電力自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)探討

黃麟

摘? 要：節(jié)能減排政策的實(shí)施給建筑能耗指標(biāo)制定了更高的要求與嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，也讓電力自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)得到了創(chuàng)新與發(fā)展。尤其是現(xiàn)代建筑當(dāng)中，電氣化程度的不斷提升，也讓電能消耗量顯著提高。由此看出，電力自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的研究工作需要得到進(jìn)一步深化，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)不斷努力。

關(guān)鍵詞：電力自動(dòng)化;節(jié)能設(shè)計(jì);技術(shù)探討

中圖分類號(hào)：TM76? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）11-0080-02

Abstract： The implementation of energy saving and emission reduction policy has set higher requirements and strict standards for building energy consumption indicators， but also let power automation energy saving technology have been innovated and developed. Especially in modern buildings， the continuous improvement of the degree of electrification， but also make the consumption of electric energy significantly increased. It can be seen that the research work of power automation energy-saving technology needs to be further deepened， in order to achieve the strategic goal of sustainable development.

Keywords： power automation; energy-saving design; technical discussion

引言

我國(guó)的城鎮(zhèn)化速度發(fā)展較快，且在短時(shí)間內(nèi)并不會(huì)放緩，也給社會(huì)發(fā)展帶來(lái)強(qiáng)大的推動(dòng)力。但我們需要意識(shí)到的問(wèn)題在于能源消耗量同樣驚人。在《國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020）》中也明確提到電氣設(shè)備的合理運(yùn)行方式，也說(shuō)明電力自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的效果直接影響到技術(shù)周期。

1 電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的原則與方向

在社會(huì)電力工業(yè)發(fā)展的背景之下，電力自動(dòng)化的重要性更加顯著。傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)間的障礙也在逐漸消失。大規(guī)模的電網(wǎng)要求下也會(huì)出現(xiàn)更多不可預(yù)測(cè)的發(fā)展情況，且城市規(guī)劃也必然需要考慮到負(fù)荷問(wèn)題。

1.1 控制電能的損耗損失

對(duì)電能消耗與損失的控制是節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性內(nèi)容，也能實(shí)現(xiàn)真正意義上的“電網(wǎng)減負(fù)”工作。在實(shí)際的電能傳輸環(huán)節(jié)，通過(guò)減小電阻的方式能實(shí)現(xiàn)功率損耗降低的目的。在常規(guī)的物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，導(dǎo)線材料、導(dǎo)線長(zhǎng)度、截面積等都會(huì)對(duì)電阻值產(chǎn)生不同程度的影響，電導(dǎo)率越小的導(dǎo)線材料產(chǎn)生的電能損耗也越低。由于電流的固定性，我們?cè)趯?dǎo)線材料、導(dǎo)線長(zhǎng)度等參數(shù)方面需要進(jìn)行合理設(shè)置，明確節(jié)能技術(shù)的原則與方向。

1.2 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備

無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)碾娔茉O(shè)備在當(dāng)前的電力系統(tǒng)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，它不僅能夠通過(guò)變壓器方面的輸電消耗調(diào)整來(lái)提升其功率，還能有效地提升供電質(zhì)量。因此在無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的選擇方面，應(yīng)考慮其性能，嚴(yán)格按照要求執(zhí)行。首先在參數(shù)方面，需要考慮到電壓負(fù)荷、容量等參數(shù)進(jìn)行選擇適用，并結(jié)合實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)來(lái)合理選擇。由于無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備在使用過(guò)程中需要配合電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，才能讓搭配負(fù)荷節(jié)能效果。其次是投切方式的合理選擇，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的滯后模式，選擇一些使用廣泛、穩(wěn)定性較高的投切模式。最后還可以通過(guò)就地安裝設(shè)備的方式來(lái)控制電能消耗。

1.3 光源控制

光源控制是照明設(shè)計(jì)中的重要組成部分，在照明設(shè)備中加入更多的節(jié)能化設(shè)計(jì)方案，可以在具體的應(yīng)用中起到節(jié)能作用[1]。高效光源是電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的新產(chǎn)物，相比于普通照明，不僅在能耗上實(shí)現(xiàn)了降低，且使用性能較好，在今后的建筑設(shè)計(jì)、公眾場(chǎng)合必然能發(fā)揮更加顯著的作用。

1.4 配電設(shè)計(jì)優(yōu)化

電力系統(tǒng)在安裝環(huán)節(jié)中會(huì)涉及到一些需要用電的設(shè)備，且設(shè)備運(yùn)行普遍需要?jiǎng)恿χС?。整個(gè)配電設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)該具有較好的適用性，滿足負(fù)荷容量與供電穩(wěn)定性的要求，同時(shí)也需要保障控制方式的合理性。例如配電設(shè)計(jì)過(guò)程中的絕緣要求、絕緣距離等，讓用電設(shè)備、配電設(shè)備均處于安全狀態(tài)之下，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行同樣還需要進(jìn)行防雷、接地等方面的設(shè)計(jì)。

1.5 光伏設(shè)備

光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在近年來(lái)速度較快，從產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、品牌效應(yīng)與行業(yè)規(guī)模來(lái)看都實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新，競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)。我國(guó)已經(jīng)形成了相對(duì)完善的光伏設(shè)備制造業(yè)。人們能源保護(hù)意識(shí)的出現(xiàn)也讓光伏產(chǎn)業(yè)符合未來(lái)綠色發(fā)展的理念，必然成為今后的主流節(jié)能規(guī)劃工作。因此，電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)與其進(jìn)行配合，不僅符合節(jié)能減排的基礎(chǔ)性要求，還能符合科技創(chuàng)新理念。

