童麗

[摘 要]伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展以及信息技術(shù)的進(jìn)一步提高，電力系統(tǒng)在自動(dòng)化程度不斷提高的同時(shí)，正逐漸推廣運(yùn)用節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)。本文介紹了電氣工程設(shè)計(jì)原則，探討了電氣系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]電氣；自動(dòng)化；節(jié)能；技術(shù)

在電氣信息領(lǐng)域當(dāng)中電氣自動(dòng)化是其中一門興起的學(xué)科，它與工業(yè)生產(chǎn)以及我們的生活緊密相連。對(duì)于生產(chǎn)效率的提高、運(yùn)行成本的降低以及降低勞動(dòng)強(qiáng)度等各個(gè)方面都發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。最近幾年以來(lái)，國(guó)家大力倡導(dǎo)“綠色工業(yè)革命”，節(jié)能是目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)十分重要的目標(biāo)。而先進(jìn)的自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)成為促進(jìn)各個(gè)行業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵武器。今后世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)就是誰(shuí)擁有了節(jié)能技術(shù)，誰(shuí)就將主導(dǎo)將來(lái)世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。針對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)而言，因?yàn)槌鞘须娋W(wǎng)及其電容的進(jìn)一步增加，所使用的變頻器、整流器等也越來(lái)越多，從而產(chǎn)生了大量的諧波，導(dǎo)致電網(wǎng)節(jié)能受到威脅。所以，為了更好地消除諧波，從節(jié)能的角度考慮，電氣自動(dòng)化節(jié)能必須從變壓器、有源濾波器以及無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)确矫娴募夹g(shù)上進(jìn)行努力，通過(guò)降低電路的傳輸損耗、選擇性能優(yōu)良的變壓器、補(bǔ)償無(wú)功以及選擇有源濾波器等方式使得電氣系統(tǒng)在運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。唯有如此，才能夠使得電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在使用過(guò)程實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。

一、電氣工程設(shè)計(jì)原則

1.優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能合理利用。在做工程電氣設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮的是適用性，就是要能為設(shè)備的運(yùn)行提供必要的動(dòng)力； 為在建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好的人工環(huán)境提供必要的能源；應(yīng)該滿足用電設(shè)備對(duì)于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性的要求；應(yīng)能保證電氣設(shè)備對(duì)于控制方式的要求，從而使電氣設(shè)備的使用功能得到充分的發(fā)揮。做到供電系統(tǒng)高效、靈活、穩(wěn)定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性，電氣線路應(yīng)有足夠的絕緣距離、絕緣強(qiáng)度、負(fù)荷能力、熱穩(wěn)定與動(dòng)穩(wěn)定的裕度；確保供電、配電與用電設(shè)備的安全運(yùn)行；有可靠的防雷裝置；防雷擊技術(shù)措施；在特殊功能的場(chǎng)合下還應(yīng)有防靜電、防浪涌的技術(shù)措施；按建筑物的重要性與火災(zāi)潛在危險(xiǎn)程度設(shè)置相應(yīng)必要的技術(shù)措施。在滿足電氣工程的實(shí)用性和安全性的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的技術(shù)，優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能合理利用。

2.提高設(shè)備運(yùn)行效率，減少電能的直接或間接損耗。在滿足建筑物對(duì)使用功能的要求和確保安全的前提下，盡可能減少建設(shè)投資，最大限度的減少電能與各種資源的消耗。選用節(jié)能設(shè)備、均衡負(fù)荷、補(bǔ)償無(wú)功、減少線路損耗、降低運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，提高電源的綜合利用率，提高設(shè)備運(yùn)行效率、減少電能的間接或直接損耗。

3.合理調(diào)整負(fù)荷，選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù)，提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率。在滿足建筑物對(duì)使用功能的要求和確保安全的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能提高電能質(zhì)量、合理調(diào)整負(fù)荷、選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù)、在特殊用電的情況下選擇合理的節(jié)能措施，提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率節(jié)約電能。

