電氣工程自動化節(jié)能設計探索

摘 要：隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，人類消耗的能源越來越多，在利用能源的過程中也產(chǎn)生了巨大的資源浪費問題，加強對節(jié)能降耗技術的研究與應用，成為各行各業(yè)普遍面臨的問題?；诖?，本文以電氣工程自動化為例，闡述了電氣工程自動化節(jié)能設計的原則，并從變壓器設計、供電線路選擇等方面提出幾點電氣工程自動化節(jié)能設計的措施，希望能為節(jié)能降耗提供參考。

關鍵詞：電氣工程；自動化；節(jié)能降耗；設計策略

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0300-01

近年來，我國的經(jīng)濟發(fā)展進入轉型期，保護環(huán)境、節(jié)能降耗、推動可持續(xù)發(fā)展成為國家的重要政策，也受到了全社會的普遍關注。電子工程自動化系統(tǒng)的運行會消耗大量能源，為響應國家節(jié)能減排的政策，就必須在電氣自動化工程中應用節(jié)能技術，降低能耗，實現(xiàn)電氣系統(tǒng)運行質量與效益的提升。

1 電氣工程自動化節(jié)能設計

電氣自動化是電氣信息領域的一門學科，其與人們的日常生活、各行業(yè)的生產(chǎn)都有著密切聯(lián)系，其在降低運行成本、提升勞動生產(chǎn)率、改善勞動條件等方面發(fā)揮著重要作用?？梢哉f，先進的電氣自動化技術是推動各行業(yè)進步的有力武器。近年來，綠色工業(yè)革命逐步興起，隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)的不斷擴大，電力系統(tǒng)不斷增容，各種電氣設備越來越多，從節(jié)能角度考慮，在變壓器、傳輸線路、無功補償、有源濾波器等方面下功夫，降低電氣系統(tǒng)損耗，能有效節(jié)約電力能源，緩解供電緊張的局面。

2 電氣工程自動化節(jié)能設計的原則

2.1 先進性

近年來，我國各項技術均取得了突飛猛進的發(fā)展，各種新型設備和材料被應用到各個行業(yè)，這也給電氣工程的自動化及節(jié)能設計提供了更多的選擇。電氣工程自動化及節(jié)能設計應參照電力系統(tǒng)的運行實際情況選擇最佳設計方案，實現(xiàn)最佳的控制效果與節(jié)能效果。同時，還要全面總結對能源消耗、污染排放的應對辦法，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 安全性

電氣工程自動化節(jié)能設計的安全性是一個重要問題，設計人員在設計時除了要關注節(jié)約能源、提升運行效率外，還要時時關注電氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)，最大化地提升設備的可靠性和安全性，確保系統(tǒng)在穩(wěn)定、可靠的環(huán)境中運行。

2.3 環(huán)保性

即電氣工程自動化節(jié)能設計要加大對電力資源的應用，讓資源得到充分地利用，通過提升技術水平增加行業(yè)利潤與社會效益。設計人員要選擇合適的電器材料、設計方法，使其具有經(jīng)濟、安全與先進的特點，減少電器材料對環(huán)境的污染和破壞，實現(xiàn)我國電力行業(yè)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益的和諧和統(tǒng)一。

3 電氣工程自動化節(jié)能設計措施探索

3.1 變壓器設計

變壓器比較重要的組成器件包括硅鋼片、轉子、鋼材等，這幾個部件無論哪個出現(xiàn)問題都會直接影響變壓器的直接運轉，導致能耗提升和供電不穩(wěn)定。在實際設計中，對變壓器的選擇是非常重要的，尤其應注意以下幾點：①應選擇銅質的線路和機柜；②應在滿足設備正常運行的前提下盡量選薄的硅鋼片；③變壓器的負載應控制在40～60%。

3.2 自然功率因數(shù)控制

自然功率因數(shù)是沒有配備無功補償裝置的供電系統(tǒng)中有功功率和視在功率的比值。一般來說，用電設備包括電容、直流和電感三類，在一個正常的供電系統(tǒng)中這三類設備是同時存在的，這就會因為感性與容性電器而產(chǎn)生無功功率，節(jié)能設計的思路就是利用系統(tǒng)自身超前的無功引入將之抵消掉。提升功率因數(shù)，就可以降低無功功率，提高系統(tǒng)能量轉換效率。一般來說，提升功率因素的措施有以下幾種：①使用功率因數(shù)比較大的同步電動機，增大電流量，就可以用更短的時間實現(xiàn)正常運行，降低能耗，提升效率；②使用電容器補償無功電容，不但能保持穩(wěn)定，還能節(jié)省能源。

3.3 供電線路選擇

受電線電阻的影響，電能在輸送過程中會出現(xiàn)一些損耗，即常說的線損，對線損進行控制也是實現(xiàn)電氣節(jié)能的重要措施，可從以下幾個方面采取措施：①選擇電線時從性能出發(fā)，選擇傳輸能力強的電纜，目前比較常見的電纜有銅制的和鋁制的，鋁制的電纜比較便宜但節(jié)能效果差，銅制的節(jié)能效果較好但價格比較貴，設計人員應根據(jù)系統(tǒng)實際進行合理選擇；②合理設計電力傳輸線路，盡量保持直線，縮短供電距離；③盡可能地把變壓器靠近負荷集中區(qū)，縮短供電距離；④使用橫截面較大的電線，降低線路電阻，從而實現(xiàn)節(jié)能。

3.4 使用無功補償設備

無功補償是無功功率的簡稱，其目的在于降低變壓器的輸電消耗，進而提升功率。無功補償對于提升供電質量與實現(xiàn)電氣節(jié)能都具有很突出的作用，相關人員在選擇無功補償設備時，應注意以下幾點：①根據(jù)電網(wǎng)運行情況進行綜合考慮，根據(jù)線路負荷情況選擇無功補償設備，例如負荷較大的可以使用動態(tài)補償裝置，負荷較小的可以使用靜態(tài)補償裝置；②根據(jù)電壓容量、負荷等具體參數(shù)進行選擇；③采用調節(jié)平滑、跟蹤定位準確、適應面廣的模糊投切開關方式，取代傳統(tǒng)的比例分配等方式，并且投切參數(shù)的物理量也要盡量采用無功功率，避免無功倒送、投切震蕩等問題。一般來說，可在低壓的時候選擇投切復合開關，高壓補償柜中則使用真空接觸器。

3.5 使用低能耗光源

選擇光源時，應按照相關規(guī)定并結合實際情況選擇能耗低、照明效果好的光源。例如在樓梯間和廁所中可以使用吸頂燈，既能滿足需求又可以減少電能消耗。在工廠中可以使用金鹵燈。如果一種光源不能滿足光照需求，就可以將多種光源互相結合，在改善照明效果的同時減少能耗。

4 結 語

總而言之，在我國經(jīng)濟社會飛速發(fā)展的背景下，供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是各行業(yè)發(fā)展的有力保障，電氣系統(tǒng)的自動化及節(jié)能設計已經(jīng)成為電力行業(yè)面臨的重要問題，電力部門應給予高度重視，從電氣系統(tǒng)運行的實際情況出發(fā)，合理設計變壓器、電纜等，控制好電能的損耗，降低對電力資源的消耗，提高資源利用效率。

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收稿日期：2018-9-14