黃 軒

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電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)

黃 軒

廣西南寧永凱現(xiàn)代餐飲娛樂有限責(zé)任公司，廣西南寧 530022

隨著社會的不斷發(fā)展和信息技術(shù)的不斷完善，電力系統(tǒng)不僅逐漸的走向自動化，而且在自動化的基礎(chǔ)上還逐漸的使用節(jié)能設(shè)計技術(shù)。而節(jié)能這一主題在今后也會被更廣泛的推廣。本文就從電氣自動化入手，對電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)進行了一番探討，提出應(yīng)從變壓器、無功補償、有源濾波器等節(jié)能技術(shù)上下功夫，旨在促使節(jié)能技術(shù)在電氣自動化系統(tǒng)中發(fā)揮最好的效果，以供借鑒參考。

電氣自動化；節(jié)能設(shè)計技術(shù)；變壓器；無功補償；有源濾波器

0 引言

對于電氣自動化中的節(jié)能技術(shù)而言，目前還處于發(fā)展階段。在電氣自動化系統(tǒng)中，要達到節(jié)能的目的，首先第一步必須做好系統(tǒng)供電中設(shè)備安全、安裝可靠的設(shè)計，換而言之，在整個設(shè)計的過程中必須不斷優(yōu)化配電設(shè)計，促進電能合理利用；必須提高電氣自動化系統(tǒng)的運行效率，減少電能的直接或間接損耗。只有這樣，才能保證整個系統(tǒng)在設(shè)計與安裝完成后使用時達到節(jié)能的作用，從而為其帶來良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

1 電氣自動化及節(jié)能設(shè)計概述

電氣自動化是電氣信息領(lǐng)域的一門新興學(xué)科，它和人們的日常生活及工業(yè)生產(chǎn)有著密切聯(lián)系。它在提高工作效率、運行成本、勞動生產(chǎn)率以及改善勞動條件等方面起著重要的作用。近年來，隨著“綠色工業(yè)革命”的興起，節(jié)能成為當前經(jīng)濟建設(shè)的重要目標。可以說，先進的自動化技術(shù)正是推動各行業(yè)節(jié)能減排的有效武器。未來全球經(jīng)濟發(fā)展的趨勢是誰率先掌握節(jié)能的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)權(quán)，誰將主導(dǎo)未來的全球經(jīng)濟。對于電氣自動化系統(tǒng)來說，由于城市電網(wǎng)的不斷擴大，電力也不斷增容，因此會使用很多的變頻器、整流器等，而這樣會造成大量的諧波產(chǎn)生，從而危害到電網(wǎng)。由此，為了消除諧波，從節(jié)能的方向考慮，電氣自動化應(yīng)主要從變壓器、無功補償、有源濾波器等技術(shù)上下功夫，可以利用減少電路的傳輸損耗、優(yōu)選變壓器、補償無功、使用有源濾波器等方法來使電氣系統(tǒng)在運行的過程中達到節(jié)能的目的。也只有這樣，才能使電氣自動化系統(tǒng)使用時達到節(jié)能的效果。

2 電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)

2.1 減少電能的傳輸損耗

電能在傳輸?shù)倪^程中，一般情況下由于導(dǎo)線上存在著電阻就會產(chǎn)生有功功率損耗。然而，線路上的電流是不能改變的，因此，為了有效減少電能在線路上的傳輸損耗，就只有減小導(dǎo)線的電阻。實際上，導(dǎo)線的電阻是與導(dǎo)線的截面積成反比，而與電導(dǎo)、導(dǎo)線長度成正比的。具體來說，要有效減少導(dǎo)線的電阻，就應(yīng)該從以下幾個方面入手：一是選用電導(dǎo)率較小的材質(zhì)做導(dǎo)線，這樣可以減少電能在來回的電路上的損失；二是減小導(dǎo)線的長度。這可以在進行布線時，讓導(dǎo)線盡量走直路，避免過多的走彎路，從而減少導(dǎo)線的長度；三是變壓器應(yīng)該盡量接近負荷中心，從而減小供電距離。四是增大導(dǎo)線的橫截面積。在各方面條件允許的情況下，盡量選擇橫截面積較大的導(dǎo)線，從而通過減小電阻減少損耗，達到節(jié)能的目的。

