何璐兵，張勃

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

在電氣時(shí)代開(kāi)始至今的100多年里，隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展和各種電力設(shè)備的不斷產(chǎn)生，電力資源的應(yīng)用已經(jīng)滲透進(jìn)人類(lèi)生活的各方面，不論是在人們的生活?yuàn)蕵?lè)還是企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，人們都離不開(kāi)電力這一能源。然而，在各種電力工具給人們帶來(lái)便利和娛樂(lè)的同時(shí)，也使得近百年來(lái)的自然環(huán)境和自然資源遭到了極大的破壞。電氣自動(dòng)化的節(jié)能技術(shù)對(duì)于節(jié)約用電、降低損耗方面能夠起到較大的作用，因此，針對(duì)這方面進(jìn)行研究，探索出節(jié)能設(shè)計(jì)的具體措施很有意義。

1 在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的作用

1.1 節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)

所謂的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)，是采用一系列現(xiàn)代科技成果對(duì)已有的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行改良，從而實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能減排效果。在電氣自動(dòng)化中進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，需要針對(duì)能源的使用環(huán)境以及其本身的具體特點(diǎn)，分析出能源損耗過(guò)多的關(guān)鍵要點(diǎn)，并在這些關(guān)鍵要點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行具體的合理的設(shè)計(jì)，使其建立起既保障生產(chǎn)工作效率，又兼顧節(jié)能減排效果的節(jié)能系統(tǒng)。

1.2 節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義

電氣的應(yīng)用與人們的生活有著緊密的聯(lián)系。在日常生活中，對(duì)電能進(jìn)行合理分配利用是社會(huì)公民應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的責(zé)任。節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)不單單能夠節(jié)約人們的日常用電開(kāi)支，還一定程度上減少了對(duì)環(huán)境和資源的破壞，同時(shí)，也能夠?qū)θ藗兣囵B(yǎng)省電節(jié)能的意識(shí)習(xí)慣起到較大的促進(jìn)作用。

在我國(guó)工業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的環(huán)境下，可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)理念成為當(dāng)前工業(yè)改革的主要趨勢(shì)，可持續(xù)發(fā)展的理念要求工業(yè)企業(yè)在節(jié)約能源消耗，減少污染物排放方面起到更好的表率作用，這也對(duì)當(dāng)代工業(yè)在能源方面作出了更高標(biāo)準(zhǔn)的限制。電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)能夠顯著地提高節(jié)能減排效果，改善工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，提高工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和水平，對(duì)當(dāng)代工業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展確立了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障，進(jìn)而推進(jìn)綠色工業(yè)革命在我國(guó)各大區(qū)域的迅速開(kāi)展。

此外，自改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)城市的不斷擴(kuò)張，城市內(nèi)各種產(chǎn)業(yè)的不斷豐富和人口的不斷增加，城市對(duì)電力的需求量也在飛速地增長(zhǎng)，對(duì)城市的電力系統(tǒng)的電力輸送和負(fù)荷承擔(dān)功能提出了更高的要求，使得城市電網(wǎng)的電力設(shè)備和系統(tǒng)所承受的負(fù)擔(dān)逐漸加重。而節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，使得電氣資源在保障城市各領(lǐng)域正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上,得以更合理地進(jìn)行分配，有效地降低了電力系統(tǒng)所承受的負(fù)荷，對(duì)于增強(qiáng)城市電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性起到了重要的作用。

