電氣自動(dòng)化工程中的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)分析

摘 要：可持續(xù)發(fā)展理念的影響下，節(jié)能降耗問題受到了社會(huì)各界的普遍關(guān)注，電氣自動(dòng)化工程自然也不例外。從目前的發(fā)展情況看，電氣能源供應(yīng)不足，線路設(shè)備老化嚴(yán)重等已經(jīng)成為了制約我國能源產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的瓶頸。文章結(jié)合電氣自動(dòng)化工程節(jié)能設(shè)計(jì)的意義和原則，對(duì)其節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了簡要分析和討論。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化工程；節(jié)能設(shè)計(jì)；技術(shù)；原則

前言

工業(yè)化進(jìn)程的持續(xù)加快，在帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的同時(shí)，在能源消耗方面也持續(xù)提高，加上能源的不合理使用及浪費(fèi)，能源緊缺問題已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一個(gè)全球性的問題，面對(duì)這種情況，發(fā)展節(jié)能技術(shù)可以說是大勢所趨。電力設(shè)計(jì)作為電力工程的核心內(nèi)容，如何在保證質(zhì)量和整體效果的前提下，兼顧節(jié)能設(shè)計(jì)，是技術(shù)人員必須深入研究的課題。

1 電氣自動(dòng)化工程節(jié)能設(shè)計(jì)的意義

在電氣信息領(lǐng)域，電氣自動(dòng)化可以算是一門新興的學(xué)科，雖然發(fā)展時(shí)間不長，但是其在工業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常生活中發(fā)揮著不容忽視的作用，不僅能夠?qū)趧?dòng)條件進(jìn)行改善，而且能夠提升工作效率，降低企業(yè)的運(yùn)行成本。而面對(duì)當(dāng)前全球性能源危機(jī)的大背景，發(fā)展綠色工業(yè)，實(shí)現(xiàn)低碳生活已經(jīng)逐漸被人們所接受，節(jié)能也已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)前形勢下經(jīng)濟(jì)建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。就目前來看，在電氣自動(dòng)化工程中開展節(jié)能設(shè)計(jì)，推廣節(jié)能技術(shù)，配合電氣自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)各行各業(yè)的節(jié)能減排工作，已經(jīng)是大勢所趨。可以毫不夸張的說，在未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，哪一方率先掌握了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的節(jié)能技術(shù)，就會(huì)在市場中占據(jù)主動(dòng)，獲得良好的發(fā)展。因此，在電氣自動(dòng)化工程中開展節(jié)能設(shè)計(jì)，是非常重要的，必須得到足夠的重視[1]。

2 電氣自動(dòng)化工程節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

2.1 安全性

節(jié)能設(shè)計(jì)雖然重要，但是也不能忽略安全問題，因此，安全性在電氣自動(dòng)化工程的節(jié)能設(shè)計(jì)中是一個(gè)非常關(guān)鍵的原則。想要保證電氣自動(dòng)化節(jié)能的順利實(shí)施，離不開安全管理，因?yàn)榧词乖俸玫墓?jié)能設(shè)計(jì)，如果無法保證安全，也必然會(huì)被淘汰。

2.2 可靠性

在進(jìn)行電氣自動(dòng)化工程的節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，必須充分考慮設(shè)計(jì)的可靠性問題，一方面，不能以犧牲經(jīng)濟(jì)效益為代價(jià)，開展電氣自動(dòng)化節(jié)能工作，另一方面，也不能影響工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行，不能影響居民的正常生活。如果節(jié)能設(shè)計(jì)方案失去了可靠性，無法保證居民家中各種電器的正常使用，無法保證工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的有序展開，則其也就失去了賴以生存的土壤。

2.3 經(jīng)濟(jì)性

在開展電氣自動(dòng)化工程的節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，必須立足實(shí)際情況進(jìn)行全面分析，關(guān)注其經(jīng)濟(jì)效益，避免為了降低能源消耗而增加成本的情況。具體來講，就是在進(jìn)行節(jié)能措施的落實(shí)環(huán)節(jié)，無論是設(shè)備的改進(jìn)、線纜的更新還是其他，都必須在保證節(jié)能效果的同時(shí)，將資金控制在一個(gè)相對(duì)合理的范圍內(nèi)，保證良好的經(jīng)濟(jì)性[2]。

2.4 環(huán)保性

應(yīng)該意識(shí)到，開展電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的主要目的，是為了提升能源的利用效率，減少不必要的浪費(fèi)情況，進(jìn)而提升企業(yè)的綜合效益。節(jié)能設(shè)計(jì)與低碳經(jīng)濟(jì)是緊密相連的，因此，技術(shù)人員在進(jìn)行電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，必須做好設(shè)備及材料的選擇工作，確保其具備安全性、先進(jìn)性和可靠性、實(shí)用性的特點(diǎn)，對(duì)于老化嚴(yán)重的電氣設(shè)備以及電力線纜，必須及時(shí)進(jìn)行更換，并做好周邊環(huán)境的保護(hù)工作，減少環(huán)境污染問題。

3 電氣自動(dòng)化工程技能設(shè)計(jì)的技術(shù)