2.2 變壓器的選擇

具體而言，在設(shè)計選擇變壓器時，應(yīng)該滿足以下幾點要求：一是變壓器應(yīng)選用節(jié)能型的，以大大減少變壓器的有功功率損耗；二是為了使流過的三相電的電流保持平衡，應(yīng)減少變壓器本體損耗，最好采用一些諸如單相自動補償設(shè)備、三相四線制供電、將單相用電設(shè)備均勻分接在三相電源上等有效的減少負荷不平衡的方法。

2.3 無功補償

在電氣自動化系統(tǒng)中，無功功率占有供配電設(shè)備的很大一部分容量，因此增大了線路的損耗，從而造成電網(wǎng)的電壓下降，從而大幅度影響到電能質(zhì)量和電網(wǎng)的經(jīng)濟運行。因此，為了實現(xiàn)無功就地平衡，減少損耗，可以選用恰當?shù)臒o功補償設(shè)備，這樣也能夠有效提高社會和經(jīng)濟的雙重效益。具體而言，對無功補償設(shè)備有以下幾點要求：一是在使用電容器補償時，電容器容量的確定應(yīng)該根據(jù)具體參數(shù)，如目標功率因數(shù)、配電電壓的容量、負荷等等，通過對這些參數(shù)的計算來確定；二是為了達到良好的補償效果，應(yīng)該采用集調(diào)節(jié)平滑、跟蹤準確、適應(yīng)面廣等優(yōu)點為一體的模糊投切方式，因為以前的補償電容組中電容器的分擔(dān)方式、投切開關(guān)的方式、按編碼配置的方式、按比例分配的方式等，都不能達到現(xiàn)在我們想要的補償效果；三是最好選擇無功功率作為投切參數(shù)物理量，以有效防止投切振蕩、無功倒送等情況的發(fā)生。此外，無功補償裝置最好就地安裝，實行就地補償，這樣才能使線路上的無功傳輸減少，達到節(jié)能的目的。

2.4 使用有源濾波器

為了有效避免與電網(wǎng)聯(lián)結(jié)電氣設(shè)備的誤動作，就必須消除諧波，而消除諧波最有效的方法就是使用有源濾波器。誤動作主要是由于電氣設(shè)備數(shù)量的增加，產(chǎn)生的諧波越來越多，又由于這些諧波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生的電壓與基波電壓重疊，就會引起電壓的畸變，從而造成電氣設(shè)備產(chǎn)生誤動作。概括起來，有源濾波器主要以下特性：具有優(yōu)異的動態(tài)性能；反應(yīng)快；能使功率范圍更寬大等，能使無功補償達到更好的效果。一般情況下，采用有源濾波器對產(chǎn)生的諧波進行過濾，在電氣設(shè)備誤操作之前就能夠?qū)⑵渥柚?，使電氣設(shè)備的運行更加有效率，從而達到節(jié)能的目的。

總之，除了在電氣自動化系統(tǒng)中采用變壓器、無功補償、有源濾波器等節(jié)能技術(shù)外，還可以采用高效光源等其他的形式來進行節(jié)能，因為高效光源具有光色好、發(fā)光率高、顯色性能優(yōu)異等優(yōu)點，能從根本上節(jié)約能源。由此，要不斷地對電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)進行研究，這不僅可為電氣節(jié)能提供有力的技術(shù)保障，而且還將大大地促進電氣節(jié)能高新技術(shù)的發(fā)展。

3 結(jié)論

綜上所述，必須從節(jié)約能源出發(fā)，使電氣自動化盡可能少用能源，降低對環(huán)境的污染，并為使用者提供健康、舒適的工作及生活空間，最終實現(xiàn)我國節(jié)能電氣的跨越式發(fā)展。可以預(yù)言，隨著社會的進步和電力技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化的節(jié)能技術(shù)在今后的使用會越來越廣泛，而今后研究的節(jié)能技術(shù)也將會朝著更好的方向發(fā)展。

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[2]徐吟華.淺談電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)[J].廣東科技，2009(12).

[3]邢曉明，李永健，鄭順祥.論水庫電氣工程設(shè)計中的節(jié)能[J].科技致富向?qū)В?009(3).

[4]趙士琦.淺談節(jié)能型鍋爐房的電氣自動化設(shè)計[J].裝備制造技術(shù)，2011(4).

TM92

A

1674-6708（2012）58-0107-02

黃軒，電氣工程師，研究方向：電氣節(jié)能