电气自动化工程及其节能设计的应用

魏然

摘 要：电力系统电气自动化技术关系着人们的生活和工作，其具有很广泛的应用范围。作为电气工程中的重要部分，电气自动化工程节能技术已经成为热点关注问题。电气自动化领域的从业人员来讲， 不仅要保证供电的安全性与可靠性， 还要努力使整个供电工程同时具有良好的生产效益与社会效益。本文主要对电气自动化节能设计技术的相关问题进行了探讨。

关键词：电气自动化；节能设计；技术

前言：

工业化进程的加快，使得社会对于电力的需求不断增加，电气自动化工程得到了前所未有的发展。那么探究电气自动化的节能设计就变得尤为重要，它可以减少能源的浪费，供电和输电系统也可以避免瘫痪的现象出现，最终可以为人们提供良好的生活环境。

一、电气自动化节能设计的重要性

随着信息化技术的发展，电气自动化工程与人们的日常生活之间的关系越来越紧密，在社会中也具有十分重要的地位，在我国社会中也越来越得到人们的关注和推广。电气节能自动控制系统具有根据外界信号要求可接通或断开电路，改变参数，实现对电路或对非电参数的控制设备。主要体现在：对直流系统和LPS系统的监视；对发电机组和保安电源控制和操作；对变压器控制和操作；对于38OV低压厂进行监视和操作；对启动、灭磁操作、控制方式切换；对发变组动磁变压器保护控制等功能。一方面电气自动化的节能设计可以缓解我国能源短缺的问题，在很大程度上减少了我国能源的消耗。电气自动化节能的设计，会减少电能源的浪费，能够为居民提供更稳定的电力，还能使企业中各种电气设备运行更加的可靠，将工作效率大大的提高，降低对能源的消耗，降低了企业运行的成本，使经济效益增加。因此，分析电气自动化节能技术就变得尤为重要。他不仅可以预防供电和输电系统出现瘫痪现象，节约资源，而且也可以为人们提供和谐、健康的生活环境。另外，在各个企业中，电气自动化节能系统可以提高工作效率，可以使电气设备安全的运行，还能减少能源的消耗，从而企业可以从中获得更大的利益。

二、电气自动化节能设计原则

1安全性

节约能源的工作要在电气设施设备完好， 生产顺利运行的基础上进行。对于规范中所要求的，在节能设计中都要进行判断和分析，以便电气自动化的节能设计具备节能的功效，并且符合规范中的要求。作为电气工程设计中的首要原则，安全性原则就是使设计者要有长远的目光，能够运用全面的观点看问题，不仅要重视节约能源，还要重视电气设备的安全性以及其运行过程中的安稳型，以确保电气工程自动化的运营生产能够顺利进行。

2先进性

在科学和技术的发展下，在进行电气自动化节能设计相关工作的过程中，必须关注新技术的应用，利用最前沿的设备与技术确保设计工作的先进性，提升电气自动化系统的节能成效。以确保电气节能技术总能走在这个行业，以确保电气自动化工程的节能效果最大化。

3环保性

电气自动化节能的主要目的，是为了提高能源利用的效率，达到节能、提高企业综合效益。关注电气自动化节能设计的经济型，进而获得设计的最佳效果，从而确保节能相关工作的正常开展。因此，在节能设计中，节能材料的选择尤为重要，好的节能材料可以保证环保性和安全性以及实用性，尽可能减少对于环境的污染和破坏。

三、 电气自动化工程的节能设计技术应用

1减少能源消耗和损失

进行节能设计的最主要目的是减少能源的浪费和消耗，最终减轻电网的负担。电能传输的过程中会产生热能，但也消耗能量，根本的解决方案是减少电阻。首先，应该选择合适的导线作为电线， 加强新材料的应用水平。 其次要想办法减少导线的长度，在进行排线时，最好尽量是排直线，少排弯曲线，从而缩短电线的长度。同时， 也要让变压器尽量的接近用电区，能够减少供电距离。要尽量增加导线的截面积， 尽量选择横截面积大的导线， 减少电阻的消耗。

