節(jié)能設(shè)計(jì)在電氣自動(dòng)化工程中的應(yīng)用

孔令燕

摘 要：為了改進(jìn)電氣自動(dòng)化工程的生產(chǎn)質(zhì)量，提高生產(chǎn)水平和資源利用效率，避免資源無(wú)端浪費(fèi)，本文首先對(duì)電氣自動(dòng)化和節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行概述，然后探討節(jié)能設(shè)計(jì)在電氣自動(dòng)化工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，最后提出節(jié)能設(shè)計(jì)在電氣自動(dòng)化工程中的應(yīng)用路徑。

關(guān)鍵詞：節(jié)能設(shè)計(jì);電氣自動(dòng)化工程;資源浪費(fèi)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）05-0041-03

Abstract： In order to improve the production quality of electrical automation engineering， improve the production level and resource utilization efficiency， and avoid the phenomenon of unreasonable waste of resources， this paper first summarized the electrical automation and energy-saving design， then discussed the application advantages of energy-saving design in electrical automation engineering， and finally put forward the application path of energy-saving design in electrical automation engineering.

Keywords： energy saving design;electrical automation engineering;waste of resources

能源短缺是全世界范圍內(nèi)的問(wèn)題。工業(yè)生產(chǎn)需要能源，但是能源的總量有限，尤其是不可再生資源，往往需要幾萬(wàn)年甚至幾億年的積累才能夠形成，如果不加控制地盲目使用，會(huì)導(dǎo)致世界范圍內(nèi)的能源緊缺問(wèn)題。節(jié)能科技的開(kāi)發(fā)是拯救能源枯竭問(wèn)題的一線(xiàn)生機(jī)，我們必須要高度重視電氣自動(dòng)化領(lǐng)域節(jié)能設(shè)計(jì)的運(yùn)用和探索，以能源節(jié)約為主要的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，改進(jìn)生產(chǎn)質(zhì)量，提高生產(chǎn)水平和資源利用效率，避免出現(xiàn)資源無(wú)端浪費(fèi)的現(xiàn)象，促進(jìn)我國(guó)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域快速發(fā)展。

1 電氣自動(dòng)化和節(jié)能設(shè)計(jì)概述

電氣自動(dòng)化是電氣信息發(fā)展中的一門(mén)分支學(xué)科，把電氣自動(dòng)化的相關(guān)理論運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中能夠顯著提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，為人們的日常生活提供諸多便利。電氣自動(dòng)化和節(jié)能技術(shù)運(yùn)用在工業(yè)生產(chǎn)中能有效降低工業(yè)企業(yè)的運(yùn)作成本，改善工作環(huán)境和工作條件，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，減少勞動(dòng)時(shí)間，提高整體的社會(huì)生產(chǎn)率。隨著“五位一體”思想的提出，節(jié)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，環(huán)保逐漸被全社會(huì)廣泛重視[1]。隨著世界能源緊缺問(wèn)題愈演愈烈，我國(guó)要全方位實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能，必須要調(diào)動(dòng)高新科技，通過(guò)合理的技術(shù)改進(jìn)來(lái)減少能源消耗。在電氣自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域，一方面要保證生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)備系統(tǒng)正常運(yùn)作，消除諧波因素的影響;另一方面，在生產(chǎn)過(guò)程中必須把節(jié)能要素放在首位，利用多種類(lèi)型的節(jié)能技術(shù)，提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和節(jié)能效果。

2 節(jié)能設(shè)計(jì)在電氣自動(dòng)化工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 優(yōu)化配電系統(tǒng)設(shè)施

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)工作過(guò)程中，必須要有設(shè)備的功率支持才能正常運(yùn)行，因此，節(jié)能技術(shù)在電氣自動(dòng)化生產(chǎn)中的運(yùn)用必須要對(duì)供電和配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，保證系統(tǒng)能在正常的情況下穩(wěn)步進(jìn)行。在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，工作人員必須要考慮到設(shè)備的最大負(fù)載能力，提高設(shè)備的可靠性，保證電氣生產(chǎn)設(shè)備能安全穩(wěn)定運(yùn)行，做好設(shè)備的安全設(shè)計(jì)，為節(jié)能生產(chǎn)提供可靠的保障，滿(mǎn)足供電和配電系統(tǒng)中的需求量。當(dāng)前，我國(guó)社會(huì)城市化建設(shè)速度越來(lái)越快，這也就意味著工業(yè)生產(chǎn)的用電量在不斷增加，我們必須要合理地對(duì)能源進(jìn)行分配，這樣才能有效利用有限的能源創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益，為社會(huì)進(jìn)步打下基礎(chǔ)。

2.2 改進(jìn)節(jié)能設(shè)備

在社會(huì)主義發(fā)展的新階段，各種類(lèi)型的高新技術(shù)不斷產(chǎn)生，在電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)使用過(guò)程中，要加速開(kāi)發(fā)新設(shè)備，運(yùn)用新技術(shù)，應(yīng)用先進(jìn)節(jié)能的生產(chǎn)設(shè)備，如變頻電氣柜等，如圖1所示。在電氣自動(dòng)化工程節(jié)能過(guò)程中，工作人員要不斷創(chuàng)新科技，利用節(jié)能手段對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的各種條件和外部因素進(jìn)行綜合分析與研究，關(guān)注節(jié)能技術(shù)的未來(lái)發(fā)展情況，這樣才能充分利用節(jié)能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和高新技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)電氣自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中的前期設(shè)備與后期設(shè)備進(jìn)一步進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化，使我國(guó)電氣自動(dòng)化工程能實(shí)現(xiàn)持續(xù)性完善。

