电气工程自动化节能环保技术研究

沈森尧

摘 要：在工业化进程不断推进的过程中，社会对电力的需求日渐上升，为电气自动化工程带来了极大的发展机遇。而节能环保技术在电气自动化工程中的运用，既可以满足社会可持续发展的要求，也能够使得企业经济效益获得更大的提高。本文主要阐述了电气自动化节能设计的发展，并从降低电能消耗、选择变压器、合理选用无功补偿设备、使用有源滤波器以及其他形式的节能等方面详细分析了电气体系的节能技术，最后探讨了电气系统自动化节能设计技术的实际应用。

关键词：工业化；电气工程；自动化技术；节能环保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.144

0 引言

如今社会发展非常快速，能源消耗量不断增加，甚至存在不合理的能源消耗现象，引起能源浪费问题。如今全球能源危机越来越大，要促进经济更好地发展，并保障能源的有效利用，就需要强化电气工程自动化节能环保技术的应用，在绿色减排的理念下实现电能的可持续利用与发展。

1 电气自动化节能设计的发展

电气工程属于现代科学研究中的重要学科，其发达程度在一定意义上能够体现国家的科学进步水平。如今电气工程得到了迅猛的发展，其体系比较完善，其自动化程度也日渐突显其人性化，推动了工业化进程的前进，其节能设计也朝着安全性、先进性、环保性以及可持续性等多个方向发展。第一，在安全性方面，既要注重节约能源，又要兼顾设备的安全运行，即电气自动化节能设计建立在设备安全稳定运行基础之上。第二，在先进性方面，如今各种新节能技术及其设备正在不断涌现，电气自动化节能技术始终走在行业前列，才可以获得最佳的节能效果。第三，在环保性方面，是电气自动化节能必然的发展趋势，可提高能源利用率，在能源节约的基础上，为企业创造理想的综合效益。第四，在可持续性方面，这一发展方向是电气自动化节能设计对节能减排的体现，可站在长远发展的角度，做好相关战略部署。

2 电气体系的节能技术

基于节能技术的完善电气体系，应该包括以下几个方面的内容：

（1）能够降低电能在传输中的消耗。电线电阻会使得电能传输过程中发生相关损耗，也被称为线损。因此，在电气自动化节能设计技术中，线损控制占据着重要地位。主要有效措施可以包括四点：第一，基于性能方面合理地选择电线，要求线缆具有较强的传输能力，从而降低电能传输损耗；第二，要合理选择电力传输线路，应该尽量以直线方式进行排线，从而缩短电线长度；第三，要让变压器尽量与负荷集中区域相近，从而缩短供电路程；第四，适宜选用横截面更大的电线，以减少电线电阻，可实现节能。

（2）选择变压器。在变压器选择方面，为降低其有功功率损耗，需选择节能型变压器。而要让三相电电流保持平衡性，则需要降低变压器本体损耗，因此适宜选用单相自动补偿设备，或者采用三相四线制供电方法，又或者在三相电源中均匀分接单相电气设备，从而增强负荷平衡性。另外，在变压器的合理选择方面，变压器材料也很重要。在节能理念下，供电企业可以选择铜片、硅钢片与绝緣材料的优化组合来提高变压器性能。尤其是铜在电气系统变压器节能设计中可取代硅材料，减少变压器空载运行的能耗，实现节能效果。

（3）合理选用无功补偿设备。无功功率在供电设备中占据着很多容量，线路损耗会比较大，降低了电网电压，这对电网经济运行造成影响，也会降低电能质量。站在用户的角度，无功功率的功率因素比较低，若小于0.9，则用户需缴纳一定的罚款，使其用电成本上升，损害经济效益。因此必须合理选用无功补偿设备，以实现无功就地平衡的目的，进而加大功率因数，最后可达到节能减耗、增强电能质量及提高电压稳定性等效果。例如，基于受导电抗作用，电机输出的交流电流及其电压相位角不等于0，使其电能无法被电气设备完全吸收，而没被吸收的部分电能会在电气设备和电机之间往返和发生变化，但是却无法被释放。在这样的情况下，合理选用无功补偿设备能够解决这一问题，提高其电能使用质量，保障其电压稳定性。

