電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)分析

薄濤 葛慶剛 于宗義

摘 要： 近年來(lái)我國(guó)科技水平得到較快發(fā)展，尤其是信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)取得了相當(dāng)出色的成績(jī)。在現(xiàn)代工業(yè)和生活中，電氣系統(tǒng)正逐步向自動(dòng)化趨勢(shì)發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)方面提高了生產(chǎn)效率，在人們的生活方面提供了很大的便利。但是，當(dāng)前的電氣自動(dòng)化技術(shù)在注重技術(shù)水平的時(shí)候，忽略了節(jié)能方面的要求，大部分的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)需要大量的能量消耗。為了提高電氣自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用價(jià)值，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，也為了降低企業(yè)的能耗成本，進(jìn)行相關(guān)電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的分析與研究，具有較強(qiáng)的實(shí)踐意義。本文簡(jiǎn)要的分析了電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的理念，并分析了一些可用于電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的方案。

關(guān)鍵詞： 電氣自動(dòng)化;節(jié)能技術(shù);經(jīng)濟(jì)效益;能源

【中圖分類號(hào)】TM76 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.29.140

引言：改革開放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)一直保持著較快的速度增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)增速一直居于世界前列，經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，帶動(dòng)了社會(huì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)能源的需求量也不斷增加。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式都偏向于粗放型，片面的追求經(jīng)濟(jì)效益而忽略了能源的消耗，其根本原因是因?yàn)槲覈?guó)大部分產(chǎn)業(yè)的能源應(yīng)用結(jié)構(gòu)合理性有所欠缺。大量的能源消耗，增加了企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本，能源消耗的過(guò)程中還會(huì)伴隨著大量污染物的排放，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的惡化。為了有效的降低能源的消耗，人們開始著手進(jìn)行電氣自動(dòng)化領(lǐng)域節(jié)能技術(shù)的研究與應(yīng)用，旨在提高能源的利用率，尋找降低能源消耗的途徑。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，就必須積極響應(yīng)節(jié)能、降耗、減排的號(hào)召，在使用電氣自動(dòng)化技術(shù)提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)，要注意節(jié)能技術(shù)的融合，在提高企業(yè)的自動(dòng)化程度的同時(shí)降低能源的消耗，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的綠色發(fā)展。

1 電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)簡(jiǎn)述

在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域，要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，首先就需要合理的規(guī)劃電氣工程的設(shè)計(jì)與安裝調(diào)試，在前端設(shè)計(jì)階段進(jìn)行節(jié)能方面的考慮，完成后的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)才可能達(dá)到較好的預(yù)期節(jié)能效果。就電氣自動(dòng)化系統(tǒng)而言，社會(huì)用電量的增大，要求城市電網(wǎng)規(guī)模需要進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)容，電力系統(tǒng)中的變頻器、整流器等元器件得到廣泛的應(yīng)用，這些功能性元器件的使用，確實(shí)對(duì)城市電網(wǎng)的運(yùn)行起到了良好的效果，但是大量電力諧波的產(chǎn)生，導(dǎo)致電力系統(tǒng)中電量的消耗量增大。因此，為了避免電力諧波導(dǎo)致的額外電能消耗，需要進(jìn)行新技術(shù)的研究來(lái)強(qiáng)化變壓器、無(wú)功補(bǔ)償、有源濾波器等元器件自動(dòng)化控制水平。在進(jìn)行電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)時(shí)，優(yōu)先選擇能耗等級(jí)低但功能完備的變壓器和無(wú)功補(bǔ)償元器件，減小電力能源的過(guò)程消耗。

1.1 優(yōu)化電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)消耗的能源也就是電能，因此，電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的對(duì)象主要就是降低電能的消耗。在進(jìn)行電力系統(tǒng)的規(guī)劃時(shí)，所設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)首先要滿足設(shè)備的負(fù)載大小與電力供應(yīng)的安全性，其次還要保證電氣系統(tǒng)可以有效的對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。綜合來(lái)說(shuō)，電力系統(tǒng)的規(guī)劃目標(biāo)要同時(shí)滿足高效性、穩(wěn)定性、操控性以及可靠性方面的要求。

