電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)探析

夏春++楊明

摘 要：電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)具有一定的實(shí)用性和科學(xué)性，因此在各行各業(yè)被廣泛應(yīng)用。在電氣自動(dòng)化工程中，應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)，不僅是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求，同時(shí)也是企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升的關(guān)鍵所在。本文對(duì)電氣自動(dòng)化工程中的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了探討。

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

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對(duì)電氣工程質(zhì)量的要求也會(huì)越來越高，電氣自動(dòng)化技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品制造以及人們的日常生活緊密相聯(lián)，可以改善人們的工作條件，提高整體的生產(chǎn)效率，降低機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的成本。因此，電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)具有很重大的意義，是電力能源可持續(xù)發(fā)展的要求，也是不斷發(fā)展的方向和目標(biāo)。

1、電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容非常廣泛，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)非常完整的體系。隨著現(xiàn)代信息科技與物理科學(xué)的發(fā)展進(jìn)步，電氣工程的外延逐漸擴(kuò)大，涵蓋了計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、電子電力、機(jī)械自動(dòng)化及電路技術(shù)等多種技術(shù)。電氣工程應(yīng)用范疇超越以往，針對(duì)電氣工程行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展歷程可以觀察出，電氣工程影響核心要素為信息技術(shù)內(nèi)容和物理科學(xué)內(nèi)容。電氣自動(dòng)化工程中最主要的部分就是電氣節(jié)能自動(dòng)控制系統(tǒng)，它是由電動(dòng)機(jī)及供電、檢測(cè)、控制裝置組成的反饋控制系統(tǒng)，能自動(dòng)完成能量變換和控制所需的信息處理。電氣節(jié)能自動(dòng)控制系統(tǒng)具有根據(jù)外界信號(hào)要求可接通或斷開電路，改變參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或?qū)Ψ请妳?shù)的控制設(shè)備。電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，有利于提高人們的生活水平，同時(shí)促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。它不僅可以預(yù)防供電和輸電系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓現(xiàn)象，節(jié)約資源，而且也可以為人們提供和諧、健康的生活環(huán)境。另外，在各個(gè)企業(yè)中，電氣自動(dòng)化節(jié)能系統(tǒng)可以提高工作效率，可以使電氣設(shè)備安全的運(yùn)行，還能減少能源的消耗，從而企業(yè)可以從中獲得更大的利益。

1.1技術(shù)融合程度高

電氣自動(dòng)化的自動(dòng)化的設(shè)計(jì)要求較高，是由很多高科技融合而成，需要在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，輔助電子電力技術(shù)，還會(huì)應(yīng)用到機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。因此，自動(dòng)化的設(shè)計(jì)中技術(shù)的融合度較高，并且運(yùn)用價(jià)值也極高。另外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電氣自動(dòng)化的運(yùn)用越來越廣泛，并且對(duì)電氣自動(dòng)化工程的要求也越來越高。

1.2技術(shù)實(shí)用性極強(qiáng)

電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)工業(yè)發(fā)展的主要模式，也正在逐漸的應(yīng)用到我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域，所以，電氣自動(dòng)化的實(shí)用性較強(qiáng)，電氣工程以及自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備具有調(diào)試和協(xié)同作用，其主要的應(yīng)用范圍是技術(shù)控制。由此便形成了合理科學(xué)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，從而提高了生產(chǎn)效率，也從根本上改善了工業(yè)生產(chǎn)力。

2、電氣自動(dòng)化的節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)原則

2.1明確節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的原則

電氣工程的節(jié)能設(shè)計(jì)必須從長(zhǎng)遠(yuǎn)出發(fā)，既要符合國(guó)家節(jié)能減排的要求，要與國(guó)家相應(yīng)的法律法規(guī)相適應(yīng)。對(duì)于規(guī)范中所要求的，在節(jié)能設(shè)計(jì)中都要進(jìn)行判斷和分析，充分了解這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以便電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)具備節(jié)能的功效，并且符合規(guī)范中的要求。

2.2先進(jìn)性

在科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展下，各種各樣的新設(shè)備和技術(shù)不斷涌現(xiàn)，節(jié)能的電氣自動(dòng)化工程和節(jié)能設(shè)計(jì)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，利用最前沿的設(shè)備與技術(shù)確保設(shè)計(jì)工作的先進(jìn)性，提升電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能成效。

2.3安全性

在電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)要重視其安全性，保證電氣相關(guān)設(shè)施設(shè)備可以順利運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)者要有長(zhǎng)遠(yuǎn)的目光，能夠運(yùn)用全面的觀點(diǎn)看問題，不僅要重視節(jié)約能源，還要重視電氣設(shè)備的安全性以及其運(yùn)行過程中的安穩(wěn)型，以確保電氣工程自動(dòng)化的運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行。

2.4環(huán)保的原則

進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是獲得更多的效益，減少能源的消耗。因此，在節(jié)能設(shè)計(jì)中，節(jié)能材料的選擇尤為重要，確保材料的安全、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、盡可能減少環(huán)境污染和破壞，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

3、電氣自動(dòng)化工程的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)分析

3.1減少能源消耗和損失

進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的最主要目的是減少能源的浪費(fèi)和消耗，最終減輕電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。電能傳輸過程中，由于電線電阻的存在，會(huì)出現(xiàn)一定的損耗，即通常所說的線損，對(duì)線損進(jìn)行控制，是實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在進(jìn)行電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)工作時(shí)，要盡量使用電導(dǎo)率小的導(dǎo)線材料，并選擇距離最短的供電線路，選擇橫截面積大的導(dǎo)線， 減少電阻的消耗，這樣才能有效地避免電能的損耗和浪費(fèi)。