1.6 變壓器與濾波器的使用

節(jié)能設(shè)計(jì)的有效性很大程度上和變壓器的選擇有直接聯(lián)系。為了維持電流平衡，單相自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的使用可以發(fā)揮顯著作用。另一方面，電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)，諧波出現(xiàn)無(wú)法避免，為了減少電能過(guò)度消耗與產(chǎn)生的損失，就需要避免諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)性能和壽命的影響。目前多采用有源濾波器來(lái)過(guò)濾諧波，保障供電可靠性的同時(shí)，維持電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，起到技術(shù)保護(hù)的效果。

2 常用電力自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)研究

2.1 變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)

要保障變壓器的正常運(yùn)行，需要控制兩個(gè)方面的技術(shù)指標(biāo)。一方面是維持變壓器正常運(yùn)行的基本指標(biāo)，包括容量、電流、電壓等額定指標(biāo);此外還包括變壓器在正常運(yùn)行環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生的內(nèi)部功率損耗，即空載電流、短路阻抗、負(fù)載損耗等。按照《三相配電變壓器能效限定值及能效等級(jí)》的要求，對(duì)于節(jié)能型變壓器選擇的要求進(jìn)行了相對(duì)詳細(xì)的劃分，其中1級(jí)也是自身功率損失最小、節(jié)能效果最好的產(chǎn)品，也是我國(guó)變壓器設(shè)備節(jié)能的高要求水平。在實(shí)際的使用過(guò)程中，無(wú)論變壓器屬于干式還是油浸式，都應(yīng)該滿足基本的3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，而變壓器達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的判定依據(jù)為功率損失指標(biāo)不高于限定的2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在目前的技術(shù)水平下，已經(jīng)有在變壓器中加入非晶材料的方式，尤其是在配電領(lǐng)域的使用廣泛。技術(shù)的程度與發(fā)展也會(huì)進(jìn)一步維持設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，保證長(zhǎng)時(shí)間的節(jié)能效果[2]。

2.2 照明節(jié)能設(shè)計(jì)

照明節(jié)能設(shè)計(jì)工作在我國(guó)的深入開展之下，各行業(yè)都在生產(chǎn)方式與操作模式上進(jìn)行了調(diào)整，通常來(lái)說(shuō)在保障原有功能的前提下應(yīng)創(chuàng)新工作流程，改善能源使用效率。照明節(jié)能設(shè)計(jì)不僅改善了光環(huán)境，還能降低能源消耗，因此從智能化設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行方案研究，也能保障最佳的運(yùn)行效果。在照明光源的選擇上，LED燈是當(dāng)前的常見(jiàn)光源。而在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，照明系統(tǒng)應(yīng)該明確技術(shù)應(yīng)用的需求與電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，在符合國(guó)家相關(guān)要求的基礎(chǔ)之上來(lái)選擇合理的控制策略。例如根據(jù)傳感器區(qū)域、照明策略的差異可以有效地對(duì)控制裝置進(jìn)行布置，在設(shè)計(jì)圖中得到合理體現(xiàn)。如果在圖中無(wú)法明確表示，也需要在圖紙中進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明[3]。

3 電力自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 建筑照明設(shè)計(jì)

當(dāng)前建筑物常用的總線控制系統(tǒng)，就可以將不同的模塊進(jìn)行連接，在相關(guān)指令下展開模塊的組合，實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化。在部分高層建筑中的防御、監(jiān)控、通訊體系也可以通過(guò)電氣自動(dòng)化來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線控制，連接系統(tǒng)和相關(guān)的智能設(shè)備。系統(tǒng)準(zhǔn)確的性能具備良好的時(shí)效性，控制更加靈活，應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的價(jià)值變得更加顯著，也能改善當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。發(fā)展至今，電力自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)也朝著設(shè)備智能化、在線監(jiān)測(cè)、互感器等方向發(fā)展。在節(jié)能控制方面，例如每個(gè)房間內(nèi)的燈具都可以通過(guò)智能化模塊控制，改善當(dāng)前建筑中存在的電能流失狀態(tài)。另外還可以通過(guò)安裝探測(cè)器等方式來(lái)控制房間內(nèi)部的設(shè)備合理運(yùn)行[4]。

3.2 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

從空調(diào)系統(tǒng)來(lái)看，冷卻水系統(tǒng)與冷凍水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作非常重要。冷卻水系統(tǒng)利用空調(diào)主機(jī)對(duì)入水溫度、出水溫差數(shù)據(jù)的采集來(lái)調(diào)節(jié)水泵，但應(yīng)該考慮到進(jìn)水溫度和環(huán)境、風(fēng)機(jī)性能有直接聯(lián)系。如果溫差設(shè)定值固定，那么進(jìn)水溫度不便的前提下水泵轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。為了保障空調(diào)制冷效果，可以進(jìn)行系統(tǒng)變頻調(diào)速，以自動(dòng)控制模式來(lái)規(guī)劃技術(shù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。而冷凍水系統(tǒng)則分別對(duì)冷凍主機(jī)和溫差進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，如果室內(nèi)溫度劇烈變化時(shí)，溫差信號(hào)產(chǎn)生變化，冷凍泵在感知信號(hào)差異后會(huì)降低輸出功率達(dá)到節(jié)能的作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能減排作為國(guó)家的基本國(guó)策，我們也需要明確這一發(fā)展目標(biāo)，利用自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，并大力發(fā)展“節(jié)能經(jīng)濟(jì)”。在未來(lái)的工作中，還應(yīng)該高度重視各個(gè)方面的節(jié)能設(shè)計(jì)，包括變壓器、照明等，多維度地提供技術(shù)支持，并將技術(shù)手段運(yùn)用至電力系統(tǒng)當(dāng)中，維持電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，促進(jìn)城鎮(zhèn)化水平的提升。

參考文獻(xiàn)：

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