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電氣自動化工程中的節(jié)能設計技術分析

張立明

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電氣自動化是直到20 世紀50 年代左右才逐漸引入我國，經(jīng)過不斷發(fā)展與改進，目前在在工業(yè)、農(nóng)業(yè)或是商業(yè)等領域中被廣泛應用，對于我們的社會的發(fā)展進步，及生產(chǎn)和生活都有著十分重要的影響。而在社會節(jié)約型、環(huán)境友好型發(fā)展的社會大背景下，節(jié)能設計技術的加入成為電氣工程企業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是市場競爭的必然條件。本文以電氣工程自動化技術為基礎，對節(jié)能技術應用中存在的問題及改進意見進行分析，希望能給相關工作帶來幫助。

電氣自動化工程； 節(jié)能技術；應用

一、引言

電氣工程的自動化發(fā)展已經(jīng)成為電氣工程發(fā)展的基礎，對人們的生活帶來很多益處。盡管在這項技術上我們?nèi)〉昧瞬簧俚倪M步和重大的突破，但是因為時代的腳步不斷向前加快，科技在發(fā)展，電氣自動化技術也需要持續(xù)不斷地創(chuàng)新和完善，才能滿足各個領域不同的需求。電氣自動化的節(jié)能設計技術的應用極大地減少電氣能耗，緩解國家能源緊張的現(xiàn)狀，在減輕電力生產(chǎn)造成的環(huán)境污染問題的同時也減輕了電網(wǎng)的運行負荷，提高電力供應的安全性和穩(wěn)定性。對于企業(yè)自身而言，也節(jié)省一筆生產(chǎn)投資，提高了工作效率，因此必須給予重視。

二、電氣自動化中節(jié)能設計的必要性

電氣自動化是目前電氣信息領域最為先進的學科，不僅能夠提高工作效率，減輕工作人員負擔，降低企業(yè)的運營成本，而且能夠改善員工工作環(huán)境，促進企業(yè)向著更加現(xiàn)代化的方向發(fā)展。隨著我國經(jīng)濟社會發(fā)展和城市化建設的進步，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的新思路，也是我國低碳生活中的重要組成部分，電氣自動化作為我國重要的電氣產(chǎn)業(yè)，應當積極開發(fā)利用新能源，并且推廣節(jié)能減排技術，促進我國低碳經(jīng)濟的進一步發(fā)展。通過科學合理的節(jié)能減排能夠減少能源消耗，降低污染物排放量，加強對環(huán)境的保護，緩解我國能源短缺與環(huán)境污染的危機，提高人們生活質(zhì)量，對電氣自動化的進一步發(fā)展有重要意義。綜上所述，在我國低碳經(jīng)濟的發(fā)展背景下，電氣自動化應當大力推進節(jié)能減排技術，降低廢氣和各類污染物的排放量，積極開發(fā)利用新能源，順應時代發(fā)展潮流，促進我國經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

三、電氣自動化節(jié)能設計原則

(一)安全性。電氣自動節(jié)能設計不能將全部精力集中在節(jié)能上，安全性是電力自動化設計的前提要求，電氣自動化節(jié)能設計也要重視安全工作，確保電氣設備能夠長時間安全可靠的運行，保證設備的正常運轉(zhuǎn)和工作人員的生命安全。

(二)兼容性。可拓展性是指電氣自動化節(jié)能設計要能夠?qū)ο到y(tǒng)中的老化設備提供有效的更新，確保系統(tǒng)中原有的滿足技能性能要求的老舊電氣設備能夠在維修之后正常運轉(zhuǎn)，要節(jié)能，也要節(jié)約，充分利用原有的滿足節(jié)能性能要求的設備，節(jié)省電自動化節(jié)能設計的投入，而一些高能耗的老舊設備則應該及時淘汰，保證電氣自動化系統(tǒng)的整體節(jié)能性能。

(三)先進性?？茖W技術不斷進步，工業(yè)控制和電氣自動化技術也快速發(fā)展，智能技術、信息技術、網(wǎng)絡技術以及現(xiàn)場總線技術等先進的電子自動化技術給工業(yè)控制帶來了更多的可能，電氣自動化節(jié)能設計也要充分利用各種先進的新技術，保證電氣自動化系統(tǒng)和設備的先進性，提高電氣自動化系統(tǒng)運行效率，控制運行維護成本。

(四)環(huán)保性能。電氣自動化節(jié)能設計也要重視系統(tǒng)的環(huán)保性能，電氣自動化節(jié)能設計工作實踐中，要根據(jù)實際情況適當使用各種環(huán)保技術，對電氣自動化節(jié)能技術對生態(tài)環(huán)境可能造成的影響及進行客觀評估，節(jié)約資源，減少對周邊自然生態(tài)環(huán)境的影響。

