備設施以及產品自身的質量問題。

（3）提升效益。在電氣自動化工程中，運用節能設計技術也需要保障電氣自動化工作的經濟效益。部分設計人員在電氣自動化節能設計中為了提升節能設計的效果而更換了相應的設計材料，盡管采用了節能材料能夠在一定程度上起到節能作用，但是若因材料選擇不合理而導致相應的電氣自動化設備性能降低，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。由此可見，確保電氣自動化工程經濟效益并適當地提升效益也是電氣自動化節能設計的重要原則，設計人員應當基于工程實際與企事業單位自身的經濟效益情況對節能設計及其設計技術進行充分考量。

2 電氣自動化工程中的節能設計技術應用

（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用的變壓器可以實現節能設計的節約資源、降低能耗作用。具體來說，在電氣自動化技術中合理地使用變壓器，一方面可以大程度降低變壓器有功、無功狀態下的實際損耗，另一方面還可以確保變壓器的運行負荷率能夠長時間地處于最佳經濟運行范圍內，對于提升整體工程效率與效益具有積極促進作用。

（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能設計中，設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。結合線纜長度、線纜潔面大小參數考慮，節能設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，導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降低；其二，適當增加線纜截面面積，從而減少線路電能損耗；其三，根據工程項目需求，接力地選擇直埋、電纜溝、電纜托盤等不同的敷設方式，實現最優路徑[3]。

（3）合理選擇濾波器。在電氣自動化工程中運用濾波器，其目的在于通過消除系統中出現的諧波來避免電力系統的正常、穩定運行受到相應的電氣設備失誤或操作失誤影響，對于保障整體系統的安全性與穩定性都具有重要的價值。相關調查研究表明，電氣自動化工程中產生諧波的主要原因就是由于所安裝的非線性電氣設備數量較多所導致，當電氣設備同一時間段內容運行時，所產生的諧波就有可能在電氣自動化系統中與電網電壓相互重疊，進而導致電業畸變，使得電氣自動化系統出現故障。但若在系統中合理地運用濾波器進行諧波過濾清除，則能夠有效地避免上述情況出現，從而實現其系統穩定運行的保障作用。同樣，當電氣自動化工程系統運行得以充分保障后，其節能設計理念也將得以進一步凸顯。因此，節能設計人員可以通過合理地選擇濾波器來實現技能設計技能的應用。

（4）無功功率補償。在電氣自動化系統的實際運行工作過程中，通常都存在著無功功率占據系統容量的情況，而這種情況的存在則是導致電氣自動化系統相關線路出現故障、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營成本以及經濟效益提升造成一定的影響。為了解決這一問題，在電氣自動化節能設計工作中，可以設置相應的無功功率不暢，通過運用相應的設備來為整體的電氣自動化系統增加功率因素，從而確保在系統運行過程中，其電壓狀態能夠一直保持正常，從而促進節能效果、經濟效果的雙重提升。在設置無功功率補償設備時，節能設計人員首先要做的就是需要明確系統的實際容量，并且對系統中各類設備的自然功率、電壓等參數嚴格核算，將無功功率補充過程中產生的諧波計算出來。其次，可以通過在無功功率補償設備中串聯電抗設備的方式來達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象，只有這樣才能夠精確地選擇、設置好無功功率補償設備應當具備的物理量參數。

3 結語

綜上所述，電氣自動化節能設計對于促進電氣自動化行業發展具有重要的作用。設計人員在進行節能設計時，務必要遵循環境保護、安全應用、提升效益等基本原則，并根據工程實際應用情況以及企事業單位的發展來切實制定可行的節能措施，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、進行無功功率補償等，真正落實節能設計減少資源損耗的初衷。