电气自动化的节能设计技术

李铭华

摘要：近年来，随着工业技术和电气工程技术的不断发展，电气自动化作为一项先进的科学技术，其设计理念在节能应用方面受到广泛的重视。本文简单介绍了电气自动化及节能设计，说明了提高电气自动化节能技术的必要性，阐述了电气自动化节能技术。

关键词：电气自动化；节能设计；

中图分类号： S611 文献标识码： A

引言

随着社会经济的发展，人们的生活和工业生产对能源的需求越来越大。但是，现今大规模的能源开发以及不合理地使用能源，导致能源短缺的问题越来越严重，并受到国家社会的普遍关注。在电力系统的能源消耗中，很多设备的选用对能源的耗损产生影响。所以，电力系统的节能设计逐步被人们纳入关注的视野。人们在各种建筑设计中，既要追求舒适、安逸的环境，又希望能够减少开支。因而，在電气自动化的设计中，不仅要满足使用者的安全、舒适，也要考虑节能设计。

一、电气自动化及节能设计概述

在电气信息发展领域， 电气自动化是一门新兴的科学性学科， 对我国的工业生产和人民群众的日常生活起到很大的作用。 电气自动化不仅可以提高工业领域的工作效率和运作成本， 还可以促进劳动生产率的提高和改善工业发展的劳动条件。近年来， 随着我国工业生产技术的提高和人们环保意识的增强，提出了“绿色工业革命”的发展理念，因而工业节能和环保成为当前经济建设的重要目标， 所以先进的自动化技术的出现为相关行业的节能减排提供了有力的保障。 由此可知，未来的经济发展状况就是谁掌握先进的节能科技， 就可以获得掌控经济的主导权。

随着城市化的不断推进，城市电网的供电需求逐步加大，电力系统不断增容。原有的操控技术主要是变频器和整流器的应用，然而这些设备的使用对电网的危害很严重。所以，电气自动化通过在变压器和无功补偿等技术领域进行突破，减少电路的传输损耗，优选变压器和使用有源滤波器等方式，使电气系统在运行中达到节能的目的。

二、电气自动化节能技术提高的必要性

随着社会以及经济的不断发展,人们对电的需求增加,日常生活中电器设备需要电能的供应,企业生产中电气 自动化电力设备离不开电能，随着电气设备的日益普及,人们对电能需求也大大增加，目前,电能供应问题日益严峻,如果解决不好电能供应问题,会造成输电、供电出现瘫痪,人们无法正常生活,陷人混乱中为了应对电能危机,需要降低电气自动化设备的耗能情况,提高节能电气自动化设备的发展,提高电能的利用率,只有这样,才可以降低电能成本,缓解电能危机的严峻形势，因此,大力发展电气自动化节能技术非常有必要,有利于确保电气自动化更好的服务人民。

三、电气工程节能设计的基本要求

1、将供配电设计进行优化，合理利用电能

电气自动化技术应用较为广泛，在不同的工程建设中，需要考虑不同环境的应用要求。 例如，在水库工程的电气设计中，必须要考虑其设计能够为水工设备运行提供动力，满足其适用性要求。 在水库建筑物的技术人员的休息区提供必要的能源，也要纳入设计的考虑范围。 满足用电设备的供电可靠性和负荷容量以及输送的电能质量， 保证电气设备进行有效控制，充分发挥电气设备的有效功能，促进其供电系统的稳定和畅通。

同时，在电气设备自动化的设计中，要考虑其运作的安全性。 电气线路设备需要具有绝对的绝缘强度和绝缘距离，在防雷技术的设计和装置时，也要采取有效措施保证供电设备的安全运行。例如，水库工程作为防洪发电的重要工程，具有很多的特殊功能，必须做好水利建筑物的安全维护，消除火灾和洪涝的潜在危害，充分发挥水库电气工程的安全实用性，优化电力系统的供配电设计，确保电能的合理利用。

2、提高设备的运行效率，减少电能的损耗

电气自动化设备在电网和水利建筑的应用中较为广泛，要保障各项功能的高效和安全使用， 保障人们生活和生产环境的舒适度。 由于电气自动化设备的使用都是一些大型的工程，需要尽可能地降低资源消耗，从而减少工程建设的投资。电气自动化技术的应用应该充分满足节能和降低资源消耗的特征，降低电气线路运行和维护的费用，从而提高设备的运作效率，使电能资源能够综合利用，尽可能地降低对电能的间接或是直接损耗。

3、调整电气系统的负荷，提高设备的利用率

在电力系统的电气自动化运用中，只有保障其使用功能的有效运作，才能为其安全运行提供保障。因此，在电气系统的设计中，需要根据特殊用电的情况，选择合适的节能措施，提高自动化设备的负荷率以及设备利用率，从而达到节能的效果。