2选用无功补偿设备

在所有的配电设备中，无功功率会有非常大的容量，如果不采取处理措施，会增加线路的损耗。想要实现无功功率平衡，就必须使用无功补偿设备。在原有基础上增加功率的因数，保证系统电压的稳定性。应用无功补偿设备后，电能质量就恢复到初始水平，以节能减耗。在使用无功补偿设备时，一定要满足下列要求。在选用设备时主要遵循以下几个方面：一是要根据参数来选择。选用设备时要看好参数，例如容量或电压的负荷等。第二是选择时要结合电网的实际情况。除了注意参数，就要结合电网的运行状况，所以要对补偿线路以及负荷情况有充分的了解，大负荷要对应选择动态补偿线路，相应的小负荷要选择静态补偿线路，这样一来可以起到很好的节能效果。第三是投切方式的选择。在选择设备时，一定要抛弃以往的滞后模式，要选择准确系数比较高的、适用相对广泛的投切方式。最后要就地安装设备。这样做的目的是取得更好的补偿作用，减少能耗。

3科学选择变压器

作为电气自动化的重要组成部分， 变压器主要负责电压、电流以及功率的转换， 因此也是电气自动化工程中的耗能大户， 变压器的选择对节能效果有着很大的影响。首先变压器的材料选择要合理，变压器的制作材料要进行优化，使用铜片、绝缘材料、硅钢片等进行组合，秉承节约理念，择优选择最佳的材料。其次，选择那些功率损耗小、三相四线制变压器，以此实现电流负荷保持平衡的目的，这样不仅可以减少变压器的电能损耗，还可以起到一定的环保效果。最后，合理进行变压器配置，一是变压器容量的确定，应该根据实际需要进行明确，确保容量的合理性，若容量过大，容易导致变压器长期处于轻载状态，造成电能的浪费；若容量过小，则变压器长期过载运行，影响其使用寿命。 通常来讲，在对变压器容量进行确定时，应该尽可能留出 20%的冗余空间。 二是变压器台数的选择， 应该在综合考虑扩容和可能出现的过度损耗的情况狭隘，尽可能避免使用多臺变压器，以免造成资源的浪费。 如果必须采用两台或者更多的变压器，应该采取并联措施，以提升变压器的安全性和可靠性，增加电力系统的功率因数。

4有源滤波器的使用

电气设备工作的始终都不可避免的会产生谐波，谐波的出现除了会降低电气设备的可用性，还对电气设备的质量有着很恶劣的影响。电气设备在运行过程当中，无法避免的会出现谐波，它会使电气设备的质量受损，而且如果谐波高频作用在电网上，会使电压不稳定，影响正常供电和电气设备的运行。因此，应用有源滤波器可以有效避免谐波的产生，避免操作过程中的失误，使供电的可靠性大大增强；不仅能够保证各种电气设备的正常工作，还可以很好地保护设备。

5提高系统功率

功率因数是电气运行的重要物理量，功率因数的大小与电路的负荷性质有关，它与电气设备的节能密切相关。功率因数如果长期控制在比较高的水平上，电力系统的无功功率就会随之变大，系统电能的转化率也就会变高。为了减少传输无用功， 实现节能， 要坚持分级补偿的原则和就地平衡的原则。 在运行过程中选择极数较少的电动机， 则可有效地提高设备的运行效率，节约能耗。而变频自动控制的电动机，也可以降低电动负荷，提高功率因素。电力系统运行中，想从根本上降低有功功率的损耗，应该从降低电路损耗、使用无功功率补偿以及均衡负荷等方面入手。例如，设计配电时，应该合理选择系数，科学制定负荷，以有效提高电源综合利用率和设备运行效率，从而在最大程度上降低电能的损耗。

四、结语

总之，电气工程自动化节能设计者要立足自身实际，切实从有关方面出发，做好相关的节能设计，以实现节约能源的目的。随着社会的发展，电气自动化节能技术仍然需要进行不断完善和发展，不断优化配电设计，在科学利用电力资源的同时，还需要不断提高电力系统的运行效率，真正地做到降低能源消耗。

参考文献：

[1]陆 伟.电气自动化的节能设计技术研究[J].中国高新技术企业，2015

[2]罗宇杰. 浅谈电气自动化在电力系统中的应用[J]. 广东科技，2014endprint