芻議電氣自動(dòng)化中的節(jié)能設(shè)計(jì)

王然

摘 要：電氣自動(dòng)化是一個(gè)非常重要也非常先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)極為重要的標(biāo)志，并隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展不斷的走上新的高峰。在我們國(guó)家，電氣自動(dòng)化對(duì)于整個(gè)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展都有著不可取代的作用，但我們?cè)谶@一良好的應(yīng)用過(guò)程中除了高度關(guān)注安全性能以外，還需要對(duì)其能量的損耗進(jìn)行掌握和控制，以適應(yīng)現(xiàn)代的節(jié)能社會(huì)的號(hào)召和要求，節(jié)能自身也是工業(yè)生產(chǎn)中不變的追求和目標(biāo)。本文正是在這樣一種大的背景和前提下，簡(jiǎn)要的介紹了電氣自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)中的原則，并在此基礎(chǔ)上著重的闡述了電氣自動(dòng)化中的節(jié)能設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電氣工程設(shè)計(jì)；安全供電；節(jié)能降耗

1 引言

隨著世界能源的大規(guī)模使用及其不合理的浪費(fèi)，能源的短缺越來(lái)越引起發(fā)達(dá)和發(fā)展中國(guó)家的普遍關(guān)注。其中，電力能源的耗費(fèi)和電力設(shè)計(jì)也引起了人們的高度重視。人們?cè)谧非笾悄軜怯?、博物館建筑、住宅樓和校園建筑的舒適、安逸、安全和人性化的同時(shí)，也開(kāi)始注重電氣自動(dòng)化工程的節(jié)能設(shè)計(jì)，既要做到合理、達(dá)到用戶使用需求，又要兼顧到節(jié)能設(shè)計(jì)。

2 電氣工程設(shè)計(jì)原則

2.1 優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)。促進(jìn)電能合理利用

在做電氣工程設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮的是適用性，就是要能為電氣設(shè)備的運(yùn)行提供必要的動(dòng)力：為在建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好的人工環(huán)境提供必要的能源；應(yīng)該滿足用電設(shè)備對(duì)于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性的要求；應(yīng)能保證電氣設(shè)備對(duì)于控制方式的要求，從而使電氣設(shè)備的使用功能得到充分的發(fā)揮。做到供電系統(tǒng)高效、靈活、穩(wěn)定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性，電氣線路應(yīng)有足夠的絕緣距離、絕緣強(qiáng)度、負(fù)荷能力、熱穩(wěn)定與動(dòng)穩(wěn)定的裕度；確保供電、配電與用電設(shè)各的安全運(yùn)行：有可靠的防雷裝置：防雷擊技術(shù)措施；在特殊功能的場(chǎng)合下還應(yīng)有防靜電、防浪涌的技術(shù)措施；按建筑物的重要性與火災(zāi)潛在危險(xiǎn)程度設(shè)置相應(yīng)必要的技術(shù)措施。在滿足電氣工程的實(shí)用性和安全性的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的技術(shù)，優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)。促進(jìn)電能合理利用。

2.2 提高設(shè)備運(yùn)行效率。減少電能的直接或間接損耗

在滿足建筑物對(duì)使用功能的要求和確保安全的前提下，盡可能減少建設(shè)投資，最大限度的減少電能與各種資源的消耗。選用節(jié)能設(shè)備、均衡負(fù)荷、補(bǔ)償無(wú)功、減少線路損耗、降低運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，提高電源的綜合利用率，提高設(shè)備運(yùn)行效率、減少電能的間接或直接損耗。

2.3 合理調(diào)整負(fù)荷

選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù)，提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率在滿足建筑物對(duì)使用功能的要求和確保安全的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能提高電能質(zhì)量、合理調(diào)整負(fù)荷、選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù)、在特殊用電的情況下選擇合理的節(jié)能措施，提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率節(jié)約電能。

3 電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)

在進(jìn)行電氣自動(dòng)化的技能設(shè)計(jì)時(shí)，主要就是希望能夠通過(guò)一些可靠的新技術(shù)和新思路來(lái)保證設(shè)備的安全運(yùn)行和成本的有效控制。在實(shí)際的設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中，可以從多個(gè)角度多個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)，下文中分類簡(jiǎn)述之。

3.1 減少電能傳輸?shù)膿p耗

電路線路上必然會(huì)存在電阻，因此只要有電流通過(guò)線路就會(huì)產(chǎn)生有功功率能耗，對(duì)于這樣一種形式的能量損失，我們就需要根據(jù)其能耗的機(jī)理來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)處理，考慮到線路上的電流是不允許改變的，因此就只能夠在線路的電阻上做文章，也就是說(shuō)，只要能夠在不影響線路正常運(yùn)行的狀況下減小線路上的電阻，就能夠有效的起到節(jié)能的作用。我們更進(jìn)一步的來(lái)探討，與線路電阻有關(guān)的是線路自身的電導(dǎo)、線路截面和線路的長(zhǎng)度，相應(yīng)的節(jié)能方式也就可以分為三個(gè)大類：一是選用電導(dǎo)率比較小的金屬材質(zhì)來(lái)作為線路的輸電導(dǎo)線；二是盡可能的減少線路的長(zhǎng)度，這一點(diǎn)可以通過(guò)線路少走彎路、不走回頭路來(lái)實(shí)現(xiàn)；三是適當(dāng)?shù)脑龃髮?dǎo)線截面的面積。

