節(jié)能技術在電氣自動化中應用

朱麗君

【摘 要】 近年來，我國各個地區(qū)加快了電網(wǎng)建設，很多變頻器和整流器被投入使用，導致電網(wǎng)線路產(chǎn)生大量諧波，嚴重影響電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行。在電氣自動化中積極應用節(jié)能技術，消除諧波，減少電網(wǎng)損耗，推動電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。本文簡要介紹了電氣自動化的節(jié)能，分析了電氣工程的節(jié)能設計，闡述了節(jié)能技術在電氣自動化中的應用。

【關鍵詞】 節(jié)能技術 電氣自動化 應用

隨著社會發(fā)展對于電力資源的需求量不斷增加，電網(wǎng)線路不斷擴充，新增多種電力設備，大量諧波不僅破壞電網(wǎng)穩(wěn)定運行，并且產(chǎn)生較大的損耗。因此應積極推動節(jié)能技術在電氣自動化中的應用，提高電網(wǎng)輸配電裝置的可靠性和安全性，提升電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

1 電氣自動化的，節(jié)能概述

電氣自動化是一門重要的電力學科，與工業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P，在改善勞動條件和提高勞動生產(chǎn)率、運行成本、工作效率等方面發(fā)揮著重要作用。由于當前電網(wǎng)線路中有大量諧波，從節(jié)能和消除諧波方面考慮，電氣自動化系統(tǒng)應積極利用有源濾波器、無功補償、變壓器等技術[1]，減少電路傳輸損耗，實現(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能效果。

2 電氣工程的節(jié)能設計

2.1 高運行效率

為了提高電氣自動化系統(tǒng)的運行效率，應盡量選擇節(jié)能型的電力設備，通過減少系統(tǒng)損耗、無功補償、均衡負荷等方法，治理電網(wǎng)線路的不平衡電壓，平均分擔導線負荷壓力，不僅可有效提高系統(tǒng)運行效率，并且獲得明顯的節(jié)能效果。例如，在電氣自動系統(tǒng)配電設計時，可合理選取設計參數(shù)和調整電路負荷，從而提高電氣系統(tǒng)電源設備的綜合利用率和運行效率，直接或者間接地降低電能損耗。

2.2 完善配電設計

配電設計應首先考慮電氣自動化系統(tǒng)的適用性，滿足供電設備的穩(wěn)定性、可靠性要求和用電設備的電力負荷容量要求以及電氣設備度對控制方法的要求等。在設計配電系統(tǒng)時，除了要滿足電氣設備和用電設備的運行要求外，還要確保電力系統(tǒng)的可靠、靈活、易控、穩(wěn)定、高效等。其次，重點考慮電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全性，第一要確保電氣自動化系統(tǒng)線路具有良好的絕緣性，第二，在設計走線時，應嚴格控制水平導線的絕緣距離，第三，確保導線的動態(tài)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和負荷能力的裕度，保障電氣自動化系統(tǒng)運行中配電設備和用電設備的安全、穩(wěn)定性，同時應做好電氣自動化系統(tǒng)的接地和防雷設計[2]。

3 節(jié)能技術在電氣自動化中的應用

3.1 加裝有源濾波器

電網(wǎng)線路中的大量諧波易導致電氣自動化系統(tǒng)中的電氣設備出現(xiàn)誤操作，為了提高電氣自動化系統(tǒng)的安全性，可在電氣設計時加裝有源濾波器，消除電網(wǎng)的大量諧波，降低電氣自動化系統(tǒng)的線路損耗。隨著電網(wǎng)線路中各種電氣設備數(shù)量不斷增加，電網(wǎng)線路諧波也不斷增加，這時基波電壓和諧波阻抗電壓易發(fā)生重疊，導致電力系統(tǒng)電壓發(fā)生不同程序畸變，引起電氣設備誤動作。在電氣自動化系統(tǒng)中加裝有源濾波器可有效解決這個問題，有源濾波器使用功率寬、動態(tài)性能好、反應速度快，并且可有效補償電網(wǎng)線路的無功功率，通過有源濾波器過濾電網(wǎng)線路的諧波，有效減少電氣設備的誤操作和誤動作，提高電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能效果。

