電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

侯學(xué)韶

摘要：當(dāng)今社會(huì)中，電氣工程中自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，為人們的生活帶來了一定的變化，但是，為了考慮現(xiàn)在社會(huì)中提倡的節(jié)能環(huán)保這項(xiàng)主題，越多越多的科學(xué)技術(shù)人員和廣大的學(xué)生都在關(guān)于節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)如何在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用做出巨大貢獻(xiàn)。本文就從節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用這方面來研究研究。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化系統(tǒng);節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)

一、電氣工程的設(shè)計(jì)方法

1.提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中必須要使用節(jié)能設(shè)備，在初始階段就為電氣自動(dòng)化中的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)打下基礎(chǔ)，可以利用減少電路損耗、補(bǔ)償無功、均衡負(fù)荷等方法使得電氣設(shè)備系統(tǒng)在運(yùn)行中起到節(jié)能降耗的作用，在進(jìn)行配電設(shè)計(jì)時(shí)可以通過合理調(diào)整符合、合理選取設(shè)計(jì)系數(shù)等方式降低損耗，提高設(shè)備的運(yùn)行效率和電源的綜合利用率，從而直接或間接地減少能源的流失;

2.化配電設(shè)計(jì)

在配電設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，首先需要考慮電力系統(tǒng)的適用性滿足用電設(shè)備對(duì)供電設(shè)備和負(fù)荷容量可靠性的要求，保證電氣設(shè)備控制方式的自身要求，保證電力系統(tǒng)的可靠、靈活、易控、穩(wěn)定和高效，其次，也要考慮到用電系統(tǒng)的安全性，保證導(dǎo)線具備良好的絕緣性，在走線的時(shí)候保證導(dǎo)線之間的絕緣距離，確保配電設(shè)備和用電設(shè)備的安全。

二、電氣系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)

1.減少電能在線路上的傳輸損耗

電能在傳輸?shù)倪^程中由于導(dǎo)線上存在著電阻就會(huì)產(chǎn)生有功功率損耗。然而線路上的電流是不能改變的，為了減少線路上電能的損耗就只有減小導(dǎo)線的電阻。導(dǎo)線的電阻是與電導(dǎo)、導(dǎo)線長度成正比，而與導(dǎo)線的截面積成反比。

2.無功補(bǔ)償

在電力系統(tǒng)中，無功功率占有供配電設(shè)備的很大一部分容量，因此增大了線路的損耗，從而造成電網(wǎng)的電壓下降，也因此影響了電能質(zhì)量和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。而對(duì)于用戶而言，無功功率的直觀表現(xiàn)為功率因數(shù)偏低，而當(dāng)功率因數(shù)小于 0.9 時(shí)，用戶就會(huì)向供電部門繳納一定比率的罰款，因此用戶用電的成本也增高，經(jīng)濟(jì)效益就會(huì)下降。但是我們?nèi)暨x用恰當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償設(shè)備的話就可以實(shí)現(xiàn)無功就地平衡，提高功率因數(shù)，從而事項(xiàng)節(jié)能減耗、提高電能質(zhì)量、穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的目的，而且能夠提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。比如，在受導(dǎo)電抗的作用下，電機(jī)發(fā)出的交流電流和交流電壓的相位角不為零，因此電機(jī)發(fā)出的電能不能完全被用電器吸收，不能被吸收的部分則在電機(jī)和用電器之間往返變化而不會(huì)釋放出來。

3.濾波器

由于電網(wǎng)中的非線性電壓電流特性的電氣設(shè)備的數(shù)量不斷增加，因此產(chǎn)生的諧波電流也越來越多，而這些諧波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生的電壓與基波電壓重疊就會(huì)引起電壓的畸變，從而造成與電網(wǎng)聯(lián)結(jié)電氣設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作。因此，為了避免這些電氣設(shè)備的誤動(dòng)作就要消除諧波，而目前消除諧波最有效的方法就是使用有源濾波器。有源濾波器具有很多的特性，比如：反應(yīng)快，具有優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能;在無功補(bǔ)償?shù)哪Ｊ较孪C波，功率因數(shù)就可以強(qiáng)制達(dá)到 1;三相補(bǔ)償?shù)闹C波電流可同時(shí)濾除 2-60 次濾波;多元有源濾波器采用并聯(lián)運(yùn)行能夠使功率范圍更寬大。采用有源濾波器對(duì)產(chǎn)生的諧波進(jìn)行過濾，在電氣設(shè)備誤操作之前就將其阻止，則使得電氣設(shè)備的運(yùn)行更加有效率，從而也能夠使無功補(bǔ)償達(dá)到更好的效果，達(dá)到節(jié)能的目的。

