戴金忠

摘要：電氣系統(tǒng)的自動化的發(fā)展歷史十分年輕，它作為電氣領(lǐng)域里面新發(fā)展起來的學(xué)科，與人們的日常生活以及人們在工業(yè)上的生產(chǎn)都有著密不可分的關(guān)系。它能夠大大地降低電氣工作運(yùn)轉(zhuǎn)的成本費(fèi)用、改善工人們的勞動環(huán)境、提高他們的生產(chǎn)效率及工作效率。本文筆者對電氣自動化的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；節(jié)能；設(shè)計(jì)

前 言

我國的電力行業(yè)不斷發(fā)展，電氣自動化應(yīng)用越來越廣泛。但是由于各個行業(yè)中能源浪費(fèi)較嚴(yán)重，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來阻礙。因此在工業(yè)發(fā)展行業(yè)中節(jié)能問題受到社會廣泛關(guān)注。為此，文章從電氣自動化節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用入手，提出節(jié)能技術(shù)優(yōu)化方法。

一、設(shè)備應(yīng)用以及必要性

1.電氣自動化簡介

電氣自動化是指在利用電能的基礎(chǔ)下，驅(qū)動電力設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工作自動化的全新科學(xué)技術(shù)。例如，生活中的自動洗衣機(jī)、家用電器等。而在大型企業(yè)中的電氣自動化不僅能夠提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，還能降低生產(chǎn)成本，在社會中獲得廣泛應(yīng)用。

2.實(shí)際應(yīng)用

眾所周知，鋼鐵行業(yè)在實(shí)施過程中十分復(fù)雜，其中電氣自動化設(shè)備在這其中的作用不能被取代。例如，自動化煉鋼設(shè)備、材料傳輸以及鋼鐵灌注設(shè)備，在鋼鐵生產(chǎn)中作用至關(guān)重要。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，石油化工設(shè)備也開始逐漸的步入了數(shù)字化和智能化，尤其是在石油化工企業(yè)中，自動化控制技術(shù)必須要積極的進(jìn)行探究，以促進(jìn)我國石油化工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。智能化控制是模擬人類的思維方式以及行為來對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的，目前自動化控制主要有以下幾種模式，首先是自適應(yīng)控制，這是能夠根據(jù)工作環(huán)境的情況進(jìn)行自動智能調(diào)節(jié)的反饋控制系統(tǒng)，從而使得系統(tǒng)能夠按照已經(jīng)設(shè)定好的標(biāo)準(zhǔn)以最好的狀態(tài)進(jìn)行工作；其次是最優(yōu)控制，這是一個十分重要的環(huán)節(jié)，這種控制在航天航空等領(lǐng)域的應(yīng)用都是比較成熟的，而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，最優(yōu)控制也逐漸的被應(yīng)用到石油化工中。

3.必要性

電氣自動化技術(shù)是新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的重要目標(biāo)，電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)工作至關(guān)重要。電氣自動化節(jié)能工作的順利開展能夠最大程度地利用電能，有效減少電能浪費(fèi)與損耗，電網(wǎng)中也不會由于電量短缺而出現(xiàn)間歇性的供電不足等情況。在企業(yè)發(fā)展中，電氣自動化節(jié)能技術(shù)有著較為積極的現(xiàn)實(shí)意義，不僅能夠提高電氣設(shè)施的安全性，還能有效減少能耗損失。

二、節(jié)能設(shè)計(jì)原則

1.保證正常用電

電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)的大前提就是保證生產(chǎn)和生活正常用電。如果節(jié)能效果好，但是使得人們用電受到阻礙，那么電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)將失去意義。所以，節(jié)能的同時還要保證人們生活的質(zhì)量，不能以犧牲生產(chǎn)和生活的代價來進(jìn)行電氣節(jié)能。

2.經(jīng)濟(jì)效益

電氣節(jié)能要根據(jù)實(shí)際的情況來進(jìn)行，不能只追求單純節(jié)能目標(biāo)，使電氣節(jié)能上的成本盲目增加。電氣工程師在進(jìn)行電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，需要投入的資金應(yīng)該合理且符合實(shí)際，不能舍本逐末，充分保證電氣自動化設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時的效益。

3.環(huán)保

電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)主要是為了提高電氣能源的使用率以及綜合方面的經(jīng)濟(jì)收益。在做電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)時，需要對節(jié)能材料進(jìn)行選擇，并保證材料的節(jié)能環(huán)保性以及安全實(shí)用性。同時根據(jù)實(shí)際情況，需要對原材料進(jìn)行篩選，不僅出于對環(huán)境的保護(hù)，也實(shí)現(xiàn)了能源的循環(huán)利用。