四、電氣自動化中的節(jié)能設計技術

(一)合理選擇變壓器。變壓器是電氣自動化工程中的重要組成部分，負責電壓、電流的轉(zhuǎn)換，對電氣自動化系統(tǒng)的正常運行有重要意義。變壓器也是電氣自動化系統(tǒng)耗能的主要來源，其運行會耗費大量的能源，即使變壓器處于空載狀態(tài)也會耗費一定的能源，所以應當對變壓器進行科學合理的選擇，保證變壓器質(zhì)量。應當對變壓器材料進行不斷的創(chuàng)新與改進，降低材料成本，并且在保證變壓器正常運行的情況下，達到節(jié)能減排的效果。同時，隨著我國科學技術的不斷進步，節(jié)能變壓器逐漸受到廣泛應用與關注，電氣自動化工程應當積極開發(fā)利用先進的節(jié)能變壓器，從而達到節(jié)能減排的效果。

(二)無功補償技術。電力系統(tǒng)在運行的過程中，配電設備中的無功功率占有較大的容量，所以存在較為嚴重的電能耗損的情況，不僅影響到電壓，還對整個電能的質(zhì)量造成不良的影響。對使用者來說，無功功率主要表現(xiàn)在功率低，尤其是當功率過低的時候，用戶需要向相關部門繳納一定的罰款，因此如果說能夠使用合適的無功補償設備，就可以保證功率的平衡，有效提高供電質(zhì)量。工作人員在操作中要盡量減少對電能不必要的耗損，從而確保電氣工程的安全運行。如果導線受到電阻的影響，那么由電機產(chǎn)生的電能就不能被變壓器更好的吸收，同時沒被吸收的那些電能在電流傳輸?shù)倪^程中會被釋放出來。同時由于無功功率產(chǎn)生了一定的作用，因此可以讓電容器和無功功率進行抵消。利用電氣相關設備在進行無功補償時候，有幾處要格外注意：(1)利用電容器在進行無功補償?shù)臅r候，一定要根據(jù)電壓容量，電壓負荷，自然功率，目標功率等參數(shù)來確定電容器的容量，同時如果在無功補償?shù)沫h(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了諧波，需要通過串聯(lián)定量電抗器來消除諧波；(2) 以參數(shù)的物理量來確定無功的電流，功率的參數(shù)，從而有效避免投切振蕩現(xiàn)象。

(三)濾波器。隨著電氣工程工作程序的日益復雜化，產(chǎn)生諧波電流的電氣設備不斷增加。在這類設備工作過程中，其諧波電流會產(chǎn)生一定的電壓，當電網(wǎng)長時間處于這種環(huán)境時，電壓會對抗電網(wǎng)電流，容易出現(xiàn)電壓畸變問題。為了降低系統(tǒng)誤操作率，必須進行諧波電流的有效性消除，這需要進行濾波器的使用，減少設備諧波。通過對合適的濾波器的選擇，可以消除電流傳輸中的諧波。比較常見的濾波器包括有源濾波器、帶阻濾波器等，有源濾波器具備良好的動態(tài)性能，其反應速度較快，在無功補償環(huán)境下，能夠?qū)崿F(xiàn)諧波的有效性消除。在實際工作中，有源濾波器進行了并聯(lián)模式的應用，實現(xiàn)電能范圍的擴展。通過對過濾諧波的使用，有源濾波器的諧波消除效率提升，能夠有效避免誤操作問題的出現(xiàn)，實現(xiàn)了電能運作效率的增強，確保電氣設備無功補償達到最好的工作效果，滿足了設備節(jié)能性的要求。

(四)變壓器與高效光源的應用。電氣自動化系統(tǒng)節(jié)能設計應該選擇節(jié)能型變壓器，控制變壓器運行的功率損耗，同時平衡三相電流，進一步降低變壓器功耗，可以使用自動補償裝置以及三相四線設備連接三相電源，消除相間不平衡負荷。對于一些大型企業(yè)，需要用到較多的照明設備，非技能型燈具也會造成客觀的電能浪費，因此在照明設計時也要形成節(jié)能意識，節(jié)能性能、經(jīng)濟性以及實用性兼顧，使用節(jié)能型高效光源。

五、結束語

總體而言，電氣工程的自動化發(fā)展已經(jīng)成為電氣工程發(fā)展的基礎，而節(jié)能設計的應用則是占據(jù)更大市場優(yōu)勢的必然條件。應用到合理有效的節(jié)能設計能夠為企業(yè)帶來更長遠的經(jīng)濟效益和發(fā)展空間，也是為了響應可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。雖然我國現(xiàn)階段在電氣自動化的節(jié)能設計中取得了顯著的進步，但是仍存在著很大的發(fā)展空間，需要不斷優(yōu)化配電設計，在科學利用電力資源的同時，提高電力系統(tǒng)的運行效率，并最終達到節(jié)能的目的。

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張立明(1969.8-)，男，大專，高級工，助理工程師，從事電力系統(tǒng)及其自動化工作。