浅谈电气自动化工程中节能设计技术的应用

浅谈电气自动化工程中节能设计技术的应用

穆庆花

穆庆花

山东天元安装工程有限公司山东临沂276000

摘要：随着工业技术、电气工程技术的进步和发展，电气自动化工程的节能设计越来越重要，电气设计是电气工程的灵魂，电气设计的合理与否直接影响着企业的财务开销、经济成本及其生产维护。本文主要介绍电气自动化的节能设计技术的应用。

关键词：电气自动化；节能设计技术；应用

前言：新时期伴随着科技水平的迅速提高，电气自动化也在飞速发展，在工业领域承担着非常重要的地位。而电气节能是工业节能的重要组成部分，如何采用节能技术，做好电气节能工作、提高工业的生产效益，是当前需要研究的重要课题。本文作者从电气自动化入手，对电气自动化的节能设计技术进行了阐述，提出了电气自动化的节能需要从变压器、无功补偿、有源滤波器等节能技术方面进行研究，希望能够引起人们对这一问题的进一步关注，能够对电气自动化节能设计的实际工作提供借鉴和指导。

1.电气自动化及节能设计概述

电气自动化是高科技技术，也是电气信息领域的一门新兴学科，它和人们的日常生活及工业生产有着密切联系，应用的十分广泛。它在提高工作效率、运行成本、劳动生产率以及改善劳动条件等方面起着重要的作用。近年来。随着绿色环保理念的不断深入人心，节能已经成为目前经济建设的头等大事。先进的自动化技术正成为推动节能减排的有效武器。未来全球经济发展的趋势是谁率先掌握节能的高新技术产业的主导权，谁将主导未来的全球经济。对于电气自动化系统来说，由于城市电网的不断扩大，电力也不断增容，因此会使用很多的变频器、整流器等，而这样会造成大量的谐波产生，从而危害到电网。由此，为了消除谐波，从节能的方向考虑，电气自动化应主要从变压器、无功补偿、有源滤波器等技术上下功夫。可以利用减少电路的传输损耗、优选变压器、补偿无功、使用有源滤波器等方法来使电气系统在运行的过程中达到节能的目的。

2.新时期电气自动化节能设计技术的应用探讨

2.1减少电能的消耗及浪费

节能设计主要就是减少电能消耗，这样才会减少对电网的损害。在实际的传输过程中，减小电阻可直接降低电能损耗，这样所产生的功率损耗就会减少。具体的说，就是导线材料的电导率越小，电能的损失就越少，因此选择导线时，材料至关重要；导线越长，电能的损耗就越多，因为电流是固定的，如果导线过长，或在布线时较复杂，电能的消耗自然会变大：增加导线截面积.也可以减小电阻，从而达到减少电能损耗的目的。当然还可以根据供电原理，减小供电距离。

2.2选择合理的变压器

减少变压器的型材损耗，硅钢片、钢材、铜线、绝缘子等，都是变压器所必须的材料，如果选择不合理，往往需要消耗大量的电能。在选择的时候，应该以节约原则为指导，满足工作要求的前提下，周密合理的选择材料和运行介质，以节约电能和生产成本。对于配电线路和配电柜，尽量选用铜材并采用换位导线措施，以降低变压器的电能损耗。在满足设备运行条件的前提下，尽量选用较薄的硅钢片，实现节能的目的。逐渐淘汰落后的高耗能的变压器，选择新型的高效节能的变压器，减少变压器的功率损耗，合理选择变压器的负载率。变压器经济运行负载率在40%—60%之间，在选择变压器的时候，尽可能使负载率设计在此区域。在工厂车间或者是智能楼宇，变压器要尽量放在电力负荷中心位置，以方便管理，减少现场电缆长度，降低线路电能损失，提高电能质量。

2.3提高系统功率因素

（1）采取科学合理的措施，提高系统的自然功率因素，如提高用户负载率，在满足工艺生产的前提下，尽量选择极数较少的电动机，提高电气设备的运行效率，节约电能，降低损耗。还可以让电动机实现变频自动控制，使电动机负载较小的时候，获得较高的功率因素。这些措施在不添置任何补救设备的情况下，降低用电设备的无功功率，从而提高功率因素。该方法不会增加工业生产的投资，是一种经济有效的电气自动化节能策略。（2）采用人工的方法提高系统的功率因素，也就是常说的人工补偿的方式。提高自然功率因素的策略往往不能满足工业生产用电的需求，还需要装设补偿装置，常用的方式包括集中补偿和单独就地补偿，坚持分级补偿和就地平衡原则，以减少无用功传输，达到节能的目的。

2.4合理选用无功补偿设备

无功补偿的作用是降低变压器上的输电消耗，以便于提高效率。在电气自动化系统中，无功功率占整体供电设备的很大一部分容量，因此就增加了线路的损耗值，导致电网的电压下降，影响了电网的正常运行。所以，要想实现无功的实际平衡，减少实际损耗，就需要选择合适的无功补偿设备，以此来提高社会以及经济方面的实际利益。在选择无功补偿设备上一定要遵循以下几点：（1）根据参数进行选择。选择无功补偿设备时，要根据具体参数进行选择和使用，如电压的负荷和容量；（2）根据电网运行情况。选择无功补偿设备时，主要要参考电网的运行情况。对补偿线路要了如指掌。根据线路的负荷情况来选择。如负荷大的就选择动态补偿.负荷较小的选择静态补偿装置。动态补偿设备针对于电动机等负荷较大的线路的节能效果十分显著；（3）选择合适投切方式。投切方式的选择要摆脱以前的模式，只有适用广泛、准确系数高的投切方式才可以做到有效的补偿；（4）就地安装设备。就地安装是为了更好地补偿效果，减少电能消耗。

2.5使用有源滤波器来进行节能

在电气自动化运行过程中，为了有效减少和电网连接电气设备的误动作，就一定要消除谐波。在电气系统实际运行中，会产生谐波，谐波的产生会降低设备的实际可用性，对于设备的质量产生很大的影响，造成电能损耗，而使用有源滤波器就可以很好的消除谐波。具体来说，误动作主要是由于电气设备的实际数量增加，而产生的谐波变得越来越多，因为这些谐波电流在实际电网阻抗上所产生的电压和基波电压彼此重叠，这就会导致电压严重畸变，从而造成电气设备产生误动作。一般来说，有源滤波器主要有以下两方面特点。（1）反应速度快，同时具有良好的动态性能；（2）可以使功率范围变得更宽大，可以很好的促进无功补偿达到更好的效果。一般情况下，使用有源滤波器对实际运行中所产生的谐波进行过滤，在实际电气设备误操作之前就可以避免，这样可以使得电气设备更加有效率，以此更好地实现节能的目的。

总结：

总而言之，必须从节约能源出发，使电气自动化尽可能少用能源，降低对环境的污染，并为使用者提供健康、舒适的工作及生活空间，最终实现我国节能电气的跨越式发展。可以预言，随着社会的进步和电力技术的发展，电气自动化的节能技术在今后的使用会越来越广泛，而今后研究的节能技术也将会朝着更好的方向发展。

参考文献：

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