李愛淑 陸　微

（長春汽車工業(yè)高等?？茖W校，吉林 長春 130000）

電氣自動化節(jié)能技術研究

李愛淑 陸微

（長春汽車工業(yè)高等專科學校，吉林 長春 130000）

電氣自動化技術是現(xiàn)代社會的一門重要工程學科。這項技術的發(fā)明以及實現(xiàn)，極大地提高了生產(chǎn)效率，改善了工作環(huán)境，在很多方面都成為推動生產(chǎn)方式變革的主要動力因素。我國正處于經(jīng)濟高速發(fā)展階段，實施電氣自動化是保障工業(yè)經(jīng)濟又好又快地發(fā)展不可或缺的基礎要件。在全球環(huán)境污染凸顯的今天，開發(fā)設計電氣自動化節(jié)能技術，是推動電氣自動化健康發(fā)展的重要前提。本文圍繞電氣自動化節(jié)能技術有關問題進行探討，對電氣自動化及節(jié)能設計進行了簡要介紹，并對電氣自動化節(jié)能設計相關技術進行了著重分析與闡述。

電氣自動化；節(jié)能技術；分析

電氣自動化是現(xiàn)代社會人類工業(yè)體系的重要發(fā)展方向。在科學技術日臻成熟的今天，電氣自動化正在向著社會活動的各個領域，從經(jīng)濟發(fā)展到民生保障的各個環(huán)節(jié)逐步滲透發(fā)展著，并且在人類發(fā)展進程中發(fā)揮出越來越大的作用。電氣自動化的實施，是人類發(fā)展史上的一項重要進步。目前世界各國都高度關注電氣自動化的發(fā)展情況。我國自改革開放以來，經(jīng)濟實現(xiàn)了騰飛，由此帶動了一系列科學技術的飛速發(fā)展。進入21世紀后，在工業(yè)領域的許多方面已經(jīng)初步實現(xiàn)了電氣自動化。電氣自動化的發(fā)展，對于我國國民經(jīng)濟的健康發(fā)展有著至關重要的影響。隨著環(huán)境保護和資源緊張問題在全世界范圍內(nèi)凸顯，節(jié)能降耗立刻成為各國政府和社會普遍關注的問題，電氣自動化由于應用范圍廣泛，其節(jié)能情況對于整個社會體系的節(jié)能降耗工作有著直接且顯著的影響，因而成為政府開展節(jié)能降耗工作的重要領域。積極推動電氣自動化節(jié)能技術，不但可以降低能耗，節(jié)約資金，還有利于減少污染排放，提高環(huán)境質(zhì)量，對于提高相關項目的經(jīng)濟效益和社會效益效果明顯。在具體實施過程中，在城市電網(wǎng)不斷增容擴建的大形勢下，整流器、變頻器的大量使用，帶來了諧波污染，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成了負面影響。為了推動電氣自動化技術的健康發(fā)展，就必須從節(jié)能和消除諧波兩個方面著手，圍繞電力濾波器、無功補償、變壓器等重點領域，積極開展技術研發(fā)工作。