3 節(jié)能設(shè)計(jì)在電氣自動(dòng)化工程中的應(yīng)用路徑

3.1 電氣自動(dòng)化供配電節(jié)能

自動(dòng)化配電系統(tǒng)的節(jié)能主要包括兩個(gè)板塊，即變壓器的節(jié)能和路線(xiàn)傳輸?shù)碾娔軗p耗。

第一，變壓器的節(jié)能。變壓器是電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行的核心，對(duì)供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著重要的作用，但在實(shí)際操作過(guò)程中，變壓器由于使用頻繁、電力負(fù)載量較大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部設(shè)備和零件損壞的情況。同時(shí)，如果變壓器設(shè)備不節(jié)能，由于自身的負(fù)載損耗量較大，會(huì)使大量電力資源在使用中被浪費(fèi)。因此，要使變壓器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，必須減少變壓器過(guò)度負(fù)載造成的電能損耗。例如，若變壓器出現(xiàn)空載損耗較大的情況，必須及時(shí)更換內(nèi)部的損壞線(xiàn)路和零件。此時(shí)可以使用鐵損量較小的變壓器設(shè)備，有效緩解變壓器的電能損耗。如果變壓器年代較為久遠(yuǎn)且耗電量較大，可以選擇節(jié)能型變壓器，如圖2所示，以減少電能損耗。

第二，路線(xiàn)傳輸?shù)碾娔軗p耗。在電氣工程自動(dòng)化生產(chǎn)中，如果路線(xiàn)傳輸距離較短，那電阻量也會(huì)相應(yīng)較小，在傳輸過(guò)程中也不會(huì)有太大的能量流失，此時(shí)的電能正常損耗可以不用考慮。但是，在某些特殊的場(chǎng)合，如采油廠(chǎng)、采礦廠(chǎng)，其工作環(huán)境特殊，電力設(shè)備必須長(zhǎng)時(shí)間駐扎在工作現(xiàn)場(chǎng)，這就易導(dǎo)致電力設(shè)備和電力供應(yīng)之間的距離較遠(yuǎn)，電能傳輸?shù)木€(xiàn)路較長(zhǎng)，長(zhǎng)距離電力輸送會(huì)導(dǎo)致能量在運(yùn)輸途中被損耗。在這種情況下，必須要運(yùn)用節(jié)能技術(shù)，降低傳輸路線(xiàn)的電能浪費(fèi)。根據(jù)物理學(xué)原理，在電流量不變的情況下，電阻和傳輸?shù)穆肪€(xiàn)長(zhǎng)度成正比，由此，工作人員可以采取節(jié)能技術(shù)降低傳輸路線(xiàn)的電能損耗，比如，在進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，可以適當(dāng)提高電壓值，以降低電流量，從而達(dá)到降阻的功效。同時(shí)，在單位電壓下，輸送電能的管道面積和電阻值成反比，因此工作人員可以采取增加橫截面積的方式降低電阻[3]。

3.2 提高系統(tǒng)的電功率

提高系統(tǒng)的功率和電氣自動(dòng)化系統(tǒng)節(jié)能之間并不沖突。具體而言，首先，可以采取合理的措施來(lái)提高電氣自動(dòng)化運(yùn)行系統(tǒng)的電功率，以提高用戶(hù)的負(fù)載率，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行運(yùn)行。在保障安全的前提下，工作人員可以使用少量的電動(dòng)機(jī)來(lái)提高電氣設(shè)備的負(fù)載能力和運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。其次，也可以通過(guò)電機(jī)變頻控制的方式提高功率因數(shù)。如果電機(jī)在運(yùn)行時(shí)負(fù)載量不大，那就能達(dá)到節(jié)能的效果。最后，采用人工補(bǔ)償?shù)姆椒ㄌ岣呦到y(tǒng)的功率，安裝一定的設(shè)備補(bǔ)償裝置，達(dá)到就地平衡補(bǔ)償?shù)男Ч?，避免系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)用的電能傳輸，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)節(jié)能。

3.3 使用節(jié)能的照明系統(tǒng)

很多電能損耗都是由不恰當(dāng)?shù)碾姎庹彰飨到y(tǒng)造成的，如果忽視電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，就有可能影響電能的總體供應(yīng)。電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能可以從以下幾方面實(shí)現(xiàn)[4]。首先，加強(qiáng)技術(shù)改進(jìn)，使用先進(jìn)的節(jié)能照明技術(shù)。工作人員要做好對(duì)照明系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)工作，以研究出有效的節(jié)能照明設(shè)備。如果企業(yè)本身的研發(fā)能力有限，也可以邀請(qǐng)科學(xué)院的專(zhuān)家改進(jìn)照明系統(tǒng)，優(yōu)化照明設(shè)備，降低由于照明帶來(lái)的電能損耗。其次，采用自然光照明。自然光照明是節(jié)約能耗的有效方法。如果能充分收集太陽(yáng)光設(shè)計(jì)照明提供設(shè)備，就能充分提高電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用質(zhì)量。當(dāng)白天天氣晴朗時(shí)，工作人員可以不用照明系統(tǒng)，盡可能地使用自然光。當(dāng)然，在不同的電氣自動(dòng)化生產(chǎn)行業(yè)的分支中，也可以根據(jù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況，圍繞節(jié)能環(huán)保的宗旨，采取一定的有效措施，加強(qiáng)對(duì)自然光線(xiàn)的利用，降低由于照明帶來(lái)的能源損耗[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

將節(jié)能設(shè)計(jì)運(yùn)用在電氣自動(dòng)化工程中，可以從電氣自動(dòng)化供配電系統(tǒng)、節(jié)能照明系統(tǒng)等多個(gè)角度入手，采取合理的方式擴(kuò)大節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用范圍，以有效實(shí)現(xiàn)我國(guó)電氣自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域的能源節(jié)約。

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