電氣工程自動化及其節能設計的應用

蔣艷波

摘要：隨著我國各行各業的發展，各類產業的用電需求越來越大。無論是生產還是生活，人們與電力的關系已變得密不可分。而電氣工程及其自動化無論是在過去的開發時期，還是現在的使用時期，都需要消耗大量能源，在電力的生產和傳輸過程中都存在著可避免的能量損耗。通過電氣工程及其自動化的知識與技術，提出節能設計的方案，使電力生產和傳輸得更加節能。本文通過對當前的電氣工程及其自動化節能設計原則和方向進行探討，并提出合理建議，從而達到較為理想的節能目的。

關鍵詞：電氣工程自動化、節能設計、應用

一.電氣工程及其自動化節能設計原則

1.安全性：安全才是核心要求，只有充分保障安全高效運行，才能真正提升運行成效。雖然電氣自動化工程具有較高的運行效率，但運行安全隱患也比較大。一旦出現安全事故或者安全隱患，容易造成較為嚴重的經濟損失以及人員傷亡。

2.先進性：采用先進的節能設計技術，應該充分跟隨行業最新的發展趨勢以及發展潮流，同時還應該積極采用全新的技術條件，充分結合電氣自動化工程來優化技術的更新換代。電氣工程中的節能設計技術并不是不變的，只有不斷創新技術應用，只有不斷更新技術條件，才能真正提升電氣自動化工程的節能環保成效。

3.節能性：所謂的節能性，要求在電氣自動化工程中要盡可能降低自身對能源資源消耗，要減少自身對生態環境的破壞，避免產生一些固體廢棄物或者污染性氣體等。

二.電氣工程及其自動化節能設計方向

1.提升AVC系統性能

在電網中，AVC系統指的是電網的自動電壓無功控制，其能夠保證電能質量、輸電效率，降低網絡損耗，使供電系統穩定、經濟地運行。因此，如果對該系統稍加改動，即可提升電網的節能運行性能。而目前我國的AVC系統缺乏全局運行的監視、系統數據太多人工處理麻煩，使得工作效率低等問題。所以要想發展AVC系統則需要改進系統的界面，使得數據更加直觀;提升AVC系統的分析功能，使其達到人工智能的水平，能在不斷的分析結果中不斷學習，從而達到精確的自我分析來幫助工作人員判斷。

2.更換線路傳輸

上文中已提到，線路中的傳輸損耗主要由導體發熱產生。而導體發熱的主要原因是由于電阻阻值偏大，導致流過的電能被轉化為了熱能，因此只要合理降低傳輸線路上導體的電阻即可降低損耗。降低導體的電阻，一般可以采用適當增大導體截面積的方法。目前在我國的配電網中，部分線路還存在著導體截面小、線路老化、線損率較大的情況。此外，配電網中的變壓器也存在基本參數偏大的情況。所以，應更換老化的設備與高能耗的線路和變壓器，還要加強建設出更加合理的電網結構。

3.使新能源并網變得可靠

要想讓家家戶戶安全地使用新能源，就必須先解決新能源并網的問題。要想實現并網運行，就必須滿足四個基本條件：發電機與系統的頻率、相序、相位、電壓均相同。這些條件現可以滿足，但這仍然不夠。由于新能源受天氣影響，發電的質量會受到影響，比如當陽光照射強度發生變化時，發電過程中就會改變輸出功率、產生一定的諧波。由于這種不確定因素均與天氣相關，所以只要將天氣中的某些可測得的、有效的數字參數與發電出力聯系在一起，得到新能源發電規律的曲線，并反饋給電網調度員，即可實現新能源并網運行。

三.電氣工程自動化技術及其節能設計策略

1.配電系統設計

在節能設計過程中，要對配電系統設計進行完善。并結合自動化實際，對系統進行有效的完善，以實現配電系統與自動化的協調，進而提升運行效率。在運行過程中，做好調控與管理工作，使其更具系統性。自動化實際進行運行過程中，確保電力供應。配電系統作為自動化的關鍵組成部分，在運行中發揮著重要作用，所以，要實現節能，就要選擇適合的配電系統，選擇穩定性高的導線，以確保自動化運行，進而減少電能消耗。

2.提升自動化使用效率

電氣系統自動化應用過程中，會消耗較多能量，所以需提升系統的使用效率，減少能耗。此外，降低能耗還能夠達到無功率補償，提升電能傳輸，降低設備損耗。還能夠在節能設計過程中，充分考慮負荷值，并結合實際，對其數值合理進行調配，結合電氣自動化系統，科學對負荷數值進行選擇，以提升系統的自動化效率，進而達到節能要求。

3.合理選擇電阻

電氣自動化進行運行時，會消耗大量能耗，這是由于電能進行傳輸的過程中，受到電阻的影響，產生大量能耗。電能傳輸時，也會受到電路本身阻力影響，因此，為了有效減少能耗，在應用過程中，就要合理的對電阻進行選擇，而影響能耗的因素是橫截面與長度。在節能設計過程中，結合實際，合理進行選擇，并對阻線橫截面與長度進行適當調整。在對線路進行設計過程中，為了避免產生曲線，盡可能采用直線設計法，以達到縮短線路長度要求。橫截面越大，則電阻就會越小，應盡可能對橫截面積進行增加以降低電阻。

4.變壓器設備的選擇

節能設計可從變壓器設備的選擇出發。在不影響系統運行的基礎上，盡可能使變壓器設備得到最大化應用。在實際進行選擇的時候，要對自身運行優缺點進行綜合考慮，盡可能選擇具有節能功能的變壓器，對廢舊設備及時進行更換，進而提升系統的節能。除此以外，變壓器與其他設備是否匹配也是一項關鍵內容，為了避免設備不出現卡頓，就要確保其與其他設備的匹配性，以提升運行的一致性。

5.無功補償

在電氣自動化工程中，無功補償也是非常關鍵的節能設計方法。一方面，在實踐過程中，應該運用科學的無功補償設備，整體提升無功補償的效率與質量，有效降低不必要的損失以及電能資源的浪費。另一方面，在電氣自動化工程的運用過程中，還應該充分保障整個電力體系的安全與可靠，應該充分提升整個電網的運行穩定性。另一方面，在進行無功補償時，若發生了諧波，需要實施應用串聯定量電阻器，有效消除諧波。在實踐過程中，還應該結合電氣自動化工程中的其他無功消耗等，采用針對性的補償方式，有效提升無功補償的整體效率，不斷提升無功補償的整體質量。

6.提升電動機節能效率

在電氣自動化工作中，應該有效提升電動機節能效率，應該不斷優化電動機節能成效。電動機是整個電氣自動化工程中的核心設備，若電動機的節能效率不高或者電動機存在較大的浪費，則勢必影響著整個電氣工程自動化的節能成效。因此，在實踐過程以及條件允許的情況下，可以結合實際條件等，盡可能選擇高效率的電動機。

結語：

綜上所述，在開展電氣自動化工程節能設計時，應該根據企事業單位發展的實際情況，從變壓器的選擇和使用等方面著手，制定切實可行的措施，及時完善和調整電氣自動化系統運行過程中出現的資源浪費現象。通過不斷探索和研究電氣自動化工程中節能設計手段應用的方法，不僅實現了減少資源浪費的目標。

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