電氣自動化工程中節能設計技術的應用研究

安楠 楊軼凡

摘要：為了提高電氣自動化工程的質量生產，提高生產水平和資源利用效率，避免不必要的浪費資源，本文首先總結了電氣自動化和節能設計，然后討論了應用電氣自動化工程節能設計的優勢，最后提出了節能設計電氣自動化工程的應用路徑。

關鍵詞：電氣自動化;節能技術;應用研究

能源短缺是一個世界性的問題。工業生產需要能源，但能源總量是有限的，尤其是不可再生資源，往往需要幾萬年甚至上億年的積累才能形成。如果不加控制和盲目使用，將導致全球能源短缺的問題[1]。節能技術的發展是一個節約能源消耗的機會，我們必須高度重視節能設計和電氣自動化領域探索，節能為主要出發點和立足點，改善產品質量，提高生產水平和資源利用效率，避免不必要的浪費資源，加速我國電氣自動化的發展。

一、電氣自動化和節能設計概述

電氣自動化是電氣信息化發展中的一門分支學科。將電氣自動化的相關理論應用到工業生產中，可以顯著提高工業生產的效率，為人們的日常生活提供更多的便利。在工業生產中應用電氣自動化和節能技術，可以有效降低工業企業的運行成本，改善工作環境和工作條件，提高生產效率和產品質量，減少勞動時數，提高社會整體生產率。隨著“五位一體”思想的提出，節能技術應運而生，環境保護逐漸受到全社會的廣泛重視[2]。隨著世界能源短缺問題的日益嚴重，為了在各方面實現綠色節能，我國必須要動員高新技術，通過合理的技術改進來降低能源消耗。在電氣自動化生產領域，一方面要保證生產工藝和設備系統的正常運行，消除諧波因素的影響。另一方面，在生產過程中必須把節能要素放在首位，采用各類節能技術，提高電氣自動化系統運行質量和節能效果。

二、節能設計在電氣自動化工程中的應用優勢

2.1優化配電系統設施

在電氣自動化系統的工作過程中，需要有設備的功率來支持設備的正常運行。因此，在電氣自動化生產中應用節能技術，必須對供配電系統的設計進行優化，確保在正常情況下能穩步開展。在電力供應和分配系統的設計過程中，工作人員必須考慮到最大負載能力設備，提高設備的可靠性，保證電力生產的設備可以安全穩定運行，搞好設備的安全設計，為節能提供了可靠的保障生產，滿足電力供應和配電系統中的需求。目前，我國社會城市化建設速度越來越快，這就意味著工業生產中用電量的增加，我們必須合理配置能源，從而有效地利用有限的能源創造巨大的經濟效益，為社會進步奠定基礎。

2.2改進節能設備

在社會主義發展的新階段，各種高新技術不斷涌現。在使用電氣自動化節能技術的過程中，要加快新設備的開發，應用新技術，利用先進的節能生產設備。在電氣自動化工程節能過程中，科技人員要不斷地去創新，使用節能的方式在生產過程中各種條件和外部因素的綜合分析和研究，關注未來發展節能技術，以充分利用的潛在節能技術的優化和高新技術的優勢，對電氣自動化設備生產過程中的前期和后期的進一步創新和優化，使我國電氣自動化項目能夠實現不斷的完善。