2 在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的措施

2.1 減少輸電線路的損耗

輸電線路中電力的損耗是電力資源損耗的首要原因。根據(jù)電學(xué)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)可以知道，在電路傳輸?shù)倪^(guò)程中，電力資源主要的損耗來(lái)源于傳輸線路本身的電阻，要想減少電力資源的損耗，降低電阻的大小是最主要的目標(biāo)。首先，從輸電線路本身的性質(zhì)來(lái)看，電阻的大小與線路的原料類(lèi)別，橫截面積和長(zhǎng)度有關(guān)。不同材料的導(dǎo)電性各不相同，材料的電阻隨著導(dǎo)電材料在導(dǎo)電方面質(zhì)量的提高而減小，同時(shí)，擴(kuò)大傳輸材料的橫截面積，減少輸電線路的長(zhǎng)度，都能夠使得電阻得到有效減小，從而起到減少電力損耗的作用。另外，從電網(wǎng)的整體布局來(lái)看，電網(wǎng)的布局越復(fù)雜，所導(dǎo)致的損耗就越大。相應(yīng)的，電網(wǎng)的布局越合理簡(jiǎn)單，輸送電路所經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)度越短，對(duì)電力資源的消耗就越小。因此，在節(jié)能設(shè)計(jì)上，應(yīng)當(dāng)有選擇性地更換導(dǎo)電性更強(qiáng)，同時(shí)，價(jià)格也能夠接受的制作材料，合理簡(jiǎn)潔地布局輸電線路，縮短輸送電路的長(zhǎng)度，從而減小電阻，降低電力的損失。

2.2 選擇功能合適的優(yōu)質(zhì)變壓器

變壓器在電力輸送網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的地位至關(guān)重要。變壓器的功能和質(zhì)量對(duì)于電氣資源遭受損耗的程度有著很大的影響。通常來(lái)說(shuō)，要想保障電力系統(tǒng)有較好的節(jié)能效果，變壓器應(yīng)該要具備較小的功率損耗和自動(dòng)補(bǔ)償功能。自動(dòng)補(bǔ)償功能可以使得變壓器在復(fù)雜多變的用電需求下，能夠保持相對(duì)的平衡狀態(tài)，使得電力系統(tǒng)中電流的變化所帶來(lái)的損耗大大降低。

2.3 使用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備

無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備指的是在電力輸送過(guò)程中補(bǔ)償所產(chǎn)生的無(wú)功功率的電氣設(shè)備，這一設(shè)備可以通過(guò)降低變壓器在使用過(guò)程中對(duì)電力資源的損耗，來(lái)提高電力的使用效率。使用這一設(shè)備不僅可以節(jié)約電力資源，還可以對(duì)整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)的電力質(zhì)量起到極大的改良作用，因此，在整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中具有重要的地位。

不過(guò)，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備并不能隨意地適配電力系統(tǒng)，所選擇的設(shè)備與當(dāng)前區(qū)域的電力系統(tǒng)整體是否合適，對(duì)于節(jié)能功效的發(fā)揮程度具有很大的影響。如果選擇不當(dāng)，不僅節(jié)約能源的效果會(huì)大打折扣，甚至很有可能還會(huì)起到反作用，造成更大程度的損耗。因此，在選擇無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，要根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際參數(shù)以及現(xiàn)實(shí)中電力系統(tǒng)運(yùn)行的具體情況進(jìn)行具體的分析。對(duì)于負(fù)荷程度不同的電網(wǎng)線路，可以根據(jù)不同線路的負(fù)荷情況，選擇使用動(dòng)態(tài)、靜態(tài)等不同類(lèi)型的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，從而有效地降低電路損耗，提升對(duì)電能的使用效率。

2.4 使用濾波器避免諧波的負(fù)面效果

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，容易生成一種對(duì)整個(gè)電網(wǎng)產(chǎn)生普遍危害的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象叫作諧波。從電力系統(tǒng)整體上來(lái)看，諧波會(huì)使電壓發(fā)生較大的波動(dòng)，不僅妨礙整個(gè)電網(wǎng)中所有設(shè)備的正常運(yùn)行，還有可能對(duì)電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的所有用電機(jī)器產(chǎn)生破壞，造成極大的財(cái)產(chǎn)損失。從局部上來(lái)看，諧波會(huì)直接對(duì)電力設(shè)備產(chǎn)生不利影響，使得設(shè)備的損耗大大增加，降低電氣設(shè)備的使用時(shí)間，不僅容易造成能源的浪費(fèi)，還會(huì)大大提高電氣設(shè)備運(yùn)行發(fā)生錯(cuò)誤的概率，甚至影響其他設(shè)備，給社會(huì)的正常生產(chǎn)生活帶來(lái)不便。

