電氣工程自動化節(jié)能環(huán)保技術(shù)研究

沈森堯

摘 要：在工業(yè)化進(jìn)程不斷推進(jìn)的過程中，社會對電力的需求日漸上升，為電氣自動化工程帶來了極大的發(fā)展機(jī)遇。而節(jié)能環(huán)保技術(shù)在電氣自動化工程中的運(yùn)用，既可以滿足社會可持續(xù)發(fā)展的要求，也能夠使得企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益獲得更大的提高。本文主要闡述了電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展，并從降低電能消耗、選擇變壓器、合理選用無功補(bǔ)償設(shè)備、使用有源濾波器以及其他形式的節(jié)能等方面詳細(xì)分析了電氣體系的節(jié)能技術(shù)，最后探討了電氣系統(tǒng)自動化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工業(yè)化；電氣工程；自動化技術(shù)；節(jié)能環(huán)保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.144

0 引言

如今社會發(fā)展非?？焖?，能源消耗量不斷增加，甚至存在不合理的能源消耗現(xiàn)象，引起能源浪費(fèi)問題。如今全球能源危機(jī)越來越大，要促進(jìn)經(jīng)濟(jì)更好地發(fā)展，并保障能源的有效利用，就需要強(qiáng)化電氣工程自動化節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，在綠色減排的理念下實(shí)現(xiàn)電能的可持續(xù)利用與發(fā)展。

1 電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展

電氣工程屬于現(xiàn)代科學(xué)研究中的重要學(xué)科，其發(fā)達(dá)程度在一定意義上能夠體現(xiàn)國家的科學(xué)進(jìn)步水平。如今電氣工程得到了迅猛的發(fā)展，其體系比較完善，其自動化程度也日漸突顯其人性化，推動了工業(yè)化進(jìn)程的前進(jìn)，其節(jié)能設(shè)計(jì)也朝著安全性、先進(jìn)性、環(huán)保性以及可持續(xù)性等多個方向發(fā)展。第一，在安全性方面，既要注重節(jié)約能源，又要兼顧設(shè)備的安全運(yùn)行，即電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)建立在設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)之上。第二，在先進(jìn)性方面，如今各種新節(jié)能技術(shù)及其設(shè)備正在不斷涌現(xiàn)，電氣自動化節(jié)能技術(shù)始終走在行業(yè)前列，才可以獲得最佳的節(jié)能效果。第三，在環(huán)保性方面，是電氣自動化節(jié)能必然的發(fā)展趨勢，可提高能源利用率，在能源節(jié)約的基礎(chǔ)上，為企業(yè)創(chuàng)造理想的綜合效益。第四，在可持續(xù)性方面，這一發(fā)展方向是電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)對節(jié)能減排的體現(xiàn)，可站在長遠(yuǎn)發(fā)展的角度，做好相關(guān)戰(zhàn)略部署。

2 電氣體系的節(jié)能技術(shù)

基于節(jié)能技術(shù)的完善電氣體系，應(yīng)該包括以下幾個方面的內(nèi)容：

（1）能夠降低電能在傳輸中的消耗。電線電阻會使得電能傳輸過程中發(fā)生相關(guān)損耗，也被稱為線損。因此，在電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)中，線損控制占據(jù)著重要地位。主要有效措施可以包括四點(diǎn)：第一，基于性能方面合理地選擇電線，要求線纜具有較強(qiáng)的傳輸能力，從而降低電能傳輸損耗；第二，要合理選擇電力傳輸線路，應(yīng)該盡量以直線方式進(jìn)行排線，從而縮短電線長度；第三，要讓變壓器盡量與負(fù)荷集中區(qū)域相近，從而縮短供電路程；第四，適宜選用橫截面更大的電線，以減少電線電阻，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

（2）選擇變壓器。在變壓器選擇方面，為降低其有功功率損耗，需選擇節(jié)能型變壓器。而要讓三相電電流保持平衡性，則需要降低變壓器本體損耗，因此適宜選用單相自動補(bǔ)償設(shè)備，或者采用三相四線制供電方法，又或者在三相電源中均勻分接單相電氣設(shè)備，從而增強(qiáng)負(fù)荷平衡性。另外，在變壓器的合理選擇方面，變壓器材料也很重要。在節(jié)能理念下，供電企業(yè)可以選擇銅片、硅鋼片與絕緣材料的優(yōu)化組合來提高變壓器性能。尤其是銅在電氣系統(tǒng)變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)中可取代硅材料，減少變壓器空載運(yùn)行的能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

（3）合理選用無功補(bǔ)償設(shè)備。無功功率在供電設(shè)備中占據(jù)著很多容量，線路損耗會比較大，降低了電網(wǎng)電壓，這對電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成影響，也會降低電能質(zhì)量。站在用戶的角度，無功功率的功率因素比較低，若小于0.9，則用戶需繳納一定的罰款，使其用電成本上升，損害經(jīng)濟(jì)效益。因此必須合理選用無功補(bǔ)償設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)無功就地平衡的目的，進(jìn)而加大功率因數(shù)，最后可達(dá)到節(jié)能減耗、增強(qiáng)電能質(zhì)量及提高電壓穩(wěn)定性等效果。例如，基于受導(dǎo)電抗作用，電機(jī)輸出的交流電流及其電壓相位角不等于0，使其電能無法被電氣設(shè)備完全吸收，而沒被吸收的部分電能會在電氣設(shè)備和電機(jī)之間往返和發(fā)生變化，但是卻無法被釋放。在這樣的情況下，合理選用無功補(bǔ)償設(shè)備能夠解決這一問題，提高其電能使用質(zhì)量，保障其電壓穩(wěn)定性。