3.2 無(wú)功補(bǔ)償

在電氣自動(dòng)化系統(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，從而大幅度影響到電能質(zhì)量和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，為了實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地平衡，減少損耗，可以選用恰當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，這樣也能夠有效提高社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的雙重效益。具體而言，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備有以下幾點(diǎn)要求：一是在使用電容器補(bǔ)償時(shí)，電容器容量的確定應(yīng)該根據(jù)具體參數(shù)，如目標(biāo)功率因數(shù)、配電電壓的容量、負(fù)荷等等，通過(guò)對(duì)這些參數(shù)的計(jì)算來(lái)確定；二是為了達(dá)到良好的補(bǔ)償效果，應(yīng)該采用集調(diào)節(jié)平滑、跟蹤準(zhǔn)確、適應(yīng)面廣等優(yōu)點(diǎn)為一體的模糊投切方式，因?yàn)橐郧暗难a(bǔ)償電容組中電容器的分擔(dān)方式、投切開(kāi)關(guān)的方式、按編碼配置的方式、按比例分配的方式等，都不能達(dá)到現(xiàn)在我們想要的補(bǔ)償效果；三是最好選擇無(wú)功功率作為投切參數(shù)物理量，以有效防止投切振蕩、無(wú)功倒送等情況的發(fā)生。此外，無(wú)功補(bǔ)償裝置最好就地安裝，實(shí)行就地補(bǔ)償，這樣才能使線路上的無(wú)功傳輸減少，達(dá)到節(jié)能的目的。

3.3 使用有源濾波器

為了有效避免與電網(wǎng)聯(lián)結(jié)電氣設(shè)備的誤動(dòng)作，就必須消除諧波，而消除諧波最有效的方法就是使用有源濾波器。誤動(dòng)作主要是由于電氣設(shè)備數(shù)量的增加，產(chǎn)生的諧波越來(lái)越多，又由于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，從而造成電氣設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作。概括起來(lái)，有源濾波器主要以下特性：具有優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能；反應(yīng)快；能使功率范圍更寬大等，能使無(wú)功補(bǔ)償達(dá)到更好的效果。一般情況下，采用有源濾波器對(duì)產(chǎn)生的諧波進(jìn)行過(guò)濾，在電氣設(shè)備誤操作之前就能夠?qū)⑵渥柚?，使電氣設(shè)備的運(yùn)行更加有效率，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

3.4 選擇電壓等級(jí)

電壓等級(jí)的合理配置同樣能夠起到較好的節(jié)能效果，一方面是處理好高壓和低壓配電的電壓等級(jí)選擇，另一方面就是在進(jìn)行供電電壓的確定時(shí)，需要綜合性的考慮多方面的影響因素來(lái)進(jìn)行，包括用電設(shè)備的性質(zhì)、設(shè)計(jì)的前景規(guī)劃、電網(wǎng)的發(fā)展計(jì)劃以及供電回路的數(shù)量等。

3.5 供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

通過(guò)供配電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能無(wú)疑是最為直接也最為有效的方式之一，具體來(lái)說(shuō)可以從以下三個(gè)方面來(lái)著手進(jìn)行：一是盡可能的減少配電的級(jí)別，這樣能夠有效的提高供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；二是要要結(jié)合實(shí)際的用電狀況來(lái)對(duì)供配電的狀況進(jìn)行確定，盡可能的保證變壓器處于負(fù)荷的中心位置，這樣就能夠最大程度的降低供電半徑，從而實(shí)現(xiàn)電力節(jié)能，并且，這樣一種節(jié)能方式還能夠一定程度上提高供電的質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)還在不斷的發(fā)展，電氣系統(tǒng)也隨著社會(huì)的發(fā)展在不斷的進(jìn)步，而對(duì)于電氣自動(dòng)化中的節(jié)能技術(shù)而占也正處于發(fā)展階段。現(xiàn)在的節(jié)能技術(shù)能夠達(dá)到節(jié)能的效果，而今后研究的節(jié)能技術(shù)將會(huì)朝著更好的方向發(fā)展。而現(xiàn)在要做好電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)則應(yīng)該從導(dǎo)線的選擇到最后安裝的完成都應(yīng)該做到最好，并且還要讓節(jié)能技術(shù)在電氣系統(tǒng)中發(fā)揮到最好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉江，淺析220 kV變電電氣自動(dòng)化[J].中國(guó)科技博覽，2010（26）.

[2] 劉沫然.發(fā)電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)分析[J].科學(xué)時(shí)代，2010（4）.