因此，電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)中必須使用濾波器來(lái)避免諧波所產(chǎn)生的負(fù)面效果。濾波器一般可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是有源濾波器，一類(lèi)是無(wú)源濾波器。相比無(wú)源濾波器來(lái)說(shuō)，使用有源濾波器所花費(fèi)的價(jià)格更高，在短期來(lái)看，使企業(yè)負(fù)擔(dān)更重，但是，其功能相較而言要更強(qiáng)大，濾波效果更好，從長(zhǎng)遠(yuǎn)上來(lái)看，所節(jié)約的能源和創(chuàng)造的利益比事前所投入的成本要高的多。因此，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)中，建議使用有源濾波器，從而更好地規(guī)避諧波給電力系統(tǒng)帶來(lái)的副作用，維護(hù)電力設(shè)備的完好，避免電力系統(tǒng)的使用時(shí)間被過(guò)分縮短，有效降低故障發(fā)生率，保障整個(gè)電網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

2.5 使用高效光源

光源無(wú)論是在日常生活中還是在生產(chǎn)工作中，都是電力消耗的重要內(nèi)容，因此，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，改良光源所帶來(lái)的損耗也是極為重要的一部分。而對(duì)光源進(jìn)行改良的一個(gè)可行手段，就是使用高效光源。高效光源在節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)中具有重要的地位，使用高效光源不僅能夠減少電力資源的損耗，還可以為生活和工作環(huán)境提供更高質(zhì)量的照明。同時(shí)，相較于普通光源而言，高效光源的使用壽命更長(zhǎng)，也更加耐耗。將其取代普通的燈具，可以從多個(gè)方面降低光源帶來(lái)的成本。

2.6 運(yùn)用光伏技術(shù)與電氣自動(dòng)化相結(jié)合

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)在光伏領(lǐng)域獲得了迅速的發(fā)展。在自然資源方面，我國(guó)國(guó)土遼闊，三分之二以上的土地都能獲得充足的光照，光能資源豐富且分布較均勻。在科技資源方面，世界上最大的光伏設(shè)備基地位于我國(guó)，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模，技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品增長(zhǎng)都位于世界前列。因此，我國(guó)在發(fā)展光伏發(fā)電模式方面具有極大的發(fā)展?jié)摿?。光伏發(fā)電所帶來(lái)的清潔能源相比傳統(tǒng)的水電火電而言，其消耗的能源更低，轉(zhuǎn)化率更高，使用更安全，給自然環(huán)境帶來(lái)的污染也更少。如果將其與電氣自動(dòng)化相結(jié)合，使其在節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)方面發(fā)揮作用，將顯著地提高節(jié)能效果，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)綠色能源的開(kāi)發(fā)和發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)是我國(guó)電力發(fā)展改革的重要一步，無(wú)論是對(duì)于供電企業(yè)還是對(duì)于使用方而言，都能夠帶來(lái)不小的利益。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以根據(jù)電網(wǎng)電路的具體參數(shù)和使用環(huán)境，通過(guò)減小線路的電阻，改良電網(wǎng)線路的布局，選擇合適的變壓器，使用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、有源濾波器等措施來(lái)降低對(duì)電力能源的損耗。同時(shí)，大力推進(jìn)電氣自動(dòng)化與光伏技術(shù)的緊密結(jié)合，增加能源的開(kāi)發(fā)和使用的效率，降低電力發(fā)展對(duì)自然環(huán)境的污染，幫助促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的綠色健康發(fā)展。