電氣自動化的節(jié)能技術探討

叢曙建

能源是國家經(jīng)濟發(fā)展的命脈，是改善和提高人民生活質(zhì)量的重要基礎。隨著社會進步與經(jīng)濟的發(fā)展，能源的消耗也急劇增加。在眾多能源中，電氣工程及其自動化作為電氣領域的一門重要學科，在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中發(fā)揮越來越重要的作用。在工業(yè)生產(chǎn)方面，工人利用自動化縮短運作時間，提高工作效率。在日常生活中，電器種類的不斷增多，一些問題也逐漸涌現(xiàn)，其中電能供應不足是一個非常嚴重的問題。尤其在我國這樣一個資源短缺的國家，城市電網(wǎng)的不斷擴大，電力系統(tǒng)不斷增容，但電能的供給嚴重不足，再加上較邊遠的山區(qū)電氣設備不及時更新，斷電的現(xiàn)象仍有發(fā)生。近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展的進一步推進，節(jié)能已經(jīng)成為當前社會經(jīng)濟建設的關注對象和重要目標。在一定程度上，節(jié)約能源可以看做是可以實現(xiàn)我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展最直接、最合理、最廉價的方式。本文分析電氣自動化的節(jié)能技術。

1.電氣自動化節(jié)能技術的重要性

1.1環(huán)境保護需要節(jié)能

電已經(jīng)成為人們生活不可或缺的一部分，我國的電能現(xiàn)在主要還是依靠火力發(fā)電，在火力發(fā)電的過程中，消耗大量的不可再生資源，在產(chǎn)生電能同時也還會排放很多污染氣體，對人們的日常生活也是產(chǎn)生很大的影響，僅從環(huán)境保護的角度來看，有必要對電氣自動化技術進行一定的節(jié)能設計。

1.2社會進步需要節(jié)能

電氣工程及其自動化耗能大，自動化信息建設的落后，人們對于新能源的需求不斷增大，導致生活能源相對短缺，這就要求對電氣工程方面進行一定的節(jié)能措施，對節(jié)能措施進行合理設計，不僅可以增加電氣設備對電能的利用率，還能滿足人們生活的需求，從而達到節(jié)約社會資源、減少能源過度消耗的目的。

1.3創(chuàng)新科技需要節(jié)能

對于電氣工程及其自動化來說，它在朝著更加智能和系統(tǒng)的方向發(fā)展，在日常生活中，電器的使用需要能源，新能源的利用使新型設備不斷出現(xiàn)，這就要求對新能源的需求不斷擴大，致使資源短缺成為全世界共同面對的問題，因此，科技創(chuàng)新需要采用相應的節(jié)能設計。

2.節(jié)能措施

對于電氣工程及其自動化系統(tǒng)而言，運行的過程中產(chǎn)生的諧波會對電網(wǎng)的覆蓋面造成損害，為了減少這種損害，必須消除諧波。從節(jié)能的目標出發(fā)，自動化就要從濾波，功率，損耗等技術上進行改良，通過減少傳輸損耗、濾波器、配置變壓器、補償無功功率以及合理優(yōu)化線路來達到節(jié)能的效果，本文將進行如下闡述：

2.1.減少傳輸損耗

在電氣自動化運行過程中，能源損耗最大的是輸送電過程。由于電線本身存在電阻，線路上的電流須通過導線傳輸，因此如果減少電能的損耗，對電阻的要求更加嚴格。由電阻決定式可知，電阻與長度成正比，與橫截面積成反比，也與電阻的材質(zhì)有關。所以，減少電能的消耗可以從以下方面考慮：一是選擇導電性好的材料制作導線，在一定程度上降低傳送過程中的電能消耗;二是減小導線的長度，通過布置電路，盡量讓導線盡可能順直，避免彎曲過多;第三，適當增加導線的橫截面;第四，變壓器的布置應可能靠近負荷中心，以減小供電系統(tǒng)之間的距離，從而減少傳輸損耗。實際情況取決于電路本身。

2.2.濾波器

濾波器的主要功能是消除諧波對運行電路的影響，因為設備產(chǎn)生的諧波會影響電壓的穩(wěn)定性，運用合理的濾波器可以穩(wěn)定電壓，阻止設備在正常運行中發(fā)出的有誤指令，降低事故發(fā)生的頻率，減少能量的損耗，以達到節(jié)能的目的。