四、电气自动化节能技术

1、减少电能传输的损耗

在电气自动化的设计中，节能设计的根本就是要减少电能的消耗，最大限度地减轻对电网的损害。在实际的电能输送中，电路线路上都会存在电阻，只要线路上的电路接通，就会产生有功功率能耗。这是能量损失的最直接的反映，因而减少电能消耗的方式就是减小电阻，从而减少功率的损耗。为了尽可能地减少电能消耗，在设计时要理解能耗的机理。由于线路传输的电流无法改变，所以要加大对电阻的研究。

一般而言，在线路正常运行的情况下减小电阻，可以达到节能的目的。其基本原理是， 电导是影响线路电阻的重要因素，电导线越长，电能的耗损就越多，导线的长度和电能的耗

损成正比关系。所以，在电气自动化的设计中，要尽可能地减少导线长度、增加其截面面积，减少电阻，从而不断减少电能在传输中的耗损。

2、变压器的节能设计技术

对于电气自动化设备来讲,变压器是最常用的电力设备,在供电系统中得到广泛的使用变压器中的部件在工作中容易出现铁损、铜损等现象,负载损耗也很严重,这在一定的程度导致电能白白浪费因此,对于变压器节能可以解决空载损耗、负载损耗等情况，例如,对于空载损耗严重情况,解决措施就是及时的更换零部件,使用铁损小的设备,这样可以大大的减少空载损耗情况;而负载损耗产生的原因在于变压器内部绕线电阻的影响,针对于此,可以尽量采用阻值较小的绕线电阻,减少电能的损耗。

3、选择电压等级

在电气系统中，电压等级也是重要的影响因素。对于电压等级的选择，在高压和低压之间的配置很重要。因而，在电压的等级选择中，为了确保电压的稳定，需要综合多方面的因素来考虑。例如，用电设备的特性、电网的发展和供电的设计和规划等。

4、选择合适的电力电缆

在输配电系统中，电力电缆是至关重要的部分，在电力工程中占据很大的投资成本，而且在电力线路的维护和保修中，需要大量的资金支持。在选择电力电缆的时候，需要根据电流的密度和强度来决定电缆截面的设计，所以在电力电缆的材质选择上很关键。一般而言，电力电缆的材质因其特性和使用期限的影响，钢材和铝材是两种主要的材料。由于电气系统的建设本身是一个高投资的工程， 所以电力电缆的设计也要考虑成本的投入。 钢材和铝材相比较而言，铝电缆的成本稍微低一点，所以大多数的电气工程选择铝电缆。然而，除开成本的因素外，铜电缆的安全和节能性能却要优于铝电缆。由于铜电缆的截面较粗，所以价格偏高。因而，在不同电力电缆材料的选择方面，可以根据电气工程的具体情况进行合理的选择， 在保障电气工程安全和节能的情况，选用铜电缆。

5、自然功率因数的管控措施

在电气系统的设计中，功率因素也是影响电气设备节能效果的一个重要的物理量。自然功率因数是一个比值因素，在电气系统没有配备相应的无功补偿装置下，有功功率和无功功率之间形成的比值。一般而言，提高功率因数，才可以促进电力系统的无功功率的增加，从而提高系统电能的转化效率。在进行设计时，我们可以采取有效的措施将无功功率进行抵消，从而降低功率因数。对此，我们可以直接采用功率因数较高的同步电动机，或是采用电容器来实现一定的补偿。

6、照明节能

一般而言，电力系统中的节能，还可以照明设备的改进。传统的家庭照明采用的白炽灯，发光的效率较低，增加耗能。所以，家庭照明应该尽量采用高效的光源。同时，自然界是个无穷的宝库，可以充分利用自然光进行照明，扩大建筑物的门窗结构，使其尽可能地接受更多的自然光，增加亮度。

结束语

随着科技的发展,越来越多的电气自动化电力设备被应用到各行各业,在工业领域、农业领域以及国防事业中,电气自动化电力设备都发挥了重要的角色,随着电力设备的发展,电能需求量开始大增,这样就需要提高 电气 自动化设备的节能技术,降低能量的损耗只有提高电气 自动化节能技术,才可以应对电能紧张等问题,更好的发展电气自动化设备发展,更好的促进社会发展,提高人们的生活水平。

参考文献：

[1] 武芳军.工业电气自动化的重要性和发展趋势[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2011(04)

[2] 张诗淋.浅析电气自动化的节能设计技术[J]. 东方企业文化. 2012(08)

[3] 卢明阳.浅谈电气自动化控制系统的设计[J]. 科技促进发展(应用版). 2011(02)