施立芳

【摘要】本文主要介紹了研究和探索電氣自動(dòng)化方面的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，以能源的節(jié)約為主要著力點(diǎn)，促進(jìn)我國(guó)電氣自動(dòng)化節(jié)能的快速發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化;節(jié)能;設(shè)計(jì)

一、電氣自動(dòng)化及節(jié)能技術(shù)的概述

電氣自動(dòng)化是在電氣信息中新興的一門(mén)學(xué)科，它在工業(yè)的生產(chǎn)和人們的日常生活中都扮演著不可替代的角色，尤其是在降低整體運(yùn)作成本、提升和改善生產(chǎn)條件、提高員工工作效率以及勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面。隨著中共十八大五位一體的提出，生態(tài)文明建設(shè)在我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中地位逐漸上升，節(jié)能減排已經(jīng)成了很重要的建設(shè)目標(biāo)。但是，想要實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能，就要充分利用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)減少能耗。在城市電網(wǎng)升級(jí)時(shí)要保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)作，應(yīng)合理高效地消除諧波，全面考慮有利節(jié)能的因素，利用多種節(jié)能技術(shù)使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)作時(shí)能達(dá)到理想的節(jié)能效果。

二、電氣系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)

1、選擇合適的變壓器

變壓器會(huì)因銅損、鐵損、空載損耗和負(fù)載損耗等因素造成許多電能的浪費(fèi)，但是變壓器在供配電系統(tǒng)中的運(yùn)用又非常廣泛，所以變壓器選擇得好可以有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)?？偟膩?lái)說(shuō)，選擇變壓器可以從以下幾個(gè)方面考慮：首先是要將變壓器自身的消耗降到最低，這就要選用單相的自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，使流經(jīng)的三相電電流保持平衡，消除或降低負(fù)載的不平衡性，從而實(shí)現(xiàn)變壓器自耗最小;其次是要選擇有較好節(jié)能特性的變壓器，進(jìn)一步減少變壓器有功功率的耗能。

2、減少電能在傳輸中的消耗

電能在進(jìn)行傳輸?shù)耐局?，?dǎo)線里的電阻就會(huì)造成一定有功功率損耗，這是無(wú)法避免的。但是，整個(gè)途中線路上的電流是保持不變的，因此要想減少電能在途中的浪費(fèi)，只能使導(dǎo)線所帶的電阻盡可能的小。由電阻的推導(dǎo)公式可知它和電導(dǎo)以及導(dǎo)線的長(zhǎng)度是正比關(guān)系，和導(dǎo)線的橫截面積是反比關(guān)系，所以可以通過(guò)以下的途徑來(lái)減小導(dǎo)線的電阻：第一是合理的布局，避免導(dǎo)線走彎路或回頭路，盡可能降低導(dǎo)線的長(zhǎng)度;第二是選擇電阻率比較小的材料制成導(dǎo)線;第三是同等條件下要選擇一些橫截面面積比較大的導(dǎo)線，這樣可以有效降低電阻;第四是使變壓器和負(fù)載中心盡量靠近，使供電的距離減少。

3、使用有源濾波器

在實(shí)際的操作中常常會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作，所以要消除諧波來(lái)避免或減少電氣設(shè)備的誤操作，而最高效的方法就是運(yùn)用源濾波器。造成誤動(dòng)作的因素主要就是越來(lái)越多的電氣設(shè)備，其帶來(lái)的諧波也就隨之增加，但是產(chǎn)生的諧波與基波在電網(wǎng)阻抗上會(huì)重疊，從而使電壓形成畸變，由此導(dǎo)致電氣設(shè)備誤動(dòng)作的產(chǎn)生。一般而言，有源濾波器有以下功效：能擴(kuò)寬功率有效利用的范圍;反應(yīng)迅速;能讓無(wú)功補(bǔ)償取得預(yù)期的完美效果;動(dòng)態(tài)性能好。通常來(lái)說(shuō)，使用有源濾波器能有效的消除諧波，將電氣設(shè)備的誤動(dòng)作阻隔在產(chǎn)生之前，從而提升電氣設(shè)備的運(yùn)作效率，有效的節(jié)能減排。

4、采取無(wú)功功率補(bǔ)償

整個(gè)供配電系統(tǒng)是由升降壓變壓器、輸配電線路、用戶(hù)電力負(fù)荷以及配電變壓器等多個(gè)環(huán)節(jié)形成。電能通過(guò)電流的形式流動(dòng)于整個(gè)電力系統(tǒng)，為終端客戶(hù)提供電能的同時(shí)必不可免的會(huì)有能量的浪費(fèi)，其中無(wú)功功率占據(jù)著比較大的比例，不僅降低了整個(gè)電路的電壓，而且會(huì)影響電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和降低電能的輸送質(zhì)量。而無(wú)功功率在終端客戶(hù)那里最直觀的反映就是功率因數(shù)較低。若其功率因數(shù)低于0.9，那用戶(hù)就要繳納罰款，從而增加了用戶(hù)用電的成本。所以實(shí)際操作時(shí)可以選用合適的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備來(lái)增加功率因數(shù)，讓無(wú)功就地實(shí)現(xiàn)平衡，從而使電力系統(tǒng)的電壓能夠保持相對(duì)穩(wěn)定，進(jìn)一步提高電能的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的目的，還可以使經(jīng)濟(jì)效益提高并為社會(huì)效益提供支撐與保證。在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，若使用無(wú)功功率補(bǔ)償，就要達(dá)到如下要求：首先就是后來(lái)的投切開(kāi)關(guān)和在舊的補(bǔ)償電容里的循環(huán)投切要按比例進(jìn)行分配，這些都沒(méi)有辦法達(dá)到理想補(bǔ)償效果;其次是電容器的容量大小，要參照配電電壓容量以及自然功率因素等參數(shù)，并且加以計(jì)算而得來(lái)，若在補(bǔ)償時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧波，就要串聯(lián)相應(yīng)數(shù)量的電抗器，借此來(lái)消除線路中的諧波;最后就是在確定投切參數(shù)的時(shí)，最好是選用無(wú)功功率，這是為了能有效地避免過(guò)度補(bǔ)償、無(wú)功倒送和投切震蕩。目前使用較多的模糊投切就取得了很好的效果，不僅能有效調(diào)節(jié)平滑，并且跟蹤準(zhǔn)確性很高，應(yīng)用范圍很廣。需要注意的是，針孔接觸器要在高壓的補(bǔ)償柜中使用，而投切復(fù)合開(kāi)關(guān)要在低壓的情況下使用。