3.2選用無功補(bǔ)償設(shè)備

所謂的無功補(bǔ)償設(shè)備就是可以無功率補(bǔ)償?shù)囊环N設(shè)備，這種設(shè)備在電力系統(tǒng)當(dāng)中起著十分重要的作用。想要實(shí)現(xiàn)無功功率平衡，就必須使用無功補(bǔ)償設(shè)備。在原有基礎(chǔ)上增加功率的因數(shù)，保證系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性。應(yīng)用無功補(bǔ)償設(shè)備后，電能質(zhì)量就恢復(fù)到初始水平，以節(jié)能減耗。在選用設(shè)備時(shí)主要遵循以下幾個(gè)方面：一是要根據(jù)參數(shù)來選擇。選用設(shè)備時(shí)要看好參數(shù)，例如容量或電壓的負(fù)荷等。利用公式進(jìn)行計(jì)算，并發(fā)現(xiàn)在無功補(bǔ)償中產(chǎn)生的諧波，以串聯(lián)一些電抗器，把產(chǎn)生的諧波濾除掉。第二是選擇時(shí)要結(jié)合電網(wǎng)的實(shí)際情況。除了注意參數(shù)，就要結(jié)合電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，所以要對(duì)補(bǔ)償線路以及負(fù)荷情況有充分的了解，大負(fù)荷要對(duì)應(yīng)選擇動(dòng)態(tài)補(bǔ)償線路，相應(yīng)的小負(fù)荷要選擇靜態(tài)補(bǔ)償線路，這樣一來可以起到很好的節(jié)能效果。第三是投切方式的選擇。在選擇設(shè)備時(shí)，一定要拋棄以往的滯后模式，要選擇準(zhǔn)確系數(shù)比較高的、適用相對(duì)廣泛的投切方式?，F(xiàn)在技術(shù)人員研制出了模糊投切方法，其跟蹤定位準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)后很平滑，有非常廣泛的應(yīng)用前景。最后要就地安裝設(shè)備。各個(gè)電氣設(shè)備都最好采取就地安裝方法，采取這種工作方式是為了促進(jìn)補(bǔ)償作用很好的發(fā)揮，避免產(chǎn)生電能的浪費(fèi)。

3.3合理選擇變壓器

變壓器是電氣自動(dòng)化中重要的部分，變壓器負(fù)責(zé)電功率、電流、電壓的轉(zhuǎn)換，所以變壓器需要很多的能源。即使變壓器空載運(yùn)行，也會(huì)損耗很多的能源，所以要做好變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)。變壓器的制作材料要進(jìn)行優(yōu)化，使用銅片、絕緣材料、硅鋼片等進(jìn)行組合，秉承節(jié)約理念，擇優(yōu)選擇最佳的材料。 科學(xué)地選擇功率損耗小、單相自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備、三相四線制的變壓器，以此實(shí)現(xiàn)電流負(fù)荷保持平衡的目的，這樣不僅可以減少變壓器的電能損耗，還可以起到一定的環(huán)保效果。如果必須采用兩臺(tái)或者更多的變壓器，應(yīng)該采取并聯(lián)措施，以提升變壓器的安全性和可靠性，增加電力系統(tǒng)的功率因數(shù)。

3.4有源濾波器的使用

電氣設(shè)備在運(yùn)行過程當(dāng)中，無法避免的會(huì)出現(xiàn)諧波，它會(huì)使電氣設(shè)備的質(zhì)量受損，而且如果諧波高頻作用在電網(wǎng)上，會(huì)使電壓不穩(wěn)定，影響正常供電和電氣設(shè)備的運(yùn)行。此外，諧波會(huì)削減電機(jī)的壽命。所以，可以使用有源濾波器，能夠從根源上消除濾波。應(yīng)用有源濾波器能夠有效避免諧波的產(chǎn)生，避免操作過程中的失誤，使供電的可靠性大大增強(qiáng)；不僅能夠保證各種電氣設(shè)備的正常工作，還可以很好地保護(hù)設(shè)備。

3.5采用變頻拖動(dòng)技術(shù)，降低電耗

變頻技術(shù)目前得到快速的發(fā)展，變頻器即為把電壓及頻率都為某一定值的交流電轉(zhuǎn)變成電壓及頻率會(huì)變的交流電的一項(xiàng)設(shè)備。變頻器有著調(diào)壓、調(diào)頻、穩(wěn)定壓力和速度的作用，變頻器在工作時(shí)會(huì)使輸出頻率及電壓都得到改變，進(jìn)而使電機(jī)的運(yùn)行曲線發(fā)生變化，使該平線整體下降。為提高生產(chǎn)的可靠性，每個(gè)變頻設(shè)備在安裝配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都需要留有富余量。它使用了現(xiàn)今的新型技術(shù)，雖然成本高，可是功能強(qiáng)大，操作起來也非常簡(jiǎn)便，因此它不僅在啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)中有應(yīng)用，在眾多領(lǐng)域都有著普遍的應(yīng)用。使用這種設(shè)備時(shí)要先將三相、單相交流電都變成直流電即DC，而后再將直流電變成原來的形式。

4、結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異， 電氣自動(dòng)化技術(shù)也在不斷的進(jìn)步和完善之中， 這其中的節(jié)能技術(shù)更是有待學(xué)者和從業(yè)人員的深入研究，切實(shí)從有關(guān)方面出發(fā)，做好相關(guān)的節(jié)能設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。

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