探究電氣工程及其自動化的節(jié)能設(shè)計

謝文 王超

蘇交科集團(tuán)（江蘇）安全科學(xué)研究院有限公司 江蘇南京 210000

電氣工程及其自動化的設(shè)計與建設(shè)，在很大程度上提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的整體水平，推動了國家各領(lǐng)域的繁榮發(fā)展。自動化節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用有助于進(jìn)一步完善電力工程及其自動化系統(tǒng)，進(jìn)而有效降低資源與能源的消耗，實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因此，設(shè)計人員需要把握好電氣工程及其自動化節(jié)能設(shè)計的方向與理念，提高自動化節(jié)能設(shè)計的水平，從而推動電氣工程自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

1 電氣工程及其自動化節(jié)能設(shè)計的原則

1.1 安全性原則

安全性原則是電氣工程及其自動化節(jié)能設(shè)計的基本原則，因此，在電氣自動化節(jié)能設(shè)計中，設(shè)計人員需要在保證電氣系統(tǒng)各功能完備的前提下，提升電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，將電力工程自動化系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與節(jié)能性有效結(jié)合，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的高效性。

1.2 先進(jìn)性原則

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的不斷提升，更多先進(jìn)的新型能源和材料被廣泛應(yīng)用在電力工程及其自動化的設(shè)計與建設(shè)中，在很大程度上推動了電氣工程節(jié)能技術(shù)的完善與發(fā)展。電氣工程自動化節(jié)能設(shè)計中，設(shè)計人員需要依據(jù)人們對電力能源的使用環(huán)境，采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，提高對節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新與研發(fā)力度，提升資源與能源的利用率，進(jìn)而有效提高電氣自動化節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的有效性與可靠性[1]。

1.3 環(huán)保性原則

社會經(jīng)濟(jì)在發(fā)展的過程中對自然生態(tài)環(huán)境造成了較大程度的破壞，現(xiàn)如今，人們的環(huán)保意識逐步提升，對于電氣工程自動化節(jié)能設(shè)計也提出了更高的要求，電氣工程自動化節(jié)能設(shè)計通過采用先進(jìn)的環(huán)保型材料、能源和工藝，不僅能夠有效增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時能夠降低能源的消耗及污染物的產(chǎn)生與排放，進(jìn)而減小對生態(tài)環(huán)境污染的程度，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1.4 可持續(xù)性原則

現(xiàn)階段，電氣工程自動化節(jié)能技術(shù)設(shè)計中需要全面貫徹與執(zhí)行節(jié)能減排理念，提高資源與能源的利用率，實(shí)現(xiàn)資源與能源的二次回收與重復(fù)再利用，有效縮減產(chǎn)生較大能源消耗的環(huán)節(jié)，進(jìn)而制定電力行業(yè)長遠(yuǎn)的發(fā)展規(guī)劃，提高節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的效果，實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 電氣工程及其自動化節(jié)能設(shè)計的方向

2.1 科學(xué)合理地選擇變壓器

變壓器是電氣工程自動化系統(tǒng)運(yùn)行的重要組成部分，在其運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的能源消耗，容易產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)荷，如果對變壓器的選擇與應(yīng)用缺乏科學(xué)合理性，會導(dǎo)致社會負(fù)荷增加，難以保證設(shè)備的正常運(yùn)行，且在很大程度上增加變壓器能源的消耗。因此，在電氣工程及其自動化節(jié)能設(shè)計中，首先需要依據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況和具體要求，對變壓器的型號進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，并針對設(shè)備運(yùn)行的整體情況改進(jìn)變壓器的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計的目標(biāo)[2]。

2.2 降低電能傳輸過程中的能源消耗

電氣能源在生產(chǎn)與傳輸過程中都會產(chǎn)生較大的電阻，因此容易造成較大的能源消耗。在電氣工程及其自動化節(jié)能設(shè)計中，需要對線路長度、電阻及導(dǎo)線的橫截面積的有效控制，依據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求將電能傳輸?shù)木嚯x控制在合理范圍內(nèi)，進(jìn)而降低電能在傳輸過程中的能源消耗。同時，線路的設(shè)計需要采取筆直的設(shè)計方式，避免彎曲情況發(fā)生，盡量縮短線路傳輸?shù)木嚯x。此外，盡量選擇橫截面積較大的線路材料，進(jìn)而起到節(jié)能的效果。

2.3 無功補(bǔ)償設(shè)備的設(shè)計

電氣工程自動化系統(tǒng)通常包括變壓器及配電線路和輸電線路，電力系統(tǒng)以電流的形式為人們的生產(chǎn)生活提供電力能源，滿足用戶的實(shí)際需求，但在電力系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生較大的能源消耗及大量的無功功率。無功功率產(chǎn)生的原因主要由于功率因數(shù)較小，難以滿足設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際要求，進(jìn)而增加用電的成本。因此，在電氣自動化節(jié)能設(shè)計中，需要提高無功功率補(bǔ)償設(shè)計的科學(xué)有效性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電功率的平衡性，降低用電成本。在無功功率補(bǔ)償環(huán)節(jié)，需要控制好投切開關(guān)，并對后續(xù)無功功率補(bǔ)償工作進(jìn)行優(yōu)化與完善，依據(jù)對電容器容量計算的情況對自然功率因素進(jìn)行分析。此外，無功功率的補(bǔ)償需要結(jié)合諧波進(jìn)行分析，并串聯(lián)電抗器進(jìn)行有效結(jié)合實(shí)現(xiàn)對諧波的有效控制。為避免無功功率補(bǔ)償中的過度補(bǔ)償情況，需要采用模糊投切技術(shù)，確保對設(shè)備進(jìn)行及時調(diào)試，保證設(shè)備運(yùn)行的精度，并實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行情況的掌握與分析。

2.4 調(diào)整與改進(jìn)配電系統(tǒng)的設(shè)計方案

配電系統(tǒng)方案的設(shè)計水平對于保證電氣工程自動系統(tǒng)的運(yùn)行水平，提高節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的有效性發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，設(shè)計人員需要依據(jù)電氣工程自動化系統(tǒng)運(yùn)行的要求對配電系統(tǒng)的設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整與改進(jìn)，并開展對相關(guān)性能的測試工作，實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的有效控制。在配電控制工作中，需要保障電氣設(shè)備及電力系統(tǒng)的功能達(dá)到電氣工程及其自動化的標(biāo)準(zhǔn)要求，并保證導(dǎo)線具備良好的絕緣性能。走線環(huán)節(jié)需要預(yù)留一定的距離，確保導(dǎo)線絕緣效果的充分發(fā)揮，避免導(dǎo)線損壞情況發(fā)生[3]。

3 結(jié)語

電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的高效性和穩(wěn)定性，但在電氣生產(chǎn)與傳輸過程中會造成大量資源和能源的消耗，且容易造成一定程度的污染，不利于促進(jìn)我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，通過強(qiáng)化電氣工程及其自動化節(jié)能設(shè)計，有助于在保障電氣工程自動化系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，降低資源與能源的消耗，符合我國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基本理念和要求，進(jìn)而推動了我國電力行業(yè)的繁榮發(fā)展。