對電氣自動化節(jié)能設(shè)計技術(shù)的探討

楊紅林

摘 要：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步為建筑電氣節(jié)能設(shè)計提供了很大的上升空間，相關(guān)的設(shè)計人員可以在設(shè)計規(guī)劃中加入各種有效可行的節(jié)能技術(shù)，提高建筑節(jié)能的經(jīng)濟效益。在節(jié)能設(shè)備的選擇上，應(yīng)該對其原理、性能、效果有所了解，并從技術(shù)層面和經(jīng)濟獲益兩方面進行比較后再做出理智選擇，進而使得有效節(jié)能的目的得以實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；節(jié)能；設(shè)計技術(shù)

1 電氣自動化節(jié)能設(shè)計的概述及原則

1.1 電氣自動化節(jié)能設(shè)計的概述。電氣系統(tǒng)的自動化是電氣領(lǐng)域里面新發(fā)展起來的學(xué)科，它與工業(yè)方面的生產(chǎn)以及人們的生活都有著密切的關(guān)系。電氣系統(tǒng)的自動化能夠改善勞動的環(huán)境，提高工作效率和生產(chǎn)率，降低運轉(zhuǎn)的成本費用，它所起到的作用是不容忽視的?，F(xiàn)在，國際上都在呼吁開展綠色革命，在我國目前的經(jīng)濟建設(shè)過程中，節(jié)約能源已經(jīng)被列為了重點問題。其中，推動節(jié)能減排的關(guān)鍵就是自動化方面的技術(shù)。在未來經(jīng)濟的不斷發(fā)展過程中，節(jié)約能源的新型技術(shù)將處于主要的位置，電氣系統(tǒng)自動化節(jié)約能源的設(shè)計技術(shù)也將有著更加廣泛的應(yīng)用空間和發(fā)展空間。

1.2 電氣自動化節(jié)能的設(shè)計原則。（1）符合實際經(jīng)濟效益的原則。以實際經(jīng)濟效益為電氣節(jié)能效益的設(shè)計基礎(chǔ)，不盲目的增加相關(guān)投資金額，對節(jié)能設(shè)備和材料進行選擇時應(yīng)該遵循科學(xué)合理的經(jīng)濟原則，從而使得節(jié)能增加的投資數(shù)目能夠在較短的時間內(nèi)通過節(jié)能運行而使得經(jīng)濟效益有所保障。（2）適用性原則。直觀的說，就是為建筑物內(nèi)良好人工環(huán)境的創(chuàng)設(shè)或維持提供必要的能源基礎(chǔ)，例如一些建筑設(shè)備動力的提供以及符合用電設(shè)備對電能質(zhì)量、負荷容量的要求的優(yōu)化用電設(shè)計，實現(xiàn)其電能的合理利用。（3）節(jié)能性原則。節(jié)能重點要放在電氣設(shè)備的電能損耗上，如變壓器的功率損耗、輸電線路的額外損耗等等。對其采取有效的節(jié)能措施，盡量減少或杜絕與建筑使用功效無關(guān)的電能損耗。

2 電氣自動化中的節(jié)能技術(shù)

2.1 電力電纜的材質(zhì)選擇。在電纜材質(zhì)的選擇方面，雖然銅質(zhì)電纜的價格比鋁質(zhì)電纜的價格較為昂貴，但也不應(yīng)貪圖一時的降低成本，就直接采用、選購鋁質(zhì)電纜。因此，是否在符合正常進行輸電配電的情況下，可適當(dāng)選用鋁質(zhì)電纜。當(dāng)然，這種情況需根據(jù)現(xiàn)場狀況謹慎斟酌。當(dāng)然，截面較小的銅質(zhì)電纜與鋁質(zhì)電纜之間的價格差距就沒有那么明顯了，為了使用安全、節(jié)約電能，銅質(zhì)電纜是首選。

2.2 選擇變壓器。（1）避免變壓器型材帶來的大量能耗。變壓器的制備材料需要優(yōu)化設(shè)計組合在一起才能真正實現(xiàn)節(jié)能，硅鋼片、銅片以及絕緣材料等如果設(shè)計不合理的話，就會造成很多不必要的能耗。應(yīng)該秉承節(jié)約的理念，滿足變壓器工作的前提下，選擇最為合理的材料和運行介質(zhì)，既能減少電氣自動化工程的成本，又能實現(xiàn)變壓器節(jié)能的目的。（2）銅材是一種優(yōu)秀的材料，為變壓器配備的電柜和電線可以采用銅質(zhì)材料，并用換位導(dǎo)線措施。降低磁密并采用高質(zhì)量、較薄的冷軋硅鋼片，可以有效降低空載運行時變壓器的能耗，實現(xiàn)節(jié)能的目標。（3）合理選擇變壓器的容量和使用臺數(shù)。所選變壓器的額定容量應(yīng)該根據(jù)實際所需電量來確定。如果變壓器的容量太小，會讓變壓器長期處于過度運行狀態(tài)，加速其老化，減少使用壽命；但是如果所選變壓器的容量太大的話，也會使其長期處于輕載狀態(tài)，過低功率會極度浪費電力資源和變壓器使用效率。如果使用的變壓器臺數(shù)在2臺或者2臺以上的話，應(yīng)該采取并聯(lián)措施，這樣不僅可以提高其安全可靠性能，還能增加電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，實現(xiàn)真正的節(jié)能設(shè)計。

