摘 要：自動化是當(dāng)前電氣工程發(fā)展的一個重要方向，近年來，隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，電氣自動化得到長足發(fā)展，且對節(jié)能提出了更高要求。本文基于電氣自動化節(jié)能設(shè)計原則，系統(tǒng)探討所應(yīng)用的節(jié)能設(shè)計技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；節(jié)能設(shè)計；基本原則

1 電氣自動化節(jié)能設(shè)計基本原則

1.1 優(yōu)化供配電系統(tǒng)

因電氣自動化系統(tǒng)的運(yùn)行需有充足動力來保障，所以對其供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計最為關(guān)鍵。在設(shè)計中，應(yīng)考慮電氣設(shè)備負(fù)荷量及對電力供應(yīng)要求，同時還應(yīng)注重用電安全。此外，還需加強(qiáng)供配電系統(tǒng)的防靜電、防浪涌等設(shè)計，保證其既可滿足電氣自動化用電需要，又能滿足有關(guān)技術(shù)規(guī)定，進(jìn)而合理應(yīng)用電能，達(dá)到節(jié)能目的。

1.2 重視電氣設(shè)備管理

電氣自動化設(shè)備在運(yùn)行中，并非一直處在最高功率狀態(tài)，大部分設(shè)備運(yùn)行功率會比額定功率低，但電能消耗基本一樣，以致于部分電能會浪費(fèi)掉[1]?；诖?，應(yīng)重視和強(qiáng)化電氣設(shè)備管理提升運(yùn)行效率，比如：采取無功補(bǔ)償調(diào)控設(shè)備實際運(yùn)行狀態(tài)，節(jié)約電能。

1.3 合理的負(fù)荷系數(shù)

負(fù)荷系數(shù)是電氣自動化設(shè)計中的重要內(nèi)容，直接關(guān)系到電氣設(shè)備的利用率和負(fù)荷效率。但在確保電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行前提下開展安全設(shè)計，對某些用電相對特殊的設(shè)備，需依照實際運(yùn)行情況動態(tài)調(diào)整負(fù)荷系數(shù)，已實現(xiàn)節(jié)能效用。

2 電氣自動化節(jié)能設(shè)計技術(shù)

2.1 降低電力傳輸損耗

在電力傳輸中，通常會因?qū)Ь€有一定電阻而出現(xiàn)有功損壞。但線路上的電流是無法改變的，因而為降低線路傳輸損耗，那么只能最大限度減小導(dǎo)線電阻。導(dǎo)線電阻與其截面大小成反比，和線路長度及電導(dǎo)成正比?；诖?，在電氣自動化節(jié)能設(shè)計中，應(yīng)盡量減小導(dǎo)線電阻，具體要做好這幾點：（1）選用電導(dǎo)率小的材質(zhì)作為電氣自動化系統(tǒng)的導(dǎo)線，如此可減少電能在線路上的運(yùn)行損耗；（2）合理設(shè)計導(dǎo)線長度，在布線時盡量直線布設(shè)，可縮短導(dǎo)線長度；（3）變壓器必須盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短輸配電距離；（4）適當(dāng)增大導(dǎo)線橫截面，在條件允許下盡量選用截面較大導(dǎo)線，可減小電阻損耗，提高電能利用率，減少浪費(fèi)。

2.2 合理應(yīng)用無功補(bǔ)償

無功功率在在整個電氣自動化系統(tǒng)的輸配電設(shè)備中占據(jù)大部分容量，因而在一定程度上增加了線路損耗，使得電網(wǎng)電壓降低，進(jìn)而對電力質(zhì)量及電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生不利影響。所以，為達(dá)成無功平衡，減少電能損耗，應(yīng)合理應(yīng)用無功補(bǔ)償設(shè)備，如此可有效提升電氣自動化的經(jīng)濟(jì)和社會效益，在電氣自動化節(jié)能設(shè)計中發(fā)揮著重要作用。一方面，在應(yīng)用電容器補(bǔ)償時，應(yīng)依照電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)來確定電容器容量，包括功率因素、電壓容量、電負(fù)荷等。另一方面，為獲得良好、穩(wěn)定的補(bǔ)償效果，可應(yīng)用集跟蹤、平滑調(diào)節(jié)、適用面廣等于一體的模糊投切方式，以往的補(bǔ)償電容器的投切方式、分擔(dān)模式、按編碼配置方式等，均無法達(dá)到滿意的補(bǔ)償效果。此外，應(yīng)盡量選用無功功率來充當(dāng)投切參數(shù)物理量，以避免出現(xiàn)無功倒送、投切不穩(wěn)等問題。同時，無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)就地安裝，如此可減少輸配電線路無功傳輸，提高電力配送效率，減少損耗。

