电气自动化工程中的节能设计技术浅析

电气自动化工程中的节能设计技术浅析

刘立群,王一波 ,薛勇

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摘要：随着我国城市化进程不断加快，人们生活水平不断提高，科技的不断进步推动了各种机械设备的革新。自动化是现在我国研究的重点和热点，因为电气设备的自动化给各种工程带来了极大的便利，提高了电器操作系统的工作效率和工作质量。自动化设备应用广泛，这种技术容易对环境造成污染，而且会耗费大量能源，给自然造成了许多生态危机，基于此我国提出了节能观念，对于生态保护和生态建筑提出了更好的要求。

关键词：电气自动化工程中的；节能设计；技术

引言

进入新世纪以来，我国经济发展已经进入了一个新阶段，其中很多行业的高速发展都在极大程度上依赖于能源行业的大力支持，但是传统能源即将耗尽这一现象已经引起了我国相关从业人员对可持续性发展以及环境优化等问题的关注。因此，在这样一个大背景下，和能源产业密切相关的电气自动化领域，其节能设计技术的研究就被提上了日程。节能设计技术是具有极其重要的指导意义的，其会促进节能减排精神的落实。节能减排的概念，近年来已广泛应用于电气自动化项目，促使电气自动化设备的设计越来越注重节能设计，这将促进电气自动化工程的工作效能显著提高。

1电气自动化工程中的节能设计的重要性

自动化技术应用可以对自动化设备有很强的控制能力，有些人为不能操纵的，或者是比较危险的方面，都可以用人工智能技术来进行操作。可以及时发现自动化设备中的故，经过精密的设计，可以发挥出最大的作用。提高了自动化设备的运行效率，有利于工程行业的发展。电气自动化技术对各种材料的使用浪费对环境并不友好，近些年国家对工程技术设计的重视提高，应该融入节能观念，但一些建筑工程建设规模大，需要消耗大量的人力物力财力，在建筑时期会造成粉尘污染，大气污染，水源污染以及噪音扰民的问题，给自然造成了许多生态危机。我国目前的施工情况存在着很多的问题，对环境有很大的污染。一些企业在工程施工中偷偷排放废气废水，对空气造成了极大的影响，施工范围还在人口聚集的地方，施工的环境恶劣，各种污染对人们的正常生活带来不便，人们的健康受到威胁。需要对这些缺点进行有效合理的计划措施，减少各种污染，改变我国的环境污染以及能源浪费现状。节能要求现代的技术与材料必须紧跟时代潮流，现代的新能源技术核心材料技术已经比较成熟，能够做出许多无污染的材料，在西方发达国家中，它们对室内空间设计有着详细的标准，现代我国格外强调了节能理念对国家发展的重要意义。国家能源浪费严重，如果这样下去，我们的后代就无法生存，将生态观念融合发展是适应国家的需求。

2电气自动化工程中的节能设计技术应用

2.1导线节能设计

电气自动化工程离不开电力线路与设备的辅助,因此在节能设计中,设计人员可以通过导线节能设计降低能耗,实现绿色环保。电能损耗与电线材质、距离、布局等,有着紧密的联系。导线的优化设计可以降低电阻率,从而达到节能的目的。第一在导线材质选择中,本设计从实用性、节能性两个角度出发,既要保障其安全、使用寿命长,还要降低成本、节约电能,才能满足实际需求。因此,设计人员要做好前期的调研分析,并且做好实验测试,进行铜线、铝线的导电率、能耗对比,然后选择适宜的导线材质。第二在导线布局中,本设计尽量选择直线路径,避免过量弯路,且要与各电气设备、总控室的距离适宜,防止在传输过程中损耗大量的电能。这就需要设计人员对于电气自动化工程的实际应用,展开深入的调研分析,然后进行线路布局的设计与调整。在保障使用安全的同时,本设计做到节能降耗。第三本设计适当地增加电力导线的横截面,从而降低电阻率,达到节能降耗的目的。电流在导线中流过,会导致导线的温度升高,从而加速老化,增加电阻,损坏电气设备。当温度超过标准数值时,还会引发短路与火灾事故。因此,本设计需要根据导线的温度、载流量、环境温度、散热条件等,进行横截面的选择。此外,由于导线本身就存在阻抗,因此横截面越小,电压损失就越大。因此本设计要根据各种电气设备的实际功率,进行横截面的选择,从而降低能耗。