1.2 提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率

在進(jìn)行電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，優(yōu)先選擇節(jié)能設(shè)備。此外，還可以借助均衡負(fù)荷、無(wú)功補(bǔ)償和降低電路損耗等方面實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)工作過(guò)程中的損耗，從而達(dá)到節(jié)能的預(yù)期。例如，在進(jìn)行電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要科學(xué)的計(jì)算和適時(shí)的進(jìn)行負(fù)荷和設(shè)計(jì)系數(shù)的調(diào)整;電氣系統(tǒng)在安裝調(diào)試過(guò)程中要注意進(jìn)行效率的優(yōu)化，以達(dá)到節(jié)能的目的。

2 電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)關(guān)鍵要素

2.1 引入有源濾波器

有源濾波器可以顯著的降低電力系統(tǒng)中的諧波干擾，降低電氣系統(tǒng)誤操作的可能性。在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，往往是電氣元器件和電氣設(shè)施使用的越多，電力系統(tǒng)中的諧波就越明顯，諧波產(chǎn)生的電壓積累到一定體量的時(shí)候會(huì)與原電壓相互作用，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，可能還會(huì)引發(fā)電氣設(shè)施的故障。有源濾波器因其具有優(yōu)越的動(dòng)態(tài)性能，并且對(duì)于多種電力系統(tǒng)都表現(xiàn)出較強(qiáng)的適用性，可以針對(duì)性的降低諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響。因此，有源濾波器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以有效的避免諧波引起的電力設(shè)施的誤操作和不穩(wěn)定，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能。

2.2 提高功率因數(shù)

在電力系統(tǒng)中，功率因素是較為重要的一個(gè)屋里參數(shù)，電氣設(shè)施的節(jié)能與否很大程度上取決于功率因素的大小。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，若電氣設(shè)備長(zhǎng)久的維持在一個(gè)較高的功率因素的狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)中無(wú)功功率顯著增大，可以提高電能的利用率。因此，在實(shí)踐中，會(huì)利用現(xiàn)有條件去提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，常用的方法如下：（1）使用自動(dòng)控制型電機(jī)，避免電機(jī)在工作過(guò)程中過(guò)載可以獲得較為理想的功率因數(shù)。一般電機(jī)無(wú)功功率的大小為變壓器的1/3以下，這樣可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)在節(jié)能的狀態(tài)下而保持較好的穩(wěn)定性;（2）提高用戶的負(fù)載率。有限選擇啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電流相對(duì)較大的低極電機(jī)，保證電機(jī)的響應(yīng)較短，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)并保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，減少電能的消耗。

2.3 電力電纜和變壓器的影響

在進(jìn)行變壓器的選擇時(shí)，要優(yōu)先選擇節(jié)能型變壓器，以減少變壓器工作過(guò)程中的做功消耗;為了降低變壓器本身的電能消耗，需要盡量平衡流經(jīng)變壓器的三相電電流，經(jīng)驗(yàn)證明，單相自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)、三相四線制供電系統(tǒng)等防范可以顯著降低變壓器端負(fù)荷的不平衡情況。

2.4 無(wú)功補(bǔ)償

在電力系統(tǒng)中，可以使用專用設(shè)備來(lái)提供無(wú)功補(bǔ)償，在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，要注意以下幾個(gè)方面：首先，若使用電容器進(jìn)行補(bǔ)償，要充分考慮電氣設(shè)施的功率、額定電流、電壓容量等電氣參數(shù);若使用模糊投切式無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行電力系統(tǒng)的補(bǔ)償，可以達(dá)到較好的預(yù)期;需要將無(wú)功功率設(shè)定為投切參數(shù)的物理量，以避免電力設(shè)施的異常情況;最后，需要注意無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的原則是安裝位置與補(bǔ)償位置必須相同，這樣可以最大化減少電力在導(dǎo)線中的傳輸消耗，來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。

3 結(jié)語(yǔ)

綜合全文所述，自動(dòng)化技術(shù)在未來(lái)電力系統(tǒng)中將得到越來(lái)越多的應(yīng)用，也是電氣系統(tǒng)是未來(lái)的發(fā)展方向。現(xiàn)代化的今天，城市化的推進(jìn)和工業(yè)體系點(diǎn)檢建設(shè)，都需要大量的能源消耗作為動(dòng)力。因此，必須尋找有效的措施，進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能降耗目標(biāo)。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，在生活方面可以為居民營(yíng)造出更為舒適和諧的環(huán)境，因此，進(jìn)行科學(xué)合理的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，降低能源的消耗，減少對(duì)環(huán)境的污染，具有時(shí)代的必要性。目前的電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)在一定程度上還不夠成熟，需要大家共同努力，進(jìn)行改善措施的研究與分析。

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