3.2 加裝無功補償裝置

在電氣自動化設計中，可適當加裝無功補償裝置，減少電路損耗，確保電網(wǎng)的運行效率和運行質量，提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。通過加強無功補償裝置補償電網(wǎng)線路的無功功率，應滿足以下要求：其一，根據(jù)電網(wǎng)無功功率情況，設置無功補償裝置的投切參數(shù)物理量，可有效避免無功補償裝置發(fā)生投切震蕩、無功倒送等情況；其二，安裝無功補償裝置時，對電網(wǎng)線路的局部區(qū)域進行就地補償，特別是用電量較大的線路，不僅可保障電網(wǎng)供電質量，而且可有效減少電網(wǎng)線路無功功率的長距離傳輸，具有顯著的節(jié)能效果；其三，為了獲得更好地武功補償效果，在選擇無功補償裝置的投切方式時，由于無功補償裝置的分擔方式、投切開關方式、按編碼分配方式、按比例分配方式等難以達到預期的無功補償效果，因此最好采用具有調節(jié)平滑、跟蹤準確、適應面廣等特點的模糊投切方式[3]；其四，在使用無功補償裝置對電網(wǎng)線路進行無功功率補償時，要根據(jù)電氣自動化系統(tǒng)的具體運行參數(shù)值，如目標功率因數(shù)、配電電壓值、電流負荷等，來合理確定電容器容量。

3.3 優(yōu)化變壓器選擇

為了提高電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能效果，應優(yōu)化變壓器的選擇，一方面，電氣自動化系統(tǒng)應盡量選擇節(jié)能型變壓器，降低變壓器的有功功率損耗；另一方面，變壓器電氣設計，通過在三相電源上均勻分解單相設備、單相無功功率補償裝置、三相四線制供電等方式，減少電網(wǎng)線路的不平衡負荷，具有良好的節(jié)能效果。

3.4 減少線路傳輸損耗

由于電網(wǎng)線路上有電阻，在電能傳輸過程中不可避免會產(chǎn)生有功功率損耗，雖然這部分損耗不可能完全消除，但是可通過一定措施，最大程度的降低線路損耗。第一，增大導線橫截面積，在確保電氣自動化系統(tǒng)的電氣特性基礎上，適當增加導線橫截面積，降低導線電阻，從而減少線路損耗；第二，合理設計布線路徑，電氣自動化系統(tǒng)設計在導線布線時，應合理設計布線路徑，避免線路過度彎曲，可有效減少導線電阻；第三，減少負荷中心和變壓器之間的距離，縮短供電距離，減少電網(wǎng)線路傳輸電能的功率損耗；第四，為了減少電網(wǎng)線路電能損耗，盡量選擇電導率較小的導線材質，提高電網(wǎng)線路的節(jié)能性。

4 結語

在節(jié)能減排的社會大環(huán)境下，電氣自動化節(jié)能設計引起人們的廣泛關注，結合電氣自動化系統(tǒng)的運行要求，積極應用多種節(jié)能技術，優(yōu)化電氣自動化系統(tǒng)節(jié)能設計，最大限度地發(fā)揮節(jié)能技術在電氣自動化中的作用，減少電網(wǎng)損耗，實現(xiàn)最大化的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]馬建華.數(shù)字技術在工業(yè)電氣自動化中的應用與創(chuàng)新[J].制造業(yè)自動化，2012，06：142-144.

[2]蔣謙.電氣工程自動化及其節(jié)能設計的應用探究[J].科技創(chuàng)新導報，2014，27：76-77.

[3]孫清化. 概述電氣自動化節(jié)能技術[A].北京市海淀區(qū)科學技術協(xié)會.第二屆“科協(xié)文化——中關村論壇”論文集[C].北京市海淀區(qū)科學技術協(xié)會：2013：1.