電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)探究

關(guān)兵 呂展輝 張正

1.東營方大電力工程有限責(zé)任公司 山東東營 257091

2.國網(wǎng)東營供電公司 山東東營 257091

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，電氣工程自動(dòng)化水平越來越高，將節(jié)能設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化中，既能減少電能的無故浪費(fèi)，緩減目前我國能源日漸枯竭的危機(jī)，也可以保證電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中各項(xiàng)電力設(shè)備穩(wěn)定性運(yùn)行，降低故障發(fā)生的概率?？偠灾?，大力發(fā)展電氣工程自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)，是環(huán)保意識(shí)落實(shí)的主要途徑，更加符合我國的基本國情，具有非常重要的意義?；诖?，開展電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用的探討就顯得尤為必要。

1 電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的重要性

電氣自動(dòng)化應(yīng)該是電氣信息領(lǐng)域中比較先進(jìn)的學(xué)科，其既能改善電氣領(lǐng)域工作效率，還能讓電氣企業(yè)運(yùn)營成本逐漸降低，達(dá)到提升效益目的。當(dāng)前城市化建設(shè)有了很大進(jìn)步，使得節(jié)能環(huán)保開始成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)主要發(fā)展思路，并且在低碳生活中占據(jù)較大比重，其中電氣自動(dòng)化屬于國內(nèi)重要電氣產(chǎn)業(yè)，所以，必須對(duì)新能源予以開發(fā)以及利用，在這個(gè)過程中，應(yīng)該強(qiáng)化節(jié)能減排技術(shù)方面推廣，一方面能讓低碳經(jīng)濟(jì)得到實(shí)現(xiàn)，另一方面能對(duì)能源短缺等相關(guān)問題進(jìn)行解決，從而推動(dòng)各領(lǐng)域發(fā)展。電能是提高現(xiàn)代人類生存質(zhì)量不可缺少的能源之一，也是人類社會(huì)生存和發(fā)展的的物質(zhì)基礎(chǔ)。節(jié)約電能就是節(jié)能的重要內(nèi)容，對(duì)于我國以火力發(fā)電為主的國情來說，節(jié)約電纜就是節(jié)約了大量的煤炭，減輕了對(duì)生態(tài)環(huán)境的損害。電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)就是滿足基本需求的情況下盡可能減少電能的損耗，通過合理的自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)最少的電能損耗滿足最大的用電需求和控制需求[1]。

2 電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)探究

2.1 合理降低電能的傳輸消耗

電能在運(yùn)輸過程中，導(dǎo)線自身體特性，決定了必然存在一定的有用攻功率損耗，此種問題是客觀存在的，難以從根本上得到避免。在所有的電力系統(tǒng)中，電能必須經(jīng)過導(dǎo)線才能順利傳輸，為降低電能損耗，就必須減少導(dǎo)線的電阻。根據(jù)物理學(xué)知識(shí)可知，導(dǎo)線電阻和導(dǎo)線橫截面之間具有負(fù)向相關(guān)的關(guān)系，在節(jié)能設(shè)計(jì)中就可以通過此種關(guān)系來降低電氣工程自動(dòng)化的能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。比如：可以選擇電導(dǎo)率更小的材質(zhì)來制作導(dǎo)線，減少電能在導(dǎo)線上傳輸時(shí)的消耗量，或者增大導(dǎo)線的橫截面積，降低導(dǎo)線電阻，減少電能消耗。也可以適當(dāng)減少導(dǎo)線的長(zhǎng)度，在設(shè)計(jì)時(shí)電氣工程盡量布置在一條直線上，避免過多的彎路，以降低導(dǎo)線的總長(zhǎng)度。在布置變壓器時(shí)，變壓器要盡量靠近電氣工程的負(fù)荷中心，降低供電系統(tǒng)之間的距離。

2.2 使用光伏技術(shù)

