關(guān)于電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)與節(jié)能分析

楊武勝

摘 要：我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是非?？斓?，能源是不斷消耗的，有很多的不可再生資源在不斷的減少，節(jié)能減排是非常重要的，所以現(xiàn)在的機(jī)械制造以及自動(dòng)化的過(guò)程必須跟節(jié)能減排設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)起來(lái)。夠改變現(xiàn)在的能源狀況。在進(jìn)行機(jī)械制造和其自動(dòng)化的相關(guān)環(huán)節(jié)中加入節(jié)能概念，主要的入手方面是以下的三個(gè)，用經(jīng)濟(jì)的合適的材料，對(duì)設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)工藝做合理的改進(jìn)，真正做到這三方面才能實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源減少排放。

電氣自動(dòng)化中節(jié)能設(shè)計(jì)理念可以將機(jī)械制造的資源消耗進(jìn)一步降低。由于機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)理念的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行環(huán)保材料的全面應(yīng)用，因此這意味著設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇能夠再生、能夠進(jìn)行回收并且分解簡(jiǎn)易的材料。其次，設(shè)計(jì)人員為了能夠減少資源的消耗則需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡可能的不采用或少采用貴金屬、稀有金屬等材料，并且可采用環(huán)保型工程塑料或其他非金屬材料來(lái)做到零部件的回收再利用，更加充分的體現(xiàn)出“資源可持續(xù)化”的理念特點(diǎn)，機(jī)械制造與自動(dòng)化中節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用可以有效的延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命。設(shè)計(jì)人員在機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)著眼于體現(xiàn)出使用壽命長(zhǎng)、通用性良好的優(yōu)越性。這主要是因?yàn)檠娱L(zhǎng)機(jī)械產(chǎn)品可以在很大程度上減少機(jī)械生產(chǎn)的必要產(chǎn)量和機(jī)械報(bào)廢數(shù)量，因此在實(shí)際上也就降低了生產(chǎn)的原材料、能源的消耗數(shù)量，最終有利于產(chǎn)品的節(jié)能化發(fā)展。其次，設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)符合現(xiàn)行的通用標(biāo)準(zhǔn)就能夠更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)械的模塊化設(shè)計(jì)，從而能夠以組裝模塊的方式來(lái)更好地提高設(shè)計(jì)工作效率并且實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的節(jié)能目標(biāo)。

以實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益為電氣節(jié)能效益的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，不盲目的增加相關(guān)投資金額，對(duì)節(jié)能設(shè)備和材料進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)該遵循科學(xué)合理的經(jīng)濟(jì)原則，從而使得節(jié)能增加的投資數(shù)目能夠在較短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)節(jié)能運(yùn)行而使得經(jīng)濟(jì)效益有所保障。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(dòng)力的提供以及符合用電設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量、負(fù)荷容量的要求的優(yōu)化用電設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)其電能的合理利用。節(jié)能重點(diǎn)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(duì)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(wú)關(guān)的電能損耗。

一、配電節(jié)能設(shè)計(jì)

電氣自動(dòng)化工程的一大關(guān)鍵工作職能就在于：面向電力自動(dòng)化工程設(shè)備提供必要的動(dòng)力支持。因此，需要設(shè)計(jì)人員充分考慮到電力工程的實(shí)用性，以及電力工程與用電器械設(shè)備可靠性水平、負(fù)荷容量需求之間的充分契合。在配電作業(yè)的實(shí)施過(guò)程當(dāng)中，不但需要確保用電設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)型，同時(shí)還需要在可靠性、靈活性、可操作性、以及安全性方面做出相應(yīng)的優(yōu)化。從這一角度上來(lái)說(shuō)，需要確保配電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)導(dǎo)線線路絕緣水平的良好與可靠。在進(jìn)行布線的過(guò)程當(dāng)中，需要選擇合理的導(dǎo)線絕緣距離，確保導(dǎo)線動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，以及防雷接地的安全性。

二、無(wú)功補(bǔ)償

在電力系統(tǒng)中，無(wú)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(hù)而言，無(wú)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(hù)就會(huì)向供電部門(mén)繳納一定比率的罰款，因此用戶(hù)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(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的話(huà)就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地平衡，提高功率因數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)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(lái)。又因?yàn)殡娙萜鳟a(chǎn)生的是超前的無(wú)功，因此采用電容器補(bǔ)償可以與無(wú)功率的電能進(jìn)行抵消，即Q=QL-QC。

在采用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的要求有以下幾點(diǎn)：

（1）在使用電容器補(bǔ)償時(shí)，電容器容量的確定應(yīng)該根據(jù)配電電壓的容量、負(fù)荷、三相電壓的平衡度、自然功率因素、目標(biāo)功率因數(shù)等參數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算來(lái)確定。而若是在補(bǔ)償處產(chǎn)生了諧波的話(huà)就要串聯(lián)一定量的電抗器，濾除線路上的諧波。

（2）為了有效的防止投切振蕩、過(guò)補(bǔ)償和無(wú)功倒送，在電容器的功率參數(shù)、無(wú)功電流、無(wú)功功率這些投切物理量中最好選擇無(wú)功功率作為投切參數(shù)物理量。

（3）在很早以前的補(bǔ)償電容組中電容器的分擔(dān)方式和投切開(kāi)關(guān)的方式普遍采用等容量分組和循環(huán)投切；后來(lái)又采用了按比例分配、按編碼配置、投切開(kāi)關(guān)按級(jí)投切。但是這些方式都不能達(dá)到我們想要的補(bǔ)償效果。因此，現(xiàn)在所采用的是模糊投切，其適應(yīng)面廣、調(diào)節(jié)平滑、跟蹤準(zhǔn)確而且效果很好。在使用過(guò)程中，低壓的時(shí)候投切開(kāi)關(guān)則選擇投切復(fù)合開(kāi)關(guān)，而高壓補(bǔ)償柜中選真空接觸器作為投切開(kāi)關(guān)

隨著社會(huì)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化以及自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用到各行各業(yè)當(dāng)中，電氣自動(dòng)化及其設(shè)備發(fā)揮非常重要的作用，我國(guó)的資源還是比較緊缺的，資源不斷的消耗越來(lái)越收到關(guān)注，然后更好的進(jìn)行能源的節(jié)約是整個(gè)社會(huì)的所要面臨的問(wèn)題。