三、設(shè)計(jì)方法

1.變壓器方面

降低電能損耗是電氣自動化節(jié)能的重要途徑，對于變壓器來說，可以從變壓器的材料方面入手。例如銅線、鋼材、硅鋼片等材料都是在變壓器中常見的材料，如果這些典型的材料選擇不恰當(dāng)就會造成電能被大量的浪費(fèi)，增加電能的損耗。首先在進(jìn)行變壓器材料選擇時，應(yīng)該時刻堅(jiān)持節(jié)約材料的基本原則，在滿足工作需求的基礎(chǔ)上，對電氣自動化設(shè)備運(yùn)行時的介質(zhì)以及材料進(jìn)行科學(xué)化選擇，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本與電能損耗。而對于配電柜與線路來說，在材料選擇上盡可能地選擇銅線作為介質(zhì)，并采取換位導(dǎo)線的方式，減少電路中電能損耗。在保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，硅鋼片應(yīng)該選擇薄型號，從而達(dá)到節(jié)能的效果。在現(xiàn)實(shí)生活中，損耗較大的變壓器設(shè)備逐漸被淘汰，節(jié)能效果好的變壓器損耗會大大降低。為了獲取更好的節(jié)能效果，應(yīng)將變壓器的負(fù)載率設(shè)計(jì)在40%到60%之間，例如在工廠車間中，變壓器放置位置應(yīng)該考慮該地區(qū)是否為電力負(fù)荷中心。選擇在中心的目的有兩個，首先便于供電企業(yè)對變壓器的管理，無論從安全還是經(jīng)濟(jì)角度考慮，都是能促進(jìn)自動化設(shè)備節(jié)能。其次，現(xiàn)場的電纜長度能夠有效減少，降低在線路上的損耗。

2.變頻器拖動技術(shù)

變頻器拖動技術(shù)目前在社會中得到快速發(fā)展，呈現(xiàn)出取代傳統(tǒng)降壓啟動器的趨勢。變頻器就是將電壓以及頻率都在某一數(shù)值的直流電，轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷阂约邦l率都會變化的交流電的電氣設(shè)備。變頻器在開始工作時，將三相、單相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡詈笤谙到y(tǒng)運(yùn)行時再將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)樵寄Ｊ?。在?shí)際的工作中，輸出頻率以及電壓隨著時間的變化而改變，電機(jī)的運(yùn)行曲線發(fā)生改變。為了提高生產(chǎn)中的安全與可靠性，變頻設(shè)備在實(shí)際的安裝與配用時，需要留有一定余量，保證變頻器正常運(yùn)行。如果電機(jī)不能在滿負(fù)荷的狀態(tài)下工作，那么在滿足動力驅(qū)動的基本要求之后，多余力矩就會消耗有功功率，對電能產(chǎn)生影響，消耗更多的電能。對風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)施進(jìn)行調(diào)速時，要不斷降低流量，減少水泵的轉(zhuǎn)速。變頻器在實(shí)際的工作中有著調(diào)壓、穩(wěn)壓和穩(wěn)速的作用，在當(dāng)今的新型技術(shù)中，成本較高，但是功能比較強(qiáng)大。不僅操作起來簡單易行，而且在眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。隨著科技不斷發(fā)展，變頻器的運(yùn)行成本減小，發(fā)展前景一片光明。

3.電纜線環(huán)境溫度

電纜線芯溫度較高，降低電纜載流量，嚴(yán)重時會發(fā)生電纜著火的現(xiàn)象。電纜應(yīng)該按照環(huán)境溫度30℃進(jìn)行截面選擇，在特殊情況時需要進(jìn)行調(diào)整。例如，在非洲溫度較高的地區(qū)，溫度一般都超過40℃，而此時的電纜環(huán)境溫度應(yīng)該按照高溫度要求來選擇。隨著我國經(jīng)濟(jì)形勢發(fā)生變化，工程建設(shè)的長遠(yuǎn)發(fā)展被注重。不僅重視投資的控制，也對電氣自動化設(shè)備運(yùn)行成本進(jìn)行控制。要想做到節(jié)能，就需將二者有機(jī)統(tǒng)一，倡導(dǎo)優(yōu)化工程設(shè)計(jì)。電纜線的選擇應(yīng)該綜合考慮初始投資和線路損耗，當(dāng)線芯截面減小時，初始投資則降低，相反則導(dǎo)致了線路損耗費(fèi)用增大。當(dāng)適當(dāng)?shù)脑龃缶€芯截面時，線路中的損耗減小，但是初始投資卻有所增加。因此在實(shí)際的計(jì)算中應(yīng)該使得這兩個參數(shù)的和最小時所選擇的電纜是最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。

4.光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新

隨著科技不斷進(jìn)步，人們對太陽能資源的開發(fā)與利用技術(shù)逐漸成熟，這使得我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好，并且在光伏市場中具有著較強(qiáng)的競爭力。與傳統(tǒng)電能損耗量大相比，光伏產(chǎn)業(yè)不僅能夠順應(yīng)資源可持續(xù)發(fā)展的理念，還在能源合理利用中發(fā)揮著良好作用。因此，在此基礎(chǔ)上，我國相關(guān)部門應(yīng)該大力推廣光伏設(shè)備的開發(fā)，在科技背景下，將光伏產(chǎn)業(yè)與電氣自動化設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合。這樣實(shí)施不僅能夠?qū)⒖萍几拍钤谏a(chǎn)生活中深化，還能將電氣自動化設(shè)備節(jié)能減排質(zhì)量提高。

四、結(jié)束語

綜上所述，電氣自動化的本質(zhì)就是通過自動技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)電氣多功能運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到電氣智能化運(yùn)行的目標(biāo)。在電氣自動化的價值體系中，高效率的使用能源既是發(fā)展的基礎(chǔ)，同時也是根本的目標(biāo)體系。電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)在人們生活中發(fā)揮著重要作用。對人們的生活影響范圍較廣。在進(jìn)行實(shí)際的電氣自動化節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)該建立健全的節(jié)能管理機(jī)制。對供電配電系統(tǒng)正確設(shè)計(jì)，對電耗工藝要不斷提高，多選用節(jié)能產(chǎn)品，對高能耗低效設(shè)備進(jìn)行改造或者淘汰，從而實(shí)現(xiàn)供電設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

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