電氣自動化節(jié)能設計技術應用研究
2012-12-31 00:00:00張?zhí)m蘭
【摘 要】隨著科學技術的進步，信息技術也以突飛猛進的速度發(fā)展著。電力系統(tǒng)與時俱進，在不斷提高自動化程度的同時，節(jié)能設計技術也在逐漸被推廣和普及，并成為未來電氣自動化的發(fā)展趨勢。本文通過對電氣自動化節(jié)能設計技術的探討和分析，指出從電氣系統(tǒng)的節(jié)能設計和電氣工程設計兩個方面入手，能夠在電氣自動化系統(tǒng)中，將節(jié)能技術應用到最佳的效果。
【關鍵詞】技術應用；電氣自動化；研究；應用
保證用電的安全、可靠，是電氣自動化系統(tǒng)的必備功能，同時還應為建筑和電力系統(tǒng)的工程建設創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益和社會效益。因為日益擴大的城市電網(wǎng)，也使電力增容不斷增加，需要大量的變頻器和整流器，隨之會產(chǎn)生大量的諧波，對國家電網(wǎng)造成了危害。所以從節(jié)能和諧波消除的方向入手，著眼于變壓器、無功補償和電力濾波器的技術，研究電氣自動化節(jié)能技術的應用。
1.電氣自動化及節(jié)能設計介紹
作為電氣信息領域的一門新興學科，電氣自動化和工業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活息息相關，它對勞動條件的改善，勞動生產(chǎn)率和工作效率的提高，以及運行成本的降低，起著不容小覷的作用。目前，隨著不斷興起的的綠色革命，在當前的國民經(jīng)濟建設中，節(jié)能已經(jīng)成為一個重要的目標。而節(jié)能減排的重要的助推器就是自動化技術。在未來經(jīng)濟發(fā)展中，節(jié)能高新技術展業(yè)占據(jù)著主導地位。而電氣自動化節(jié)能設計技術的應用，更是有著無限廣闊的發(fā)展愿景。
2.電氣系統(tǒng)中的節(jié)能技術
2.1可使電能的傳輸消耗降低
由于導線存在著電阻，所以電能在傳輸過程中，會消耗有功功率，但卻保持線路電流的不變。因此，為了使線路上電能的傳輸消耗降低，就只有將導線的電阻降低。而導線的電阻和導線長度、電導是反比例，而和截面積是正比例關系。所以要想使導線的電阻降低，就要著眼于以下幾個方面：一是導線材質(zhì)的選擇必須有較小的電阻率，這樣才能降低電路上電能的消耗；二是將導線的長度縮短，在布線時，避免彎路過多；三是為了使供電的距離縮短，應拉近變壓器和負荷中心的距離，四是使導線的橫截面積加大。因此要選擇大一些的導線橫截面積，通過電阻的降低，使消耗減少，進而達到節(jié)能的目的。
2.2選取變壓器
變壓器在設計過程中的選擇，應具備以下幾個方面的條件：一是為了使變壓器有功功率消耗降低，變壓器的選擇應該是節(jié)能型；二是為了維持三項電的電流平衡，應采取單向自動補償設備，使負荷的不平衡減少，進而將變壓器自身的損耗降到最低。
2.3無功補償
在配電設備中，無功功率所占有的容量相當大，這樣就使線路的損耗增加，并降低了電網(wǎng)的電壓，這樣也使電網(wǎng)的經(jīng)濟運行和電能質(zhì)量受到一定的影響。功率因數(shù)偏低，是無功功率對對用戶的直觀體現(xiàn)。若功率因數(shù)低于0.9，用戶則需繳納一定數(shù)額的罰款，這樣就無形中增加了用戶的用電成本，同時也對經(jīng)濟效益造成一定的影響。但為了實現(xiàn)無功就地平衡，可選用合適的無功補償設備，使功率因數(shù)增加，實現(xiàn)系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，同時使電能質(zhì)量提高，真正實現(xiàn)節(jié)能減耗的目的，為社會效益和經(jīng)濟效益的提高，提供支撐和保障。