一、電氣自動化及節(jié)能設計綜述

電氣自動化是信息技術發(fā)展到較高水平的一個重要產(chǎn)物。它橫跨多門學科，應用遍及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ罡鱾€方面，范圍十分廣泛。電氣自動化在提高生產(chǎn)效率，降低運營成本，改善生產(chǎn)條件，提升經(jīng)濟效益等多個方面都有著十分重要的影響。隨著環(huán)境保護意識的增強，節(jié)能減排成為當前階段工業(yè)經(jīng)濟改革的重要內(nèi)容。在這個過程中，先進科學技術發(fā)揮了重要作用。在很大程度上，經(jīng)濟體制、生產(chǎn)方式、工藝路線的改革，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，無不依賴于生產(chǎn)技術和生產(chǎn)裝備技術水平的發(fā)展。電氣自動化技術正是這些先進科學技術中的一個典型代表。以電氣自動化為特征的高新技術產(chǎn)業(yè)是今后世界經(jīng)濟發(fā)展的重要領域，也是國家間經(jīng)濟競爭的主戰(zhàn)場。哪一個國家掌握了先進節(jié)能技術，實現(xiàn)了具有先進節(jié)能技術的高新技術產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)，哪一個國家就擁有了制定世界經(jīng)濟規(guī)則的話語權(quán)。就我國自身當前情況來看，隨著城鎮(zhèn)化進程的不斷加快，電網(wǎng)建設規(guī)模不斷增大，大量變頻器、整流器的使用，帶來了沉重的諧波污染，給電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全帶來嚴重威脅，已經(jīng)成為電力企業(yè)不得不高度重視的問題。針對這個問題，開展電氣自動化節(jié)能設計，開發(fā)新型變壓器，提高無功補償水平，實施有源濾波器，從而降低電能在電力傳輸過程中的損耗，提高電能利用效率，既能改善電網(wǎng)運行環(huán)境，提高電網(wǎng)運行安全穩(wěn)定性，保障電能供應，還有利于降低環(huán)境污染，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益雙豐收。

二、電氣自動化節(jié)能設計技術分析

電力系統(tǒng)電氣自動化是一個非常復雜煩瑣的系統(tǒng)工程，要提高電力系統(tǒng)電氣自動化節(jié)能水平，有以下兩個方向，一是從電氣工程本身設計著手，另一個是在電氣系統(tǒng)中采用節(jié)能技術。

（一）電氣工程設計方面的節(jié)能設計

實現(xiàn)電氣工程節(jié)能，第一步要保證電氣工程設計質(zhì)量以及涉及的各類設備的性能指標符合技術要求。這是開展節(jié)能設計的基礎，只有這步滿足了，后面的工作才有意義。在這個環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)電氣自動化節(jié)能的方法有下面兩個方法：

1.優(yōu)化配電設計

電氣設備要正常運轉(zhuǎn)，發(fā)揮能效，就必須有一個電力單元為其提供充足、穩(wěn)定的電能。由于電氣工程的復雜性，在進行電氣工程設計時，必須考慮到電力系統(tǒng)對于整個電氣系列來說是否適應的問題。這里所謂的適應性包含很多內(nèi)容，首先是電力單元能夠滿足電氣系統(tǒng)正常工作中所需要的電力穩(wěn)定性和容量兩方面的需求。同時，電力單元還要適應電氣設備在控制方式方面的需求。配電設計工作要充分考慮到用電設備、電氣設備的相關需求，以及整個電力系統(tǒng)在運行效率、穩(wěn)定性、操控性、靈活性和可靠性等方面情況。由于電能所具有的潛在破壞性，在進行配電設計時，還要重點考慮系統(tǒng)的安全性情況。配電線路必須使用絕緣性能好，符合對應技術規(guī)范的導線，同時要能夠承擔系統(tǒng)工作時的電力負荷，具有較高的熱穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性，能夠承受系統(tǒng)中電力發(fā)生的劇烈變化，以確保在電氣系統(tǒng)運行的過程中用電設備與配電設備的安全。作為電氣設備，防雷與接地措施都是為了保證安全而必須采取的措施。

2.改進電氣系統(tǒng)的運行效率

傳統(tǒng)的電氣設備在節(jié)能上沒有太大要求，系統(tǒng)整體能耗較高。在先進技術的支持下，許多具有節(jié)能功效的新型電氣設備出現(xiàn)并投入到實際使用之中。在進行電氣工程設計時，要優(yōu)先選用這些具有節(jié)能功能的新型設備。通過各個單元的節(jié)能，實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能目的。同時，均衡負荷、補償無功、減少電路損耗等技術也是實現(xiàn)電氣工程節(jié)能的常用手段，通過綜合使用上述方法和設備，推動電氣工程電能利用效率以及電氣設備運行效率的提升，以達到降低系統(tǒng)電能損耗的目的。