2.2分析无功补偿

在电气自动化系统运行过程中，无功功率占据着共配电设备绝大比例，这就增大了线路之中的消耗情况，造成电网电压的极具降低，引发大幅度的电能质量与电网经济运行效益损耗，为了更有效地对无功进行平衡，并降低损耗情况，可以更科学化地选择无功补偿设备。无功补偿设备的应用和运行要求包含诸多条件；其一，在应用电容补偿过程中，电容器的容量必须要精确到具体的参数设置，如果目标功率在因数、配电电压容量、负荷等方面计算模糊，将会造成消耗加重；其二，想要实现更为优质的补偿效果，就必须要应用及调节平滑跟踪，精确适应面更为广泛的模糊头切方法，补偿电容组当中电容器所分担的消耗能量，从而达到更为优质的补偿效果。在选择优质的补偿方法后，应针对无功率作为主要的头切参数以及物理量，这样可以防止头切震荡和无功倒送等状况的出现，而且无功补偿装置最好要及时就地安装，并实行立即补偿，这样才会更好促使线路上的无功传输降低，从而实现节能的最终效果。

2.3设备与材料的节能应用

在电能的输配过程中，变压器是至关重要的设备之一，其主要作用是对电压、电流、功率进行转换。由于变压器即使处于空载的状态也会消耗较大的能源，故应该思考如何在变压器设计过程中，选择合适的材料，以达到降低变压器能耗的目的。有研究显示，变压器的硅钢片、铜片、绝缘等材料的设计合理性如果提升，则变压器型材原因导致的高能耗问题便可在一定程度上得到解决。因此，变压器的材料、运行介质选择都需重点考量。以铜材为例。此种材料的导电性能良好，应用于变电柜、连接线路时，有助于“换位导线”的建立。如此一来，变电柜的干扰磁场强度将会下降，电能通过变压器的过程中，产生的损耗会降低。此外，如果使用厚度较小、性能更加优秀的冷轧硅钢片，则变压器处于空载运行状态时，损耗的能量也会显著降低，节能目的可实现。但需要注意的是，冷轧硅钢片的成本造价相较于其他材料更高，且由于此种材料是一类新型材料，在后续使用中，具体的损耗周期尚不确定，后续维修更换的成本也缺乏有效参考。因此，在使用此类新型节能材料时，需要考虑总成本支出和性价比问题，不能脱离实际，片面考虑节能问题。目前，已经出现了一类融入节能设计的变压器，例如型号为S10和S11的变压器。这类变压器在接线方面的要求非常高，且在具体运行过程中需要避免过度运行，否则节能性能也会下降。在变压器所处位置的选择方面，同样涉及节能相关考量。例如在一些工程、大型写字楼建筑中，变压器一般被放置于电力消耗中心。这样做的目的在于，能够使电缆长度缩减，即通过降低电能输送时间，达到减小损耗的目的。

结语

随着现代社会的飞速发展，人类已经逐渐步入到信息化时代当中，科学技术水平正在日渐提升，现在社会也朝向着自动化和现代化的方向建设与发展。目前，电气自动化虽然已经发展多年，但是在其节能设计方面仍然存在着诸多不足。所以需要对现有缺陷进行完善改进，不断优化自动化控制技术的形态和模式，促进自动化控制技术的生源稳定发展。相关工作者需要加强对节能技术的应用，使其成为未来电力工程的关键组成部分，降低单位所需要承担的经济成本，同时提升对电能的使用效率，久而久之势必能够给国家经济带来巨大帮助。今后，我们必须进一步加强研究，以掌握更多关于电气自动化系统节能设计的知识。

参考文献

[1]杨飞.电气自动化工程中节能设计技术的应用研究[J].电子技术,2021,50(06):160-161.

[2]毛燕,田霞.电气工程自动化及其节能设计探究[J].工程技术研究,2020(11):197-198.

[3]陈玉.节能设计技术在电气自动化中的应用[J].科技展望,2021,25(09):137.