三、電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

要想實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化節(jié)能的目標(biāo)，最重要也是最先要完成的就是要很好的完成電氣工程的電氣設(shè)備以及安裝工藝的設(shè)計(jì)。只有完成了這些才能在未來(lái)成功的利用電氣自動(dòng)化來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

1、提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)作效率

在選擇電氣系統(tǒng)的設(shè)備時(shí)，最好選用那些節(jié)能設(shè)備，這是為以后節(jié)能減排做好了基礎(chǔ)和鋪墊。同時(shí)實(shí)際操作中還可以運(yùn)用補(bǔ)償無(wú)功、均衡負(fù)荷和降低電路損耗等途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)在電氣系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中的節(jié)能目標(biāo)。比如說(shuō)，可以在配電設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用適當(dāng)?shù)恼{(diào)整負(fù)荷以及選用合理的設(shè)計(jì)系數(shù)等方法來(lái)達(dá)到目的。通過(guò)這種途徑能確保電力系統(tǒng)在安裝以及運(yùn)作的過(guò)程中，有效提升電源的綜合利用率并提高設(shè)備的運(yùn)作效率，從而實(shí)現(xiàn)減少電能損耗的目的。

2、優(yōu)化配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)的服務(wù)宗旨就是為安裝此電氣系統(tǒng)過(guò)程中要用電的設(shè)備提供所需的動(dòng)力。所以，在整個(gè)配電設(shè)計(jì)過(guò)程中首先要實(shí)現(xiàn)的最低要求就是要將電力系統(tǒng)的適用性充分考慮在內(nèi)。適用性，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是能對(duì)電氣設(shè)備的有效控制做出相應(yīng)的保障，還要達(dá)到用電設(shè)備對(duì)供電設(shè)備以及負(fù)荷容量等因素可靠性的要求。在整個(gè)配電的途中，不僅要滿(mǎn)足電氣設(shè)備以及用電設(shè)備等設(shè)備的要求，而且要確保電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)有一定的穩(wěn)定性、高效性、可靠性、易控性以及靈活性等特性。在設(shè)計(jì)配電時(shí)其次就是要將電力系統(tǒng)的安全性考慮在內(nèi)。為保證電氣系統(tǒng)的安全性，不僅要確保導(dǎo)線具有良好的絕緣性，以及在走線的過(guò)程中要確保各導(dǎo)線間有一定的絕緣距離，而且要確保導(dǎo)線的熱穩(wěn)定性、負(fù)荷能力以及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的裕度，以此來(lái)保證電氣系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)配電設(shè)備和用電設(shè)備的安全性。最后，要安排好電氣系統(tǒng)的接地和防雷設(shè)施。

四、總結(jié)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)就進(jìn)行了全方位的節(jié)能經(jīng)濟(jì)建設(shè)，國(guó)家強(qiáng)烈呼吁發(fā)展“節(jié)能經(jīng)濟(jì)”，同時(shí)，國(guó)家也大力推出了節(jié)能型的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，制定了許多更加優(yōu)惠的政策來(lái)激勵(lì)更多的企業(yè)開(kāi)展節(jié)能型經(jīng)濟(jì)，這也為企業(yè)研究開(kāi)發(fā)節(jié)能型經(jīng)濟(jì)模式提供了最大的幫助和支持。目前，我國(guó)電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用還處在一個(gè)發(fā)展的初級(jí)階段，所以在以后發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過(guò)程中，必須要以節(jié)約能源，減少能耗為出發(fā)點(diǎn)，盡可能降低電氣自動(dòng)化所損耗的能源，將其對(duì)環(huán)境的污染程度降到最低，為用戶(hù)提供一個(gè)更加健康、舒適的生活以及工作環(huán)境。值得慶幸的是我國(guó)在“節(jié)能技術(shù)”方面的自主創(chuàng)新能力正迅速提升，相信在不就得將來(lái)電氣自動(dòng)化的節(jié)能技術(shù)的使用會(huì)越來(lái)越廣泛。希望在目前的大好環(huán)境中，我國(guó)的電氣自動(dòng)化企業(yè)能夠抓住機(jī)遇，研發(fā)出更多電氣自動(dòng)化的技術(shù)以及產(chǎn)品，促進(jìn)我國(guó)節(jié)能經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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