2.3 應(yīng)用變頻拖動技術(shù)

當(dāng)前，電氣系統(tǒng)變頻技術(shù)日益成熟，逐步取代以往的降壓啟動器裝置。變頻裝置就是將既定的電壓、頻率的交流電轉(zhuǎn)變成可調(diào)控交流電的設(shè)備[2]。應(yīng)用該裝置需要先把三相、單相交流電一同轉(zhuǎn)變成直流電，然后再把直流電轉(zhuǎn)變成原本形式。變頻裝置在運(yùn)行時會改變電力輸出頻率和電壓，進(jìn)而改變電氣設(shè)備的運(yùn)行曲線，使其平線整體降低。為提升電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性，每個變頻裝置在裝配動力驅(qū)動時，均要設(shè)計一定富余量。如果電氣設(shè)備不能在滿荷狀態(tài)下運(yùn)行，在滿足動力驅(qū)動下，所剩力矩就會損耗掉一定的有功功率，而使電能消耗增加。對于水泵、風(fēng)機(jī)等電氣設(shè)備的運(yùn)行速度調(diào)節(jié)，通常是對出入口擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)。在變頻調(diào)節(jié)中，如果要減小流量，需要減少設(shè)備轉(zhuǎn)速，使其能滿足運(yùn)行規(guī)定。變頻裝置具有調(diào)壓、調(diào)頻、調(diào)速等作用，應(yīng)用當(dāng)前的數(shù)字化技術(shù)，在成本上較高，但操作便捷，能更好的調(diào)控電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行，提高運(yùn)行效率，降低能耗。

2.4 應(yīng)用好有源濾波裝置

電氣自動化系統(tǒng)在運(yùn)行中必然會產(chǎn)生一定的諧波，而這種現(xiàn)象會減小電氣設(shè)備可用性，同時對電氣設(shè)備的性能產(chǎn)生不利影響。倘若電氣自動化系統(tǒng)長期受諧波影響，不但會降低系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，同時還易造成操作失誤，不利于電氣設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。另外，諧波還會讓電氣設(shè)備壽命縮短，影響功能的發(fā)揮。有源濾波裝置運(yùn)行速度快，且具有良好的濾波效果，價格上相對貴，但在過濾中不會出現(xiàn)諧振等現(xiàn)象，因而應(yīng)用有源濾波裝置能消除諧波產(chǎn)生，避免操作失誤，提高供電安全性和可靠性，保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。比如：變壓器應(yīng)用△/Y節(jié)接線，可有效消除3的整數(shù)倍高次諧波，再如提升整流變壓器二次側(cè)相數(shù)等，可提升電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行效率，實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。

2.5 合理選用節(jié)能性光源

應(yīng)嚴(yán)格依照國家電氣設(shè)備節(jié)能要求選用照明光源，盡量選用效能穩(wěn)而高的光源，因光源的發(fā)光效率是一般照明等數(shù)倍，可有效節(jié)約電能。根據(jù)實際需要選擇光源，比如：壓鈉燈、金屬鹵化物燈等，對于這類光源，還應(yīng)配置相應(yīng)的節(jié)能鎮(zhèn)流裝置，進(jìn)而減少能耗。另外，應(yīng)嚴(yán)格按照照明用途和環(huán)境合理設(shè)計，在滿足照明需要同時，最大減少電能消耗。

3 結(jié)語

總之，電氣自動化節(jié)能設(shè)計是一項系統(tǒng)性、綜合性工程，應(yīng)在掌握一定原則基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用各項節(jié)能技術(shù)，包括降低電力傳輸損耗，無功補(bǔ)償、變頻技術(shù)、濾波裝置等技術(shù)應(yīng)用，能實現(xiàn)良好的節(jié)能效果，使電氣自動化系統(tǒng)發(fā)揮最大效益。

參考文獻(xiàn)

[1]張金平，楊威.當(dāng)前節(jié)能設(shè)計技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用分析[J].中國管理信息化，2015，（22）：44.

[2]班建民.建筑電氣與智能化工程項管理[M].中國建筑業(yè)出版社，2011：252-253.

（作者單位：河南神火煤業(yè)公司劉河選煤廠）