（4）使用有源滤波器。如今在电网领域，基于非线性电压电流特性的电气设备已经日渐增多，谐波电流使用量也相应地上升，使得电网阻抗方面的电压和基波电压发生重叠，从而导致电压畸变现象，进而引起电网联结电气设备的误动作发生。这也就使得谐波消除措施具有重要的意义，因此可采用有源滤波器进行处理。有源滤波器具有反应快的特点，其动态性能良好，要过滤谐波，需在电气设备误操作前进行，达到预防的效果，才可以促使电气设备运行更稳定和高效率，并获得节能的效果。如今电气市场还出现了很多节能变压器，供电企业可根据自身实际情况优先选择合格的节能变压器，比如S10型号与S11型号的节能变压器比一般的变压器更具优良的节能效果。但是需要注意的是，节能变压器在实际运用中，要保证采用合理的接线方式，才可以充分发挥其功能，并且尽量出现变压器长期超载运行情况，避免电耗过多或造成变压器磨损问题。

（5）其他形式的节能。除了上述节能技术，供电企业还能够通过其他形式达到节能效果。比如高效光源节能方法在当前也有一定的运用，主要用于照明方面，其在家庭用户或工厂单位的整体用电中占据着较大的比例。高效光源节能可发挥其光色良好、发光率较高以及显色性能较佳等多方面的优势，利于节约电气能源。而在选择高效光源时，需要根据相关规定与家庭或单位的实际需要，选用具有良好照明性能和能耗比较低的电源，从而获得一定的节能效果。对于家庭用户而言，在厕所或者楼梯等空间，可选用吸顶灯，使其吸附于室内的屋顶上，既满足用户日常需求，又能够降低电能消耗。对于工厂而言，一方面，可选用金卤灯来进行照明，实现节能，另一方面，在一种光源发挥的作用不明显的情况下，则可以通过多种光源结合的形式提高照明强度，从而降低能源消耗。

3 电气系统自动化节能设计技术的应用

（1）促进配电设计的优化。电气系统主要是为其配备的工程设备提供电力，因此在电气系统自动化节能设计中，需要考虑系统的适用性，确保其与配电设计标准相符合。在这个方面，要求电力系统要满足用电设备的相关负荷容量，并满足供电可靠性的要求，从而为电气设备的使用质量提供保障。在配电过程中，既要满足用电设备的各项基本要求，同时也要保证电力系统的配电灵活性与可靠性，促使电力系统可以实现稳定高效的运行。另外，在电气系统自动化节能设计中，还需要注重安全性这一原则，因此要选用具有良好绝缘性能的导线，同时在布线环节中，要确保导线间的绝缘距离比较合理。

（2）促进电气系统运行高效。在电气系统自动化节能设计中，要合理选择节能设备，为电气系统自动化节能技术的运用提供条件。要保障系统运行中的节能环保效果，可使用无功补偿设备，减少电气系统的电路损耗，并实现其负荷均衡。因此，在电气系统自动化节能配电设计中，可选取合理的设计系数，满足合理的负荷要求，并提高电气系统的功率因数。尤其是功率因数作为电气设备节能设计的重要参数，其关系着电能转化效率的提高与电能有效利用率的提升。因此，可以提高用户荷载率，选用极数较少的电动机来输出更大电流，在最短的时间内正常运行，可减少能耗，实现节能。

4 结语

综上所述，电气自动化节能设计的运用能够适应当前供电企业配电的发展要求，因此，供电企业要注重构建完善的电气自动化节能体系，根据各项规定与要求，推进电气系统自动化节能设计技术的实践运用，在促进配电系统设计优化的同时，也使得电气系统运行更加稳定高效，实现供电企业配电的运行可靠性与安全性。

参考文献：

[1]刘龙，王思齐.关于电气自动化的节能设计技术的探讨[J].建筑·建材·装饰，2015（07）：95.