3.1 優(yōu)化變壓器選擇

在電氣自動(dòng)化工程中，變壓器是非常關(guān)鍵的設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于電壓、電流以及功率的轉(zhuǎn)換，在很大程度上影響了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行[3]。但是就目前而言，大部分變壓器在運(yùn)行過程中需要消耗大量的能源，是主要的耗能設(shè)備，不過同時(shí)也具有極大的節(jié)能潛力。在進(jìn)行變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，需要關(guān)注幾個(gè)方面的問題，一是對(duì)變壓器材料的合理選擇，應(yīng)該保證其具備良好的節(jié)能效果，確保銅、硅以及各種絕緣材料的合理搭配，減少不必要的能源消耗；二是加強(qiáng)對(duì)銅材的使用，作為一種優(yōu)秀的導(dǎo)體材料，銅可以在電力電纜以及配電柜中取代硅材料，從而降低變壓器空在運(yùn)行過程中的能耗，實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果；三是應(yīng)該優(yōu)先選擇節(jié)能變壓器，如S10、S11型變壓器等，其本身就具備良好的節(jié)能效果。不過，在實(shí)際使用中，應(yīng)該采用一用一備的方式，避免變壓器的長期超負(fù)荷運(yùn)行，以免影響其使用壽命；四是應(yīng)該做好變壓器容量的合理選擇，充分考慮實(shí)際需求，若容量過小，則變壓器長期超負(fù)荷運(yùn)行，容易出現(xiàn)問題；若容量過大，則會(huì)導(dǎo)致其長期處于輕載狀態(tài)，造成電能的浪費(fèi)。一般來講，在進(jìn)行變壓器容量的選擇時(shí)，應(yīng)該在實(shí)際用電需求的基礎(chǔ)上，留出20%的冗余。

3.2 降低高次諧波

在電力系統(tǒng)中，諧波的存在不僅會(huì)造成能耗的增大，還會(huì)對(duì)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行造成危害，如導(dǎo)致電網(wǎng)可用容量的降低、影響設(shè)備的利用率、引發(fā)繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)或者拒動(dòng)等。而對(duì)于諧波的處理，可以適當(dāng)增加整流變壓器的二次側(cè)相數(shù)，也可以利用有源濾波器，更可以更換無諧波污染的變頻器等，都能夠取得良好的效果，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的[4]。

3.3 強(qiáng)化線纜設(shè)計(jì)

電力電纜可以說是電力系統(tǒng)中一個(gè)至關(guān)重要的組成部分，也占據(jù)了電力工程施工成本的很大一部分，同時(shí)其后期維護(hù)費(fèi)用也不容忽視。在進(jìn)行電力電纜設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分考慮各方面的影響因素，關(guān)注線纜本身的強(qiáng)度以及截面尺寸，確保其能夠滿足具體的使用需求。就目前而言，受技術(shù)、成本等因素的限制，電氣自動(dòng)化工程中可供選擇的線纜材質(zhì)只有鋼、鋁和銅，對(duì)于技術(shù)人員而言，成本固然是必須考慮的因素，但是同時(shí)還必須關(guān)注線纜的安全性和節(jié)能性。一般來講，鋼制電纜在安全性和節(jié)能性方面要高出鋁電纜，銅電纜雖然同樣具備良好的適用性和節(jié)能效果，不過由于造價(jià)偏高，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要結(jié)合具體需求進(jìn)行選擇。

3.4 選擇高效光源

在針對(duì)照明光源的選擇時(shí)，應(yīng)該結(jié)合使用場所，依照國家有關(guān)規(guī)定，優(yōu)先使用高效節(jié)能光源，利用其較普通照明燈更高的發(fā)光效率，減少電能的消耗。例如，在衛(wèi)生間、樓梯間等位置，應(yīng)該選擇吸頂燈或者聲控?zé)?；在工業(yè)廠房中，由于對(duì)照度的要求較高，加上運(yùn)行時(shí)間較長，應(yīng)該優(yōu)先選擇金屬鹵化物燈具，而且若單一光源無法滿足實(shí)際需求，可以采用兩種光源，又或者混合光源，有效提高照明度，降低電能的消耗。需要注意的是，如果使用的是金屬鹵化物燈或者高壓鈉燈，則需要搭配節(jié)能鎮(zhèn)流器，可以起到更好的節(jié)能降耗效果。另外，光源的選擇和設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合照明需要以及環(huán)境因素的影響進(jìn)行綜合考慮，確保在充分滿足照明要求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，在可持續(xù)發(fā)展以及低碳經(jīng)濟(jì)的共同影響下，電氣自動(dòng)化工程的節(jié)能設(shè)計(jì)受到了越來越多的關(guān)注，也得到了相關(guān)單位和企業(yè)的重視。在進(jìn)行電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該堅(jiān)持基本的原則，立足實(shí)際需求，采取切實(shí)有效的技術(shù)和策略，從多個(gè)方面進(jìn)行考慮，確保節(jié)能目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)電氣自動(dòng)化工程的穩(wěn)步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：廖小洋（1972-），江西新余人，工程師，從事自動(dòng)化開發(fā)與維護(hù)工作。