2.3 有源的濾波設(shè)備。為了避免電氣裝置中的一些誤動作的產(chǎn)生，需要把諧波去掉，而有源濾波設(shè)備是最好的清除辦法。有源濾波設(shè)備的優(yōu)點有很多，比如：反應(yīng)非常敏捷，有比較大的適用范圍，可以達到非常好的無功補償效果。

2.4 降低傳輸線路的損耗。傳輸線路自身的電阻在短距離傳輸時可以忽略不計，消耗電能非常的少。但是對于一些行業(yè)，比如說石油或者采礦，因為環(huán)境比較特殊，電力設(shè)備在工作現(xiàn)場，離電力供應(yīng)處非常遠，這就需要傳輸線路長距離傳輸。而如果電流不變，傳輸線路越長的話，傳輸電阻總值會越大，這樣就導(dǎo)致耗能越大。因此，需要降低傳輸線路的損耗。

3 電氣自動化節(jié)能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用

3.1 開關(guān)量控制方式基于PLC的應(yīng)用。這種控制方式是基于可編程控制器自動化控制技術(shù)中應(yīng)用最廣泛，同時也是最基本的形式。由于PLC的自動化應(yīng)用不但實現(xiàn)了邏輯控制，同時還實現(xiàn)了順序控制。所以逐漸替代了傳統(tǒng)的繼電器電路應(yīng)用，同時該項技術(shù)既適用于單臺設(shè)備的單獨控制，也可以應(yīng)用到自動化流水線中一組或者是整套設(shè)備的控制當(dāng)中。

3.2 控制模擬量基于PLC的應(yīng)用。在實際工業(yè)應(yīng)用中會出現(xiàn)諸如：溫度、流速、壓強、液位、濕度等許多連續(xù)變化的模擬量。應(yīng)用PLC自動化控制技術(shù)通?？梢允惯@一類的模擬量應(yīng)用數(shù)字量之間A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換而實現(xiàn)可以被記錄和跟蹤的量，從而解決了可編程器對模擬量的實時監(jiān)控和分析的難題。

3.3 集中式控制設(shè)計基于PLC的應(yīng)用。集中式控制是指通過一臺功能強大的PLC監(jiān)視系統(tǒng)，實現(xiàn)同時控制多個設(shè)備的“中央集中式”計算機自動化控制模式。在該系統(tǒng)中，各個設(shè)備之間的運行狀態(tài)以及聯(lián)系、監(jiān)控關(guān)系等都統(tǒng)一由中央PLC來配置執(zhí)行。所以這種集中式控制設(shè)計要比其他控制系統(tǒng)更方便易用，成本更低。但是這種控制方式的缺點是：其中任何一個控制對象的程序出現(xiàn)問題或故障，都要通過停止中央PLC的控制，從而使其他所有依賴中央PLC控制的設(shè)備都不能正常工作。

3.4 PLC、變頻器在中大型企業(yè)中的應(yīng)用。PLC、變頻器在中大型企業(yè)的應(yīng)用中具有明顯的可行性，然而在實際操作中，也應(yīng)該注意以下相關(guān)問題：（l）根據(jù)企業(yè)的特點，明確CPU的功能特點，并按照不同的CPU功能進行分配，使其滿足企業(yè)生產(chǎn)線的正常運行，使其能夠快速進行數(shù)據(jù)運算與處理，及時進行信息轉(zhuǎn)換。（2）PLC在應(yīng)用過程中逐漸升級，在現(xiàn)場應(yīng)用中獲得了極大的好評，其即實現(xiàn)了儀表測試、工藝過程、電氣設(shè)備以及故障處理的功能，又實現(xiàn)了壓力控制、溫度保護、自動閥門等操作界面的控制，實現(xiàn)了生產(chǎn)線控制平臺的簡單化與系統(tǒng)化、界面化，優(yōu)化了工作流程，有利于生產(chǎn)的安全性能。（3）PLC在實際應(yīng)用中具有抗干擾的特性，其既能夠減少輸人諧波的沖擊，又能夠?qū)Ω髯冾l設(shè)備進行完善，從而加強其抗干擾的能力。（4）對變頻器的維修安裝的過程以及細節(jié)進行調(diào)節(jié)，中大型企業(yè)生產(chǎn)過程中由于供電與設(shè)備的進線出現(xiàn)需求，因此需要進行成柜安裝，使其規(guī)?；?，便于維護的可操作性。

4 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，越來越多的電氣自動化電力設(shè)備被應(yīng)用到各行各業(yè)，在工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域以及國防事業(yè)中，電氣自動化電力設(shè)備都發(fā)揮了重要的角色，隨著電力設(shè)備的發(fā)展，電能需求量開始大增，這樣就需要提高電氣自動化設(shè)備的節(jié)能技術(shù)，降低能量的損耗。只有提高電氣自動化節(jié)能技術(shù)，才可以應(yīng)對電能緊張等問題，更好的發(fā)展電氣自動化設(shè)備發(fā)展，更好的促進社會發(fā)展，提高人們的生活水平。

參考文獻

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