关于自动化节能的应用与开发

卢项乾

摘 要：电力系统，在随着社会经济的飞速发展和信息技术的日新月异走向自动化的同时，越来越重视节能技术的推广和运用。该文基于电气自动化，探讨了自动化节能的应用策略和开发前景，其题中之义在于让节能技术能在实际的生产中发挥最大的效益，以供借鉴和参考。

关键词：电气自动化 节能 应用 开发

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0231-01

在节能技术方面，电气自动化在我国目前仍然处于发展阶段。要在电气自动化系统中实现能源的节能，首先要做的是设计好系统供电并进行可靠的安装。换句话说就是，在设计的整个过程中必须不断对配电设计进行优化，使其更趋合理，同时必须有效提高电气化自动系统的实际运行效率，尽量减少间接的或直接的电能损耗。惟其如此，方能实现节能的目标，创造较高的经济效益和社会效益。

1 电气自动化和节能设计概述

作为电气信息领域年轻的一门学科，电气自动化与工业生产和人们的日常生活息息相关，它在实际中的合理利用大大提高了生产、工作效率，有效降低了运行成本。

环境的不断恶化和自然资源的匮乏催生了“绿色工业革命”，当前，经济建设必须把节能作为重要目标之一，节能技术越来越成为各行业节能减排的利器，谁能在节能方面掌握主导，谁就是未来世界经济的主宰。

随着城市电网的日益增大，电力容量也逐渐增大，电力系统中的设备如整流器、变频器等因谐波而损失的能耗也越来越大，严重威胁着电网的安全。因此在对电气自动化系统进行设计的时候，必须把节能放在首要地位，注意在有源滤波器、变压器和无功补偿等方面下手，通过减少传输能耗和优选变压器等方式从根本上降低能耗损失。

2 电气自动化节能的应用

2.1 优选变压器

对变压器的优化选择，必须从以下几个方面入手：其一，选择节能型变压器，从减少变压器的有功功率消耗的途径达到节能的目的。保持通过变压器的三相电的电流平衡，尽可能降低变压器的铜损和铁损。其三，电能的传输最好采用三相四线制，并同时采用单向自动补偿设备并将其均匀的分接在三相电源上，从而从根本上减少或排除负荷的不平衡。

2.2 有效减少电能的传输损耗

由于导线阻抗的存在，在传输电能的过程中或多或少都会产生有功功率的损耗。根据欧姆定律，在保证输电电压不变的情况下要减少线路中的电流，唯有减少线路自身的电阻。导线的电阻的大小与材料自身的电阻率有关，与长度成正比，与横截面积成反比。因此，要有效减少传输过程中的损耗，应该从以下几个方面考虑：一是采用电阻率较小的材料做输电导线，这样能有效减小电流在输送途中因为阻抗而消耗的能耗。二是布线时尽量选择走直线，减少或避免弯路，从而达到减少输电线路总长度的目的。三是为了减少供电距离，变压器应尽量设置在靠近符合中心的位置。四是加大导线的横截面积。在综合考虑建设成本、线路负荷等因素的前提下，输电线路最好采用横截面较大的导线。

2.3 充分利用有源滤波器

为了尽量减少连接到电网的电气设备出现误动作的现象，就必须采用有源滤波器，因为它能最有效的消除谐波。

误动作的产生主要是因为电气设备数量的增加导致谐波越来越多，同时这些谐波电流通过电网阻抗所产生的电压与基波电压重叠起来，从而产生电压的畸变，这些畸变电压就是导致电气设备误动作的罪魁祸首。有缘滤波器之所以能消除谐波、防止误动作的功能，主要它具有反应、动态功能优异等特性，拓宽了功率的范围，从而使无功补偿的效果更好。在采用有源滤波的情况下，可以对产生的谐波起到有效的过滤作用，将电气设备的误操作阻止在发生之前，保证设备高效运行，从而达到节能的目的。

2.4 合理实施无功补偿

无功功率在电气自动化系统的配电设备中总容量中所占的比例很大，同时也在一定程度上使得线路的能量损耗增加、电压降低，给电网的经济效益和电能质量造成影响的面是相当广、幅度是相当大的。为了从根本上解决上述问题，实现电力的无功就地平衡，减少能量损耗，无功补偿设备的选择和使用就显得十分必要。

在无功补偿设备的选择、安装和使用中，应注意以下几点：一是在使用电容器补偿时，必须根据配电电压的容量、目标功率因数等参数来确定电容容量。二是应该采用模糊投切方式来达到补偿的最佳效果，因为这一补偿方式具有适应面广、跟踪准确性高和调节平滑等优点。三是投切物理量最好选择无功功率，这样可以对投切振荡和无功倒送等情况进行有效防止。四是最好就地安装无功补偿装置，采用就地补偿的方式，以达到减少无功输出、节约能源的目的。

除此之外，高效光源等形式也可以满足电气自动化节能的要求，因为高校光源具有显色性能好、放光率高等优点。

3 电气化节能的开发

3.1 积极开发和创新电力节能措施

（1）分布式供电技术

分布式供电是区别于集中式供电的一种供电方式，它是以数千瓦到50M瓦的小型模式将发电系统分散布置在用户附近，可以独立提供冷、热和电能。分散式供电方式很少甚至没有能量损失，且可以采用可再生能源发电，既环保又节能。

（2）电力蓄能节能技术

该技术是采用中央空调余热回收储热、中央空调蓄冷等技术把富余的电转换为其他形式的能并储存起来，以供供需要时使用。电力蓄能节能技术，可以在电能使用的低谷将电能转化为热能、冷能等其他形式的能储存起来，并在用电高峰时释放出来。采用电力蓄能节能技术可以很好的解决资源浪费问题，充分发挥发电设备的作用。

3.2 开发新能源

（1）风能

风能蕴量极其巨大，其中可利用的风能可开发利用的水能总量还要大10倍。风能具有不需要燃料、清洁、无辐射和可再生等优越性，世界各国对风能开发和利用越来越重视。从能量转化的角度来说，风力发电是把风的动能转变成机械的动能，再把机械的动能转化为电能，它是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将提升旋转速度使发电机发电。

（2）太阳能

太阳能是一种可再生的、干净的新能源，越来越受到人们的喜爱，广泛应用于人们的日常生活和工作中， 其中之一就是将太阳能转换为电能，比如太阳能电池就是利用太阳能工作的。利用太阳能发电有两大类型：一类是太阳能光发电（亦称太阳光发电），另一类是太阳能热发电（亦称太阳热发电）。

4 结语

必须以节能为出发点和最终目标，尽可能减少能源的使用和浪费，降低因此带来的环境问题，为电气化自动设备的使用者营造一个舒适、安全、卫生的环境，实现电气节能技术的跨越式和可持续发展。

参考文献

[1] 陈金.关于电气化节能技术的探讨[J].中国科技投资，2012（11）.

[2] 张兰兰.电气自动化节能设计技术应用研究[J].科技致富向导，2012（10）.

[3] 张汝华.电气自动化节能技术要点分析[J].科技与企业，2013（9）.endprint