電氣自動化的節能設計技術的研究

孫志明

摘 要：電氣自動化系統的運行確保供電的安全可靠，并帶來良好的經濟效益和社會效益。隨著城市電網和電力的擴大和增容，電網使用的壓力加大，并隨之產生了一些問題。所以在電力自動化的系統中加入節能的因素是必然的趨勢。而電氣自動化的節能技術現在還在發展階段，不太成熟，所以必須重視該技術，并加大對該技術的研究運用，提高電力的工作效率，提升其穩定性，降低使用成本。

關鍵詞：電氣自動化;節能設計技術;研究

1 引言

本文針對電氣自動化相關系統的節能設計技術做出了有關的探討，但技術總是在不斷變化進步的，研究不會止步不前，相應的結論也應在實踐中逐步得到驗證與改進。希望今后相關的技術能夠取得更好的發展，能夠為我國各項事業的發展提供更加優質便捷與環保的電力能源。

2 電氣工程節能的重要性

2.1 環保約束要求節能

隨著社會的發展，電已經成為人類生活中必不可少的商品。目前，火力發電是我國最主要的發電方式。火力發電消耗的是不可再生能源，會排放污染性氣體，如SO2、NOx和有機污染物等氣體污染物，嚴重影響了地球生態和生物多樣性，對人類的生活和健康造成了較大影響。從環境保護方面考慮，對電氣工程進行節能是必須的。

2.2 可持續發展要求節能

從1831年法拉第發現了電磁感應以來，人類進入了電器時代。100多年來，科學技術不斷進步，電器設備也越來越多樣化，新型設備的不斷出現，也是對能源的一大挑戰。如今，能源的短缺是全社會共同關注的重點問題，因此從科學發展、可持續發展等方面考慮，電氣工程有必要進行節能設計。

2.3 社會進步要求節能

隨著科學的不斷發展，人們對于生活的標準越來越高，對日常生活的居住環境要求也在不斷提高。隨著對能源需求的不斷增大，能源也越來越緊缺，要解決這個問題，就必須對電氣工程采取節能措施。這不僅是適應時代的進步，滿足現代生活的基本需求，而且通過電氣工程自動化技術的節能創新，可以提高生活中各種電器的使用效率，達到減少能源消耗的目的，提升社會經濟發展的質量。

3 電氣工程節能的現狀

3.1 電氣工程自動化程度較低

電氣工程自動化技術在我國工業生產中起著很重要的作用，提高了工業生產的效率。但從目前發展來看，在工業生產中，自動化的程度仍然落后于發達國家。我國現有的自動化技術往往只能完成自己獨立的幾項工作，而且這幾項技術還需要通過多個設備共同協作才能完成。在整個電氣自動化的過程中，不同環節之間的“交流”很少，這樣就不能形成一個完整的自動化鏈，影響了整個大系統自動化的進程。

3.2 電氣工程自動化耗能大

目前，我國對于電氣自動化尚沒有統一的標準，相關企業主要針對自身情況及利益考量進行設計開發，系統節能的考慮相對較少。這就導致了雖然我國現在發展十分迅速，但是面臨的能源問題也十分嚴峻。相對于發達國家，我國的能源缺口仍很嚴重。如果國家對于各種自動化設備有嚴格的節能標準和要求，各企業大大增加節能投入，能源消耗的問題便會得到改善。

3.3 自動化的建設較為落后

目前，由于我們國家對于電氣自動化沒有統一的標準，企業內部的各項設備又是從不同的制造廠家進行采購的，而不同供應商的設備設計結構和標準往往各取所需，導致在設備運行的狀況下，各廠家提供的設備零部件之間的信息傳遞不穩定，配合不夠默契;導致企業內部的電氣自動化沒有很好的能力進行適應，從而影響電氣自動化的建設。