（二）電氣系統(tǒng)中的節(jié)能技術

1.降低電能的傳輸消耗

電力在輸電線路上進行傳輸，部分電能會因為輸電線路的阻抗而消耗掉，從電力利用角度來看，這部分電能沒有得到應有的利用，屬于無用功。無用功是因為輸電導線的電阻而產(chǎn)生的，要降低電能傳輸消耗，就必須降低導線電阻?？梢圆扇〉姆椒ㄓ幸韵聨追N：一是選擇導電性好的材料作為導線材料，從根本上降低電能損壞。二是基于導線電阻和導線長度成正比，而導線面積成反比的特性，在其他條件允許的情況下，適當減少導線長度，增大導線截面積。因此在布設電力線路時，就需要盡可能地選擇直線線路，減少線路拐彎導致的線路增長。

2.選取適當?shù)淖儔浩?/p>

一是要優(yōu)先選擇具有節(jié)能功能的變壓器，二是要采用適當?shù)墓╇姺绞剑热缛嗨木€制。三是要結(jié)合使用單向自動補償技術，避免負荷不平衡現(xiàn)象發(fā)生。

3.使用無功補償技術

在電力系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，配電設備容量中很大一部分被無功功率占據(jù)，導致電網(wǎng)電壓下降，給電網(wǎng)運行的高效、安全運行帶來了負面影響。依照我國現(xiàn)行用電制度，當用戶端功率因素不足0.9時，用戶會受到相應的經(jīng)濟處罰。這種方法實際上是將電力企業(yè)的損失轉(zhuǎn)移給電力用戶。采用無功補償技術可以提高功率因數(shù)，既穩(wěn)定了系統(tǒng)電壓，提高供電質(zhì)量，又降低能耗，提高了經(jīng)濟效益。

4.使用有源濾波器

隨著電網(wǎng)規(guī)模的增多，系統(tǒng)中的電氣設備越來越多，由此產(chǎn)生的諧波也呈上升趨勢。當諧波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生的電壓與基波電壓向重疊，會導致電壓畸變問題，引發(fā)電氣設備誤動作。諧波的存在會造成與電網(wǎng)相連之電氣設備的誤動作，從而引發(fā)各類異常問題乃至安全事故。要防止這種情況發(fā)生，就必須消除諧波。使用有源濾波器是當前普遍采用的技術手段。大量實踐數(shù)據(jù)顯示，有源濾波器是各類消除諧波影響技術中最為有效的方法。有源濾波器具有優(yōu)良的動態(tài)特性，反應迅速，功率適應范圍廣，對于無功補償具有很強的促進作用。使用有源濾波器，可以有效防止電氣設備誤操作，提高電氣設備運行效率，進而實現(xiàn)節(jié)能的目的。

結(jié)語

節(jié)能減排是當前經(jīng)濟發(fā)展的主要舉措，甚至因此形成了節(jié)能經(jīng)濟這一概念。隨著全球一體化趨勢的日漸明顯，各國產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)間的競爭呈現(xiàn)出白熱化的狀態(tài)，競爭深入到經(jīng)濟活動的方方面面。而在全球資源、能源緊張的大形勢下，節(jié)能降耗無疑是產(chǎn)業(yè)、企業(yè)間競爭的重要領域。要實現(xiàn)經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展，國家制定實施了節(jié)能戰(zhàn)略，倡導節(jié)能理念，大力推動節(jié)能技術的推廣與應用，出臺相應優(yōu)惠政策，支持、鼓勵企業(yè)實施技術升級，推進節(jié)能改造。電氣自動化行業(yè)的相關企業(yè)要牢牢把握這個寶貴時機，深挖技術潛能，推動節(jié)能技術的廣泛應用，實現(xiàn)企業(yè)的健康發(fā)展。

［1］周丹.我國工業(yè)節(jié)能電氣自動化的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢［J］.科技創(chuàng)新導報，2008（17）：65.

［2］孫柏林.中國自動化與可持續(xù)發(fā)展——自動化技術進入“節(jié)能經(jīng)濟”新時代［J］.自動化博覽，2010（1）：23.

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長春汽車工業(yè)高等?？茖W校校級項目XJKT1511。