电气自动化节能设计技术的实际应用对策薛开

电气自动化节能设计技术的实际应用对策薛开

薛开

（身份证：13062619871114xxxx）

摘要：电气自动化过程中的节能设计技术在整个自动化系统中起着非常重要的作用，优良的节能技术方案可以降低电力用户的用电成本以及减小能源消耗。在电气自动化系统中，实现节能的前提条件是确保系统可靠运行，并在此基础上不断优化各个电力传输环节，实现电能的高效利用。只有充分发挥电气节能技术的优势，才能真正实现电气自动化系统的高效优质管理与传输电能的作用与价值，为国家带来良好的经济和社会效益。

关键词：电气自动化；节能技术；应用对策

1电气自动化及节能设计简述

在社会和经济高速发展的前提下，电力的需求越来越大，建立稳健可靠的供电系统成为电网公司的首要任务。传统电力系统由于设备陈旧，主要依托人力来实现运行于管理。随着计算机以及自动化技术的发展，电气自动化技术应运而生。电气自动化系统是当前实现电能优质、灵活和可靠传输的最佳解决方案，系统中的节能设计方案也一直在不断研究进步。当电气自动化系统中节能设计方案不能充分发挥作用时，会造成电能的严重浪费并且可能威胁到整个系统的安全稳定运行。当系统受到不利影响后，输电、供电和配电环节就必然产生恶性循环，给生产生活带来严重挑战。当前电网结构复杂，容量增速很大，特别对于城市电网设计性能优良的节能方案十分困难。当前电网中存在的非线性负载，比如变频器和整流器，这些设备会引入大量谐波污染，给节能设计也带来很大的干扰和挑战。因此，如何提高节能系统的可靠性，如何最大限度地提升供电效率，是需要不断投入研究的热点问题。从电力传输的各个环节来看，减少输电线路的传输损耗，提高变压器的效率以及合理布置无功补偿装置都可以达到节能的目的。

2电气自动化节能技术设计

2.1减少电力传输过程的损耗

电能通常由地处偏远的电厂产生，在到达负荷中心前需要经过架空线或者电缆等导线进行传输。由于导线电阻以及电抗的存在，传输过程中会产生一定量的功率损耗，包括有功和无功功率损耗。根据电路原理，要想减小这部分损耗就需要减小导线阻抗，或者增大电网的运行电压。就导线本身的优化而言，由于导线的电阻是和其横截面积成反比的，因此可以通过增大导线线径的方法减小电阻进而减小有功功率损耗。但是较粗的导线意味着导线成本的提高，另外由于重量以及体积的增大，给安装施工以及后续维护以及更换带来麻烦。所以通过科学的评价方法选择合适的导线线径对于电气自动化的节能设计具有非常重要的意义。在减小导线阻抗方面，还可以选择电阻率较小材料的导线，例如用铜线代替铝线，不过这同时也意味着成本的增加。在线路走线方面，尽量避免走弯路，这样可以减小输电线路的长度，也可以起到减小线路阻抗的目的。总体来考虑，减少电力传输工程中能源损耗的方法就是使用单位阻抗小的导线作为传输通道、优化线路走线，但是需要权衡投入，使得投入和损耗最小，电能产出最大，达到真正意义上的节能减排。

2.2变压器节能技术

变压器作为电气自动化系统中的常用电力设备，在输电以及配电系统中起着至关重要的作用。在实际使用过程中，变压器中的线圈由于存在电阻也会产生有功损耗，称为铜耗；组成变压器磁路的铁磁材料也会产生铁耗，这些损耗都不利用电能的高效传输。对于电力变压器的技能设计而言，有效降低其空载损耗、负载过程的铜耗以及铁耗是节能设计的方向。具体措施比如优化线圈的绕线结构、采用阻值较小的漆包线、使用性能优良的铁磁材料等。在解决了变压器自身损耗的基础上，合理配置其接线形式，提高电能质量，也可以从负载角度提高电能利用效率。

2.3采取无功功率补偿

整个供配电系统是由升降压变压器、输配电线路、用户电力负荷以及配电变压器等多个环节形成。电能通过电流的形式流动于整个电力系统，为终端客户提供电能的同时必不可免的会有能量的浪费，其中无功功率占据着比较大的比例，不仅降低了整个电路的电压，而且会影响电网的经济运行和降低电能的输送质量。而无功功率在终端客户那里最直观的反映就是功率因数降低。若其功率因数低于0.9，那用户就要缴纳罚款，从而增加了用户用电的成本。所以实际操作时可以选用合适的无功补偿设备来增加功率因数，让无功就地实现平衡，从而使电力系统的电压能够保持相对稳定，进一步提高电能的质量，实现绿色节能的目的，还可以使经济效益提高并为社会效益提供支撑与保证。在电力系统运行时，若使用无功功率补偿，就要达到如下要求：首先就是后来的投切开关和在旧的补偿电容里的循环投切要按比例进行分配，这些都没有办法达到理想补偿效果；其次是电容器的容量大小，要参照配电电压容量以及自然功率因素等参数，并且加以计算而得来，若在补偿时会产生谐波，就要串联相应数量的电抗器，借此来消除线路中的谐波；最后就是在确定投切参数的时，最好是选用无功功率，这是为了能有效地避免过度补偿、无功倒送和投切震荡。目前使用较多的模糊投切就取得了很好的效果，不仅能有效调节平滑，并且跟踪准确性很高，应用范围很广。

3电气自动化节能设计技术的实际应用

3.1优化配电系统的设计

电力系统的服务宗旨就是为安装此电气系统过程中要用电的设备提供所需的动力。所以，在整个配电设计过程中首先要实现的最低要求就是要将电力系统的适用性充分考虑在内。适用性，简单来说就是能对电气设备的有效控制做出相应的保障，还要达到用电设备对供电设备以及负荷容量等因素可靠性的要求。在整个配电的途中，不仅要满足电气设备以及用电设备等设备的要求，而且要确保电力系统运行时有一定的稳定性、高效性、可靠性、易控性以及灵活性等特征。在设计配电时其次就是要将电力系统的安全性考虑在内。为保证电气系统的安全性，不仅要确保导线具有良好的绝缘性，以及在走线的过程中要确保各导线间有一定的绝缘距离，而且要确保导线的热稳定性、负荷能力以及动态稳定的裕度，以此来保证电气系统运作时配电设备和用电设备的安全性。最后，要安排好电气系统的接地和防雷设施。

3.2提高电气系统的运作效率

在选择电气系统的设备时，最好选用那些节能设备，这是为以后节能减排做好了基础和铺垫。同时实际操作中还可以运用补偿无功、均衡负荷和降低电路损耗等途径来实现在电气系统运作过程中的节能目标。比如说，可以在配电设计过程中，利用适当的调整负荷以及选用合理的设计系数等方法来达到目的。通过这种途径能确保电力系统在安装以及运作的过程中，有效提升电源的综合利用率并提高设备的运作效率，从而实现减少电能损耗的目的。

电气自动化节能设计技术在人们生活中发挥着重要作用。对人们的生活影响范围较广。在进行实际的电气自动化节能设计中，应该建立健全的节能管理机制。对供电配电系统正确设计，对电耗工艺要不断提高，多选用节能产品，对高能耗低效设备进行改造或者淘汰，从而实现供电设备经济运行。

参考文献

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[2]汤永昊.探讨电气自动化节能设计技术[J].电器工业，2014，6：63-65.

[3]张进.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].河南科技，2014，7：113.