4 電氣自動化的節能設計技術研究

4.1 降低傳輸過程中的電能損耗

在電氣領域和相關的電力傳輸系統當中，在傳輸過程中出現電能損耗幾乎是無法避免的。由于導線中存在電阻，傳輸過程中會產生額外的熱量，使電能轉化為熱能而散失，從而降低了傳輸效率。結合實際情況分析不難發現，在電能的傳輸環節當中，只有導線和電纜中的電阻是可以改變的，其余的線路內傳輸電流以及導線的形式都是固定不能改變的。因此，為了有效降低傳輸過程中的電能損失，就可以對導線中的電阻進行重新設計與優化，將傳輸途徑中的不必要電能損耗降至最低。根據基本物理原理可知，影響導線電阻的相關因素主要有導線的橫截面積、電導系數以及導線的長度，電阻會隨著導線的長度增加而變大，隨著截面積增加而減小。為了達到進一步減小導線電阻的目的，可以有針對性的對這些相關物理量進行改進與優化。可以在確定導線使用材料的時候挑選電導率較小的材料，降低電能損耗。還可以在電能傳輸的架網布線過程中科學有效的遵循最短路線的原則將導線盡量以直線形式布放，減少傳輸過程中導線的總長度，減小總體傳輸距離，從而有效減少傳輸過程中的電能損耗。

4.2 增大變壓器電壓

電能在傳輸過程中的效率與變壓器有著直接關聯。在電力系統當中，變壓器主要擔負著轉換交流電壓裝置中的電流，電壓和抗阻的作用。按照電磁感應原理，變壓器在電能的輸送過程當中其負載的電壓值越低所帶來的額外電能損耗也就越多，反之亦然。設計人員可以根據這一物理原理，在保證人們用電需求的基礎上，將輸電環節中的電壓值進一步降低。提高變壓器上的負載電壓，可以使電壓消耗按照電壓與損耗電壓成反比的原理而降低，從而確保電能輸送全過程的高效率。要注意的是變壓器的選擇要以具備自動補償功能和節能環保為原則。

4.3 科學使用無功補償設備

電力系統當中變壓器是耗電大戶。有效降低變壓器上的能源損耗是亟待解決的提高輸電效率的關鍵性問題，可以挑選無功補償設備來降低其電壓損耗。無功補償設備的科學合理利用不但能將供電效率提高，同時又可以達到節能降耗的效果。在無功補償設備選擇的過程當中，首要參考因素就是該設備的基本參數，綜合考慮其電壓容量以及電壓負荷是否符合目前電力系統中的實際情況。如果將其應用于電力傳輸系統中，其是否能根據運行負荷和補償線路切實有效的實現節能的目的。另一方面，要從整個系統的穩定性角度綜合考慮有效補償的可行性，根據安裝設備的技術標準，合理科學的選用無功補償設備，避免后期運行中故障和其他安全事故的出現。

4.4 充分利用太陽能，大力發展綠色能源，開展光伏產業

太陽能資源的開發和利用，實現了人類對于資源“取之不盡，用之不竭”的美好愿望。隨著我國對太陽能資源經驗的不斷積累和創新，對太陽能資源的開發和利用技術也已經非常成熟。而我國西部地區地域遼闊，人煙稀少，陽光充足，這就為我國發展光伏產業提供了便利條件。光伏發電，就是使太陽光折射到硅材料上產生電流進行發電。而光伏產業，就是與光伏發電相關的產業，包括硅原材料生產、電池的生產、相關太陽能組件的生產、相關生產設備的制造等。因此可見，光伏產業不僅實現了光伏發電，滿足人們對電力的不斷需求，同時也促進了高新產業的研發與發展。光伏產業不同于傳統的發電產業，太陽能資源不僅可以再生，還是綠色環保的資源，對我國環境的保護起到了重要的作用。所以，在電氣自動化節能設計技術中利用太陽能光伏產業，能更好的節約電力資源，降低消耗，保護環境，實現企業與國家的可持續發展。

5 結語

隨著國家對節能工作的越來越重視，隨著電氣設備生產技術的改進和節能減排意識的提高，電氣工程的節能工作有了一定的成效。為了使電氣工程進一步提高節能的效果，以適應社會需要，滿足國家可持續發展的要求，應該加大節能力度，將節能的理念貫穿于整個用電過程。從生產到管理，從輸送到使用，都應該以節能為目的，為合理利用資源做貢獻。

參考文獻

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