（4）使用有源濾波器。如今在電網(wǎng)領(lǐng)域，基于非線性電壓電流特性的電氣設(shè)備已經(jīng)日漸增多，諧波電流使用量也相應(yīng)地上升，使得電網(wǎng)阻抗方面的電壓和基波電壓發(fā)生重疊，從而導(dǎo)致電壓畸變現(xiàn)象，進(jìn)而引起電網(wǎng)聯(lián)結(jié)電氣設(shè)備的誤動作發(fā)生。這也就使得諧波消除措施具有重要的意義，因此可采用有源濾波器進(jìn)行處理。有源濾波器具有反應(yīng)快的特點(diǎn)，其動態(tài)性能良好，要過濾諧波，需在電氣設(shè)備誤操作前進(jìn)行，達(dá)到預(yù)防的效果，才可以促使電氣設(shè)備運(yùn)行更穩(wěn)定和高效率，并獲得節(jié)能的效果。如今電氣市場還出現(xiàn)了很多節(jié)能變壓器，供電企業(yè)可根據(jù)自身實(shí)際情況優(yōu)先選擇合格的節(jié)能變壓器，比如S10型號與S11型號的節(jié)能變壓器比一般的變壓器更具優(yōu)良的節(jié)能效果。但是需要注意的是，節(jié)能變壓器在實(shí)際運(yùn)用中，要保證采用合理的接線方式，才可以充分發(fā)揮其功能，并且盡量出現(xiàn)變壓器長期超載運(yùn)行情況，避免電耗過多或造成變壓器磨損問題。

（5）其他形式的節(jié)能。除了上述節(jié)能技術(shù)，供電企業(yè)還能夠通過其他形式達(dá)到節(jié)能效果。比如高效光源節(jié)能方法在當(dāng)前也有一定的運(yùn)用，主要用于照明方面，其在家庭用戶或工廠單位的整體用電中占據(jù)著較大的比例。高效光源節(jié)能可發(fā)揮其光色良好、發(fā)光率較高以及顯色性能較佳等多方面的優(yōu)勢，利于節(jié)約電氣能源。而在選擇高效光源時，需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定與家庭或單位的實(shí)際需要，選用具有良好照明性能和能耗比較低的電源，從而獲得一定的節(jié)能效果。對于家庭用戶而言，在廁所或者樓梯等空間，可選用吸頂燈，使其吸附于室內(nèi)的屋頂上，既滿足用戶日常需求，又能夠降低電能消耗。對于工廠而言，一方面，可選用金鹵燈來進(jìn)行照明，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，另一方面，在一種光源發(fā)揮的作用不明顯的情況下，則可以通過多種光源結(jié)合的形式提高照明強(qiáng)度，從而降低能源消耗。

3 電氣系統(tǒng)自動化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

（1）促進(jìn)配電設(shè)計(jì)的優(yōu)化。電氣系統(tǒng)主要是為其配備的工程設(shè)備提供電力，因此在電氣系統(tǒng)自動化節(jié)能設(shè)計(jì)中，需要考慮系統(tǒng)的適用性，確保其與配電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符合。在這個方面，要求電力系統(tǒng)要滿足用電設(shè)備的相關(guān)負(fù)荷容量，并滿足供電可靠性的要求，從而為電氣設(shè)備的使用質(zhì)量提供保障。在配電過程中，既要滿足用電設(shè)備的各項(xiàng)基本要求，同時也要保證電力系統(tǒng)的配電靈活性與可靠性，促使電力系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的運(yùn)行。另外，在電氣系統(tǒng)自動化節(jié)能設(shè)計(jì)中，還需要注重安全性這一原則，因此要選用具有良好絕緣性能的導(dǎo)線，同時在布線環(huán)節(jié)中，要確保導(dǎo)線間的絕緣距離比較合理。

（2）促進(jìn)電氣系統(tǒng)運(yùn)行高效。在電氣系統(tǒng)自動化節(jié)能設(shè)計(jì)中，要合理選擇節(jié)能設(shè)備，為電氣系統(tǒng)自動化節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用提供條件。要保障系統(tǒng)運(yùn)行中的節(jié)能環(huán)保效果，可使用無功補(bǔ)償設(shè)備，減少電氣系統(tǒng)的電路損耗，并實(shí)現(xiàn)其負(fù)荷均衡。因此，在電氣系統(tǒng)自動化節(jié)能配電設(shè)計(jì)中，可選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù)，滿足合理的負(fù)荷要求，并提高電氣系統(tǒng)的功率因數(shù)。尤其是功率因數(shù)作為電氣設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，其關(guān)系著電能轉(zhuǎn)化效率的提高與電能有效利用率的提升。因此，可以提高用戶荷載率，選用極數(shù)較少的電動機(jī)來輸出更大電流，在最短的時間內(nèi)正常運(yùn)行，可減少能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

4 結(jié)語

綜上所述，電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)的運(yùn)用能夠適應(yīng)當(dāng)前供電企業(yè)配電的發(fā)展要求，因此，供電企業(yè)要注重構(gòu)建完善的電氣自動化節(jié)能體系，根據(jù)各項(xiàng)規(guī)定與要求，推進(jìn)電氣系統(tǒng)自動化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用，在促進(jìn)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的同時，也使得電氣系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定高效，實(shí)現(xiàn)供電企業(yè)配電的運(yùn)行可靠性與安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉龍，王思齊.關(guān)于電氣自動化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的探討[J].建筑·建材·裝飾，2015（07）：95.