二、電氣系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)

1.減少電能在線路上的傳輸損耗。電能在傳輸?shù)倪^(guò)程中由于導(dǎo)線上存在著電阻就會(huì)產(chǎn)生有功功率損耗。然而線路上的電流是不能改變的，為了減少線路上電能的損耗就只有減小導(dǎo)線的電阻。導(dǎo)線的電阻是與電導(dǎo)、 發(fā)光率高、導(dǎo)線長(zhǎng)度成正比，而與導(dǎo)線的截面積成反比。

2.無(wú)功補(bǔ)償

在電力系統(tǒng)中，無(wú)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，也因此影響了電能質(zhì)量和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。而對(duì)于用戶而言，無(wú)功功率的直觀表現(xiàn)為功率因數(shù)偏低，而當(dāng)功率因數(shù)小于0.9時(shí)，用戶就會(huì)向供電部門繳納一定比率的罰款，因此用戶用電的成本也增高，經(jīng)濟(jì)效益就會(huì)下降。但是我們?nèi)暨x用恰當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的話就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地平衡，提高功率因數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗、提高電能質(zhì)量、穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的目的，而且能夠提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。比如，在受導(dǎo)電抗的作用下，電機(jī)發(fā)出的交流電流和交流電壓的相位角不為零，因此電機(jī)發(fā)出的電能不能完全被用電器吸收，不能被吸收的部分則在電機(jī)和用電器之間往返變化而不會(huì)釋放出來(lái)。又因?yàn)殡娙萜鳟a(chǎn)生的是超前的無(wú)功，因此采用電容器補(bǔ)償可以與無(wú)功率的電能進(jìn)行抵消，即Q=QL-QC。

3.濾波器

由于電網(wǎng)中的非線性電壓電流特性的電氣設(shè)備的數(shù)量不斷增加，因此產(chǎn)生的諧波電流也越來(lái)越多，而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(huì)引起電壓的畸變，從而造成與電網(wǎng)聯(lián)結(jié)電氣設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作。因此，為了避免這些電氣設(shè)備的誤動(dòng)作就要消除諧波，而目前消除諧波最有效的方法就是使用有源濾波器。

有源濾波器具有很多的特性，比如：反應(yīng)快，具有優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能；在無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪Ｊ较孪C波，功率因數(shù)就可以強(qiáng)制達(dá)到1；三相補(bǔ)償?shù)闹C波電流可同時(shí)濾除2～60次濾波；多元有源濾波器采用并聯(lián)運(yùn)行能夠使功率范圍更寬大。采用有源濾波器對(duì)產(chǎn)生的諧波進(jìn)行過(guò)濾，在電氣設(shè)備誤操作之前就將其阻止，則使得電氣設(shè)備的運(yùn)行更加有效率，從而也能夠使無(wú)功補(bǔ)償達(dá)到更好的效果，達(dá)到節(jié)能的目的。

4.其他形式的節(jié)能

除了在電氣系統(tǒng)中采用節(jié)能技術(shù)進(jìn)行節(jié)能之外，還可以采用其他的一些形式進(jìn)行節(jié)能，比如：采用高效光源節(jié)能，在家庭用戶中照明用電占整體用電的很大一部分，因此，將照明的光源采用發(fā)光率高、光色好、顯色性能優(yōu)異的高效光源無(wú)疑是一個(gè)好的選擇。這樣就從根本上節(jié)約了能源。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，一方面可以在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中選擇無(wú)功功率補(bǔ)償、變壓器以及有源濾波器等相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)之外，還能夠選擇高效光源等其余的節(jié)能辦法，由于高效光源具備光色非常好、發(fā)光率非常高、顯色性能好等特點(diǎn)，可以從源頭上節(jié)省能源。由此可見，必須對(duì)電氣自動(dòng)化的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究，以便為電氣節(jié)能提供更好的技術(shù)支撐，從而推動(dòng)電氣節(jié)能技術(shù)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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