4.變壓器的選擇

具體而言，在設(shè)計(jì)選擇變壓器時(shí)，應(yīng)該滿足以下幾點(diǎn)要求：一是變壓器應(yīng)選用節(jié)能型的，以大大減少變壓器的有功功率損耗;二是為了使流過的三相電的電流保持平衡，應(yīng)減少變壓器本體損耗，最好采用一些諸如單相自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備、三相四線制供電、將單相用電設(shè)備均勻分接在三相電源上等有效的減少負(fù)荷不平衡的方法。

5.其他形式的節(jié)能

除了在電氣系統(tǒng)中采用節(jié)能技術(shù)進(jìn)行節(jié)能之外，還可以采用其他的一些形式進(jìn)行節(jié)能，比如：采用高效光源節(jié)能，在家庭用戶中照明用電占整體用電的很大一部分，因此，將照明的光源采用發(fā)光率高、光色好、顯色性能優(yōu)異的高效光源無疑是一個(gè)好的選擇。這樣就從根本上節(jié)約了能源。

三、電氣自動(dòng)化的節(jié)能的設(shè)計(jì)應(yīng)用

電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)與安裝是整個(gè)電氣節(jié)能工程的重中之重。此環(huán)節(jié)做好做到位了，將大大有利于電氣自動(dòng)化節(jié)能系統(tǒng)的以后工作。

1.優(yōu)化配電設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)服務(wù)的目標(biāo)是為電氣系統(tǒng)的工程設(shè)備提供充足的動(dòng)力。因此，必須充分考慮電力系統(tǒng)的適用性，以符合配電設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于電力系統(tǒng)的適用性，首先應(yīng)當(dāng)達(dá)到用電設(shè)備負(fù)荷容量與可靠性的要求，嚴(yán)格控制電氣設(shè)備的質(zhì)量，在進(jìn)行配電時(shí)，不但要保障用電設(shè)備的基本要求，還應(yīng)當(dāng)確保電力系統(tǒng)的靈活性、可靠性，保證其穩(wěn)定、高效地運(yùn)作。其次是要保障電力系統(tǒng)的安全性，要選擇絕緣性能較好的導(dǎo)線，在布線的過程中要注意導(dǎo)線之間的絕緣應(yīng)保持適度距離。

2.提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)作效率

電力系統(tǒng)首先要做的就是對(duì)節(jié)能設(shè)備進(jìn)行選擇，選擇一個(gè)好的節(jié)能設(shè)備可以為其本身的節(jié)能提供條件，并且還能夠采用無功補(bǔ)償、降低電路損耗，以及均衡負(fù)荷的方式來保障電力系統(tǒng)的在運(yùn)作時(shí)的節(jié)能效果，比如，在進(jìn)行配電設(shè)計(jì)的過程中，可以采用合理選擇設(shè)計(jì)系數(shù)與合理調(diào)整負(fù)荷來實(shí)現(xiàn)。

四、電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的未來發(fā)展方向

1.電氣工程節(jié)能設(shè)計(jì)

如果要實(shí)現(xiàn)電氣工程的節(jié)能減排目的，最重要的是要做好設(shè)計(jì)電氣設(shè)備以及安裝電氣工程設(shè)備的工作，這一工作的良好完成，對(duì)今后國家節(jié)能減排目的的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.優(yōu)化配電方案

電力工程系統(tǒng)的服務(wù)理念就是推動(dòng)電力工程的發(fā)展，給予電力系統(tǒng)工程足夠的動(dòng)力支持。所以對(duì)于配電的設(shè)計(jì)要求就是要處處考慮電力工程系統(tǒng)的合理性，有效性。然而，考慮電力系統(tǒng)的合理性，就要對(duì)電力的用電設(shè)備的可靠性和負(fù)荷容量做嚴(yán)格要求，與此同時(shí)還要對(duì)電氣工程設(shè)備操作流程給出相應(yīng)規(guī)范。在配電的過程當(dāng)中，要保障電力工程系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效以及安全性、易控性，對(duì)于導(dǎo)線的選擇一定是要遵循絕緣性能優(yōu)良，在布置導(dǎo)線的位置時(shí)，要控制好導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的距離，確保導(dǎo)線之間的相對(duì)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，最后還要做好接地和防雷的措施。

3.實(shí)現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)行高效性

選擇良好的節(jié)能電氣化設(shè)備是實(shí)現(xiàn)電力工程系統(tǒng)節(jié)能高效的首要工作，這也可以為電力工程系統(tǒng)的節(jié)能減排做出良好的鋪墊效果。在電力系統(tǒng)運(yùn)作的過程當(dāng)中，為了更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能，還可以采用降低電路的消耗和均勻電荷的方法，這些方法不僅可以保障電力工程系統(tǒng)的安全運(yùn)行，還能有效的提高設(shè)備的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)節(jié)能的目標(biāo)。

五、結(jié)束語

綜上所述，就節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用這方面而言，節(jié)能設(shè)計(jì)這項(xiàng)技術(shù)不僅能使環(huán)保這個(gè)問題進(jìn)行下去，也是能是在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中不斷的完善，使電氣工程在人們的生活中運(yùn)用更加廣泛。

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