電氣自動化工程中的節能設計技術探究

張亞瓊

(桂林理工大學南寧分校,廣西 南寧 530001)

0 引言

將節能設計技術應用在電氣自動化工程中,可以降低電能傳輸中的能源損耗,提高電氣設備的運行效率,而且能夠保障電氣設備的運行安全,推動電氣領域的高速發展。因此,各企業在實際生產中,就要以節能環保、提高資源利用率為目的,進行電氣自動化工程的設計工作,從而降低成本費用,獲得更多的社會、經濟與生態效益。

1 電氣自動化工程與節能設計的簡介

1.1 電氣自動化工程

電氣自動化工程是電氣領域的一門新興學科,是電氣系統的智能化、自動化、集成化操控與監管,在航空航天、工業制造業、建筑行業等領域,都得到了廣泛應用。電氣自動化的發展與應用,為各個行業的生產制造都帶來了很大的便利,提高了生產效率與質量,降低了危險事故的發生率[1]。然而現階段,我國的電氣自動化工程質量低下,結構不統一,與發達國家還存在著很大的差距,尤其是自動化、智能化操控,效率相對低下。因此,在今后的發展中,要加大電氣自動化工程的研究力度,實現技術的創新優化,拓寬其應用范圍與力度。

1.2 節能設計

在節能設計中,首先要保障電氣設備與線路的安全,做到布局合理,才能節約更多的資源能源[2]。其次需要實現現有資源的充分利用,提高資源利用效率,且加大各種綠色、環保能源的利用效率,才能有效保護生態環境,為企業帶來更多的經濟利潤。

2 電氣自動化工程中的節能設計技術優勢

電氣自動化工程中的節能設計,是推動電氣工程領域節能減排工作的有效路徑,也是實現社會經濟可持續發展的有效路徑。其優勢主要表現在:第一,現如今,電氣自動化工程的應用越來越廣,其重要性不言而喻。在此背景下,節能設計可以降低能源資源的消耗,有效緩解我國的能源短缺問題。尤其是電力資源,可以通過太陽能、潮汐能、地熱能的應用,減少對電力資源的依賴,且有效保護生態環境,滿足各種生活生產需求[3]。第二,人們的生活生產質量,與電氣自動化工程也有著緊密的聯系。節能設計可以促使各項生產作業的安全、高效、便利,保障人們生活的舒適、和諧、健康,提高人們的生活生產質量,從而推動社會經濟的可持續發展,構建綠色、自然的生態大環境。

3 電氣自動化工程中的節能設計技術方案

3.1 導線節能設計

電氣自動化工程離不開電力線路與設備的輔助,因此在節能設計中,設計人員可以通過導線節能設計降低能耗,實現綠色環保。電能損耗與電線材質、距離、布局等,有著緊密的聯系。導線的優化設計可以降低電阻率,從而達到節能的目的。(1)在導線材質選擇中,本設計從實用性、節能性兩個角度出發,既要保障其安全、使用壽命長,還要降低成本、節約電能,才能滿足實際需求。因此,設計人員要做好前期的調研分析,并且做好實驗測試,進行銅線、鋁線的導電率、能耗對比,然后選擇適宜的導線材質[4]。(2)在導線布局中,本設計盡量選擇直線路徑,避免過量彎路,且要與各電氣設備、總控室的距離適宜,防止在傳輸過程中損耗大量的電能。這就需要設計人員對于電氣自動化工程的實際應用,展開深入的調研分析,然后進行線路布局的設計與調整。在保障使用安全的同時,本設計做到節能降耗。(3)本設計適當地增加電力導線的橫截面,從而降低電阻率,達到節能降耗的目的。電流在導線中流過,會導致導線的溫度升高,從而加速老化,增加電阻,損壞電氣設備。當溫度超過標準數值時,還會引發短路與火災事故。因此,本設計需要根據導線的溫度、載流量、環境溫度、散熱條件等,進行橫截面的選擇。此外,由于導線本身就存在阻抗,因此橫截面越小,電壓損失就越大。因此本設計要根據各種電氣設備的實際功率,進行橫截面的選擇,從而降低能耗。

3.2 節能變壓器選擇

節能變壓器選擇,也是電氣自動化工程中節能設計技術的應用策略之一,可以滿足各電氣設備的運行需求,從而降低電能損耗。(1)在變壓器的選擇中,本設計需要嚴格遵循相關標準規定,從能耗、噪音等方面出發,才能滿足電氣自動化工程的實際需求。(2)本設計根據工業企業的實際需求,進行變壓器有功能耗、無功能耗的計算,進而得出精準的數值。如變壓器的有功能耗,與運行時間、額定容量、短路有功損耗等有關,因此本設計可以調整變壓器線路,從而降低能耗。無功能耗與有功損耗、空載無功損耗、短路無功損耗等有關,因此本設計可以調整空載電流和阻抗電壓,從而達到節能降耗的效果[5]。尤其是隨著科學技術的飛速發展,各種新型的變壓器逐漸出現在市場中,因此本設計需要采用科學的計算方法,并且做好測試實驗工作,不能一味地通過更換老舊變壓器、選擇大容量變壓器等方式,來達到節能降耗的目的。(3)節能變壓器的選擇與前期的投資建設、后期的運行維護、改造升級等,有著密切的聯系。因此本設計需要根據電氣自動化工程的實際應用情況,盡量選擇同系列的變壓器,然后進行參數的計算,分別計算出有功損耗與無功損耗。本設計計算出投資費用、維護費用、改造費用等,才能為企業帶來更多的經濟效益。S7系列的變壓器可以根據實際需求,進行容量等級的選擇,這樣就可以提高運行效率,保障電氣設備的運行安全與平穩,最終降低能耗,推動電氣自動化工程的高速發展。

3.3 濾波器節能設計

電氣設備在長時間運行時,會產生諧波,而諧波不僅會降低設備的使用性能,還會增加能源損耗。當電氣設備的性能降低時,還會引發短路與火災事故,造成巨大的人員財產損失。濾波器的節能設計可以保護電氣設備的平穩運行,延長其使用壽命,降低能源損耗。濾波器可以提高電氣設備的操作靈敏性,且減少諧波,擴大功率應用范圍,從而達到理想的無功補償效果。另外濾波器具有過濾諧波的作用,可以提高電氣設備的運行平穩性、安全性,起到節能降耗的作用。

3.4 配電節能設計

配電節能設計是電氣自動化工程節能設計技術的一種,能夠為電氣工程提供充足的電力保障,提高資源利用效率,滿足企業生產的實際需求。在實際設計中,需要從以下幾個角度展開:(1)充分考慮電力系統的適用性。一般情況下,電氣自動化工程的運行,離不開電力系統的支持,因此就要保障電力系統運行的安全平穩。這時就要高度重視負荷容量與可靠性,做好電力分配工作,才能保障各電氣設備的平穩運行,滿足其運行基本需求,提高電氣操作的可靠性與靈敏性。(2)充分考慮電力系統的安全性。電力系統的安全運行,將關系著企業的生產效率與質量,人員與財產安全等。因此,在配電設計中,設計人員要考慮電力系統的安全性,做到布局的科學合理,把控好各導線之間的絕緣距離,并且做好防腐、防雷電、接地工作等。

4 結語

綜上所述,為了實現人類社會的可持續發展以及人與自然的和諧相處,我國提出了可持續發展戰略,主要在于降低資源能源消耗,做好生態環境的保護工作。因此,將節能設計應用在電氣自動化工程中,能夠加快我國電氣方面的發展速度,促使其朝著更加安全、環保、智能、高效的方向邁進。