在新時(shí)期，國內(nèi)光伏技術(shù)也得到一定提升，同時(shí)光伏設(shè)備以及光伏電池開始向自動(dòng)化等有關(guān)方向發(fā)展，如果把該技術(shù)用在電氣系統(tǒng)中，不僅能讓光能有效轉(zhuǎn)化為電能，還能為電氣設(shè)備做出相應(yīng)準(zhǔn)備，提供能源方面支撐。并且應(yīng)用光伏技術(shù)能夠讓傳統(tǒng)電能使用率逐漸降低，避免出現(xiàn)大量污染物排放，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保等有關(guān)發(fā)展目標(biāo)。近幾年，國內(nèi)出臺(tái)了諸多政策以及法規(guī)，一方面要求各領(lǐng)域必須增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)，同時(shí)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，另一方面要降低能源使用，從而減少環(huán)境污染。光伏技術(shù)分為太陽熱發(fā)電技術(shù)和太陽光發(fā)電技術(shù)。太陽熱發(fā)電技術(shù)由光熱轉(zhuǎn)換和熱力循環(huán)兩部分過程。主要是采取提高熱能量轉(zhuǎn)換出電能的效率達(dá)到節(jié)能的目的。自動(dòng)化節(jié)能主要從材料及控制方式上考慮。太陽光發(fā)電系統(tǒng)包含太陽能電池板、蓄電池、充放電控制單元等組成。節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能效率等因素。在節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，既要做好節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新工作，還要改善人們節(jié)能意識(shí)，這樣在對(duì)行為習(xí)慣進(jìn)行規(guī)范的同時(shí)，可以提升節(jié)能效果，進(jìn)而改進(jìn)電氣系統(tǒng)總體運(yùn)行效率[2]。

2.3 無功補(bǔ)償設(shè)備的設(shè)計(jì)

在自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的過程中能夠產(chǎn)生一定量的無功功率，直接影響電能的質(zhì)量。為此，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該重點(diǎn)設(shè)計(jì)無功補(bǔ)償設(shè)備。在提高輸電效率的同時(shí)降低輸電的損耗，需要結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行的具體情況和參數(shù)采取科學(xué)的無償補(bǔ)償形式，為提高電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。最后，電力線纜。電力線纜是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，在進(jìn)行電纜選擇的過程中應(yīng)該結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，從而保證輸電導(dǎo)線的正常運(yùn)行?，F(xiàn)階段，在電力電纜材料選擇的過程中，科學(xué)選擇銅質(zhì)和鋁質(zhì)，銅質(zhì)材料的主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能性好，經(jīng)濟(jì)性高。此外，鋁質(zhì)材料便宜，但是節(jié)能效果比較差，為此，在進(jìn)行電纜選擇的過程中應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行，從多角度進(jìn)行問題的考察。

2.4 降低自動(dòng)化設(shè)備損耗

所謂的節(jié)能設(shè)計(jì)主要是針對(duì)電氣工程中的自動(dòng)化設(shè)備能耗問題進(jìn)行妥善處理，使其降低電能損耗，這樣才能促使電氣工程具有良好的節(jié)能性。其中，針對(duì)導(dǎo)線方面，可以電導(dǎo)率較低的導(dǎo)線類型為首選，以此保證電能獲得較高的利用率。另外，還可從照明設(shè)備上予以降耗處理。通常有關(guān)電氣照明的節(jié)能設(shè)計(jì)至少可幫助企業(yè)節(jié)約35%左右的投入成本。首先，從電光源上可以熒光燈、LED、鈉燈為主，其中質(zhì)量較好的250W鈉燈它所產(chǎn)生的功率損耗僅有20W。其次，明確照明方法，可采用混合照明、局部照明等方式節(jié)約電力，而且還可依靠白墻的反射性增加自然光的利用率。最后，科學(xué)布置照明路線。比如，220V電壓，可以按照單相二線或三相四線進(jìn)行供電設(shè)計(jì)，由此減小電力損耗[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合理論實(shí)踐，分析了電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用，電氣工程自動(dòng)化是一種具有良好發(fā)展前景的技術(shù)，加大對(duì)電氣工程自動(dòng)化的研究，有助于提升我國的科學(xué)技術(shù)水平，更好為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展謀福利。在節(jié)能理念愈發(fā)深入人心的大環(huán)境下，將節(jié)能設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化中是大勢(shì)所趨，對(duì)降低電能消耗情況，提升電氣工程自動(dòng)化水平等方面皆有重要作用，值得大范圍推廣應(yīng)用。