在電力系統(tǒng)運行中，采用無功功率補償時，應該滿足以下幾點要求：一是電容器容量的確定，應該根據(jù)自然功率因素、配電電壓的容量等，通過對參數(shù)進行計算來獲取，若有諧波在補償?shù)倪^程中產(chǎn)生了，就需要將一定數(shù)量的電抗器進行串聯(lián)，使線路上的諧波被濾除。二是為了對無功倒送、過補償和投切震蕩進行有效的預防，投切參數(shù)物理量的選擇，最好選擇無功功率。三是無論是以前的補償電容中的循環(huán)投切還是等容量分組，以及后期采用的頭切開關按級投切和按比例分配，都無法達到一種理想的補償效果。目前使用的模糊投切卻有著很好的效果，不僅跟蹤準確，而且調(diào)節(jié)平滑、適應面廣。在使用過程中，投切復合開關是在低壓狀態(tài)下使用，針孔接觸器是在高壓補償柜中使用。
2.4有源濾波器
為了規(guī)避電氣設備誤動作的發(fā)生，應將諧波進行消除。而有源濾波器的使用，是最有效的方法。發(fā)生誤動作的原因是增加了電氣設備的數(shù)量，會產(chǎn)生越來越多的諧波。但因為在電網(wǎng)阻抗上這些諧波和基波電壓發(fā)生重疊，導致電壓發(fā)生畸變，進而導致發(fā)生電氣設備的誤動作?？傊性礊V波器的功能包括以下方面：反應靈敏、動態(tài)性能優(yōu)異，有較為寬大的功率使用范圍，會達到一種理想的效果進行無功補償。正常情況下，諧波能被有源濾波器過濾，這樣能夠避免電氣設備的誤操作，提高電氣設備的運行效率，實現(xiàn)真正意義上的節(jié)能減排。
3.電氣自動化的節(jié)能的設計應用
3.1電氣工程的設計
要想真正實現(xiàn)電氣工程的節(jié)能目標，對電氣設備的設計和對電氣工程的安裝，是最關鍵的環(huán)節(jié)。做好這一步，是為以后的完成使用和整個工程設計達到節(jié)能的目的做好鋪墊。
3.2對配電設計進行優(yōu)化
為電氣系統(tǒng)工程設備提供必要的動力，是電力系統(tǒng)服務的宗旨。所以，對電力系統(tǒng)的適用性進行充分的考慮，是對配電設計的要求。針對于電力系統(tǒng)的適用性，必須滿足用電設備可靠性及負荷容量的要求，還應該對電氣設備的控制要求作出保障。在配電過程中，除了對用電設備的要求作出保障之外，還必須保證電力系統(tǒng)的可靠、靈活、易控和穩(wěn)定、高效。其次要對電力系統(tǒng)的安全性作出保障，為了做到這一點，要求導線具有良好的絕緣性能，在布線時，導線之間的絕緣距離應該適度。同時還要對導線的動態(tài)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和負荷能力作出保障，對電力系統(tǒng)運行中，配電和用電設備的安全作出保證。最后，接地與防雷設施要良好。
3.3使電氣系統(tǒng)的運行效率得到提高
對節(jié)能設備進行選擇，這是電力系統(tǒng)首先要做到的，也為其自身的節(jié)能打下良好的根基。同時，為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的在運行過程中的節(jié)能，還可通過降低電路損耗、無功補償及對負荷進行均衡的方法來實現(xiàn)。例如，在配電設計時，可通過設計系數(shù)的合理選擇及負荷的合理調(diào)整來實現(xiàn)。通過采取以上方法，在電力系統(tǒng)的運行和安裝過程中，可使設備的運行效率及電源的綜合利用率得到有效提升，這樣才可使電能的損耗降低。
4.結(jié)語
進入二十一世紀以來，節(jié)能經(jīng)濟已經(jīng)在中國全面展開，國家節(jié)能經(jīng)濟戰(zhàn)略已經(jīng)全面推行，同時為企業(yè)開展節(jié)能經(jīng)濟，出臺了更優(yōu)惠的政策，對節(jié)能經(jīng)濟的開發(fā)，提供積極的扶持。我國正逐漸提升節(jié)能領域的自主創(chuàng)新能力，各種先進的節(jié)能技術被不斷研發(fā)出來。正是在這種大好形勢下，中國電力自動化企業(yè)必須抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，樹立節(jié)能理念，積極開發(fā)和研究電氣自動化技術和產(chǎn)品，促進節(jié)能經(jīng)濟的騰飛。
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