2.3.合理配置變壓器

變壓器是電力傳輸過程的重要組成部分，也是電能消耗的主要來源。其組成包括硅鋼片、銅片、絕緣材料等。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，每年我國電網(wǎng)中變壓器產(chǎn)生的電能消耗量接近3%。因此，站在節(jié)能方面來說變壓器的合理配置就顯得格外重要。變壓器的組成選材分為以下幾個方面：考慮材料時，一般把銅作為首選;選擇硅鋼片時，選擇厚薄度合適恰好能滿足設備運行;要想使變壓器的容量及數(shù)量達到節(jié)能的標準，一般來說，負荷量控制在60%至90%之間，若兩臺或以上，可以考慮采用并聯(lián)，對安全有保障還有利于提高運行效率。因此，在選擇變壓器時，應注意電流平衡，確保變壓器功耗低于最低標準，確保合理正確的接線方式，避免變壓器過載運行。

2.4.補償無功功率

在電路傳輸?shù)倪^程中，由于線路損耗的影響，設備本身壽命也會縮短。設備中的損耗會導致電壓不穩(wěn)，影響正常供電，從而降低整個傳送系統(tǒng)的效率。對企業(yè)來說，功率的降低對應的是經(jīng)濟受益的降低。在用電的過程產(chǎn)生的能量耗費中，其無功功率占據(jù)的比例相當大，針對這一問題，通過科學、規(guī)范的補償設備，可以補償無功功率，提供穩(wěn)定的電壓，保證供電質(zhì)量，對企業(yè)來說，既提高經(jīng)濟效益又節(jié)約電能。為了保證后續(xù)投切開關和傳統(tǒng)補償電容內(nèi)部循環(huán)的投切比合理，故提出以下三點要求：①選擇無功功率作為計算和確認投切開關參數(shù)的標準以遏制補償過度、無功倒退和投切震蕩等問題。②通過按照一定的比例分配舊的補償電容，可以得到合理的結(jié)果。③通過計算電容量和自然功率來確定固定電容，同時，將諧波電抗器連接起來，消除無功補償中產(chǎn)生的諧波。

2.5.保障線路質(zhì)量

保證運行電壓的合理性，電網(wǎng)的實際運行電壓將會影響設備的使用情況，如果高于設備規(guī)定的工作電壓標準，就會對設備造成損害，造成不必要的能源損失。定期檢查運行線路故障，其中及時發(fā)現(xiàn)和處理接頭過熱是解決故障的有效途徑。通過檢查由于接頭電阻過大而引起的電路故障，可以及時更換損壞的絕緣子，定期維護變壓器、斷路器以及絕緣器件。加強對送電線路的維護，提高檢修效率，發(fā)生系統(tǒng)故障的瞬間會消耗極大的電能，因而，當線路的某個地方發(fā)生故障時，系統(tǒng)會及時發(fā)出警示，并通知工作人員故障發(fā)生的范圍，以便及時處理故障。這樣既保障了系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率也達到節(jié)能的效果。

3.結(jié)束語

簡單的說，如果自動化技術是推動社會發(fā)展的充分條件，那么節(jié)能則是使之長久發(fā)展的必要條件。當今的社會是技術指導生產(chǎn)，技能發(fā)展將會是全球經(jīng)濟的主導。就當前的社會發(fā)展現(xiàn)狀來看，電氣發(fā)展是趨勢，節(jié)能系統(tǒng)的設計更是電力能源發(fā)展的必然要求。促進節(jié)能技術設計的合理運行，完善供電系統(tǒng)的節(jié)能化體系，使電氣系統(tǒng)運行更高效，實現(xiàn)用電可靠與安全。

參考文獻

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[2]《電氣工程及其自動化存在的問題及解決措施》來自《城市建設理論研究（電子版）》2016年11期

[3]《論如何提高電氣工程及其自動化》來自《城市建設理論研究（電子版）》2015年22期

[4]《淺析電氣工程及其自動化中存在的問題及解決措施》 來自《建筑工程技術與設計》2017年5期

（作者單位：長春工業(yè)大學）