電氣工程自動化及其節能設計探究

關兵 呂展輝 張正

1.東營方大電力工程有限責任公司 山東東營 257091

2.國網東營供電公司 山東東營 257091

在科學技術飛速發展的背景下，電氣工程自動化水平越來越高，將節能設計理念應用到電氣工程自動化中，既能減少電能的無故浪費，緩減目前我國能源日漸枯竭的危機，也可以保證電氣工程自動化系統中各項電力設備穩定性運行，降低故障發生的概率。總而言之，大力發展電氣工程自動化節能技術，是環保意識落實的主要途徑，更加符合我國的基本國情，具有非常重要的意義。基于此，開展電氣工程自動化及其節能設計應用的探討就顯得尤為必要。

1 電氣自動化節能設計技術的重要性

電氣自動化應該是電氣信息領域中比較先進的學科，其既能改善電氣領域工作效率，還能讓電氣企業運營成本逐漸降低，達到提升效益目的。當前城市化建設有了很大進步，使得節能環保開始成為現代經濟主要發展思路，并且在低碳生活中占據較大比重，其中電氣自動化屬于國內重要電氣產業，所以，必須對新能源予以開發以及利用，在這個過程中，應該強化節能減排技術方面推廣，一方面能讓低碳經濟得到實現，另一方面能對能源短缺等相關問題進行解決，從而推動各領域發展。電能是提高現代人類生存質量不可缺少的能源之一，也是人類社會生存和發展的的物質基礎。節約電能就是節能的重要內容，對于我國以火力發電為主的國情來說，節約電纜就是節約了大量的煤炭，減輕了對生態環境的損害。電氣自動化節能技術就是滿足基本需求的情況下盡可能減少電能的損耗，通過合理的自動化節能設計實現最少的電能損耗滿足最大的用電需求和控制需求[1]。

2 電氣工程自動化及其節能設計探究

2.1 合理降低電能的傳輸消耗

電能在運輸過程中，導線自身體特性，決定了必然存在一定的有用攻功率損耗，此種問題是客觀存在的，難以從根本上得到避免。在所有的電力系統中，電能必須經過導線才能順利傳輸，為降低電能損耗，就必須減少導線的電阻。根據物理學知識可知，導線電阻和導線橫截面之間具有負向相關的關系，在節能設計中就可以通過此種關系來降低電氣工程自動化的能耗，達到節能降耗的目的。比如：可以選擇電導率更小的材質來制作導線，減少電能在導線上傳輸時的消耗量，或者增大導線的橫截面積，降低導線電阻，減少電能消耗。也可以適當減少導線的長度，在設計時電氣工程盡量布置在一條直線上，避免過多的彎路，以降低導線的總長度。在布置變壓器時，變壓器要盡量靠近電氣工程的負荷中心，降低供電系統之間的距離。

2.2 使用光伏技術

在新時期，國內光伏技術也得到一定提升，同時光伏設備以及光伏電池開始向自動化等有關方向發展，如果把該技術用在電氣系統中，不僅能讓光能有效轉化為電能，還能為電氣設備做出相應準備，提供能源方面支撐。并且應用光伏技術能夠讓傳統電能使用率逐漸降低，避免出現大量污染物排放，從而達到節能環保等有關發展目標。近幾年，國內出臺了諸多政策以及法規，一方面要求各領域必須增強節能意識，同時優化產業結構，另一方面要降低能源使用，從而減少環境污染。光伏技術分為太陽熱發電技術和太陽光發電技術。太陽熱發電技術由光熱轉換和熱力循環兩部分過程。主要是采取提高熱能量轉換出電能的效率達到節能的目的。自動化節能主要從材料及控制方式上考慮。太陽光發電系統包含太陽能電池板、蓄電池、充放電控制單元等組成。節能設計應充分考慮經濟性與節能效率等因素。在節能設計時，既要做好節能技術創新工作，還要改善人們節能意識，這樣在對行為習慣進行規范的同時，可以提升節能效果，進而改進電氣系統總體運行效率[2]。

2.3 無功補償設備的設計

在自動化系統運行的過程中能夠產生一定量的無功功率，直接影響電能的質量。為此，在進行節能設計的過程中應該重點設計無功補償設備。在提高輸電效率的同時降低輸電的損耗，需要結合電網運行的具體情況和參數采取科學的無償補償形式，為提高電氣工程自動化系統的運行奠定基礎。最后，電力線纜。電力線纜是電氣自動化系統的重要組成部分，在進行電纜選擇的過程中應該結合系統運行的實際情況，從而保證輸電導線的正常運行。現階段，在電力電纜材料選擇的過程中，科學選擇銅質和鋁質，銅質材料的主要優點是節能性好，經濟性高。此外，鋁質材料便宜，但是節能效果比較差，為此，在進行電纜選擇的過程中應該結合實際情況進行，從多角度進行問題的考察。

2.4 降低自動化設備損耗

所謂的節能設計主要是針對電氣工程中的自動化設備能耗問題進行妥善處理，使其降低電能損耗，這樣才能促使電氣工程具有良好的節能性。其中，針對導線方面，可以電導率較低的導線類型為首選，以此保證電能獲得較高的利用率。另外，還可從照明設備上予以降耗處理。通常有關電氣照明的節能設計至少可幫助企業節約35%左右的投入成本。首先，從電光源上可以熒光燈、LED、鈉燈為主，其中質量較好的250W鈉燈它所產生的功率損耗僅有20W。其次，明確照明方法，可采用混合照明、局部照明等方式節約電力，而且還可依靠白墻的反射性增加自然光的利用率。最后，科學布置照明路線。比如，220V電壓，可以按照單相二線或三相四線進行供電設計，由此減小電力損耗[3]。

3 結語

綜上所述，本文結合理論實踐，分析了電氣工程自動化及其節能設計的應用，電氣工程自動化是一種具有良好發展前景的技術，加大對電氣工程自動化的研究，有助于提升我國的科學技術水平，更好為我國社會經濟發展謀福利。在節能理念愈發深入人心的大環境下，將節能設計理念應用到電氣工程自動化中是大勢所趨，對降低電能消耗情況，提升電氣工程自動化水平等方面皆有重要作用，值得大范圍推廣應用。