三、節能設計在電氣自動化工程中的應用辦法

3.1電氣自動化供配電節能

自動配電系統的節能主要包括變壓器節能和線路輸電的功率損耗兩部分。第一是變壓器節能。變壓器是電氣自動化設備運行的核心，在供電系統的正常運行中起著重要的作用，但在實際運行過程中，由于變壓器的頻繁使用，電力負荷較大，往往會出現內部設備和零部件的損壞。同時，如果變壓器設備不節能，由于自身負荷損失較大，會使大量的電力資源在使用中被浪費掉。因此，為了使變壓器系統實現節能，有必要減少因變壓器負荷過大而造成的功率損失。如變壓器空載損耗大，必須及時更換部門損壞的線路和部件[3]。此時可采用鐵損小的變壓器設備，有效緩解變壓器的功率損耗。如果變壓器較老耗電量較多，則可選擇節能變壓器，以減少功率損耗。第二是沿線路傳輸的電力損失。在電氣工程自動化生產中，如果線路傳輸距離較短，電阻就會相應較小，在傳輸過程中不會有太多的能量損耗，此時電能的正常損耗不用去考慮。然而，在一些特殊的場合，如石油生產工廠，采礦廠等工作環境特殊，電力設備必須駐扎在工地很長一段時間，這很容易導致電力設備和電源之間的距離很遠，電力輸電線路很長，長距離的輸電將導致在運輸中能量被損失。在這種情況下，有必要采用節能技術來減少輸電線路的電力浪費。根據物理學原理，當電流恒定時，電阻與傳輸線路的長度成正比。因此，工作人員可以采用節能技術，減少傳輸線路的功率損耗。例如，在進行遠距離傳輸時，可適當提高電壓值，以減小電流流量，從而達到降低電阻的效果。同時，輸電管道的面積與電阻值成反比，所以工人可以通過增加截面積來減小電阻。

3.2提升系統的電率

提高系統功率與電氣自動化系統節能之間不存在沖突。具體來說，首先可以采取合理的措施提高電動自動操作系統的電力，提高用戶的負荷率，保證生產的正常運行。在保證安全的前提下，工作人員可以使用少量電機提高電氣設備的承載能力和運行效率，達到節能環保的目的。其次，功率因數也可以通過電機變頻控制的辦法來提高功率因數。如果電動機運轉時負載量不大，那就可以達到節能的效果。最后，采用人工補償的方法提高系統的功率，安裝一定的設備補償裝置，達到局部平衡補償的效果，避免系統進行無用的功率傳輸，達到準確節能。

3.3使用節能的照明系統

許多電力損耗是由不適當的電氣照明系統造成的。如果忽視電氣照明系統的節能設計，可能會影響電能的整體供給。電動照明系統的節能可以從以下幾個方面來實現。一是加強技術改造，采用先進的節能照明技術。工作人員要做好照明系統的研發工作，以研究出有效節能的照明設備。如果企業自身研發能力有限，也可以邀請專家對照明系統進行改進，對照明設備進行優化，減少因照明造成的功率損耗[4]。第二，使用自然采光。自然光照明是一種有效的節能方法。如果我們能充分收集太陽光設計照明設備，我們就能充分提高電氣自動化節能技術運行的質量。當白天天氣晴朗時，工作人員可以在沒有照明系統的情況下盡量使用自然光。當然，在電氣自動化生產行業的不同分支，也可以根據生產環節和生產設備的實際情況，圍繞節能環保的目的，來采取一定的措施加強自然光的利用，減少照明帶來的能量損耗。

總結：節能設計的應用在電氣自動化工程可以從電氣自動化的電力供應和分配系統，節能照明系統和其他方面入手，采取合理的方式擴大節能技術的應用范圍，以有效地達到我國電氣自動化生產領域的節能。

參考文獻：

[1]徐健，潘小紅. 節能設計在電氣自動化工程中的應用研究[C]. 中國智慧工程研究會智能學習與創新研究工作委員會.2020萬知科學發展論壇論文集（智慧工程一）.中國智慧工程研究會智能學習與創新研究工作委員會：中國智慧工程研究會智能學習與創新研究工作委員會，2020：568-579.

[2]李永男，高任，金松林.電氣自動化工程中的節能設計技術探究[J].工程技術研究，2019，4（20）：110-111.

[3]吳尚坤.電氣自動化工程中的節能設計技術[J].電子技術與軟件工程，2017（20）：121.

[4]李媛，楊懷江，楊士奇.電氣自動化工程中的節能設計技術[J].城市建設理論研究（電子版），2017（09）：26-27.

姓名：安楠（1998.01--17）;性別：男，籍貫：陜西寶雞，民族：漢族，學歷：本科，西安明德理工學院;現有職稱：學生;研究方向：電氣工程及其自動化;