浅析关于电气自动化节能设计的探讨

宋文斌

【摘要】随着技术的不断更新，電气工程及其自动化建立了灵活的集成控制系统，满足了工业自动化领域的技术需求，另外，也满足了商业企业从管理层到电气工程及其自动化系统的底层之间的数据存取、介质的访问控制方式等，现场总线控制系统应运而生。这种系统的出现，让工业自动化领域的控制网络更加快捷方便，从而降低了成本。本文分析了电气工程及其自动化技术及节能设计概述，列出了关于电气系统中的节能技术分析，并提出了电气自动化节能设计技术的应用及注意关键。

【关键词】电气自动化 节能 设计 应用

一、电气工程及其自动化技术及节能设计概述

在我们日常生活和生产中都与电气自动化有着息息相关的联系，电气自动化是一门新兴的学科，是新技术在电力系统中应用的体现，其不仅可以有效的提高工作效率、降低运行成本及改善劳动条件，还可以有效的保证电气设备的安全稳定运行。近些年来，能源使用的需求不断增加，而能源又处于短缺的状态，二者之间的矛盾日益突出，所以节能成为经济建设的重要目标。因此，在各行各业中自动化技术的广泛使用，不仅有效的提高了劳动生产率，同时也推动了节能减排的进行。从现在经济发展的趋势不难推断出，节能是未来经济发展中的主要趋势，谁掌握了节能的先进技术，谁就能在未来的经济发展中占据主导地位。

所以在当前的电气自动化系统中，在电网规模不断扩大，电力不断增容的情况下，各种变频器和整流器的使用带来了大量的谐波，使电网的运行的安全受到影响，所以在谐波的消除上需要从节能的方向进行考虑，通过对电气自动化各项技术进行控制和处理，从而使电路在传输过程中尽量减少损耗，并优越各种元器件的方法来保持运行中尽量达到节能的目的，从而使整个电气自动化系统达到节能的效果。

二、关于电气系统中的节能技术分析

1、选择合适的变压器

变压器会因铜损、铁损、空载损耗和负载损耗等因素造成许多电能的浪费，但是变压器在供配电系统中的运用又非常广泛，所以变压器选择得好可以有效地实现节能的目标。总的来说，选择变压器可以从以下几个方面考虑：首先是要将变压器自身的消耗降到最低，这就要选用单相的自动补偿设备，使流经的三相电流保持平衡，消除或降低负载的不平衡性，从而实现变压器自耗最小；其次是要选择有较好节能特性的变压器，进一步减少变压器有功功率的耗能。

2、减少电能在传输中的消耗

电能在进行传输的途中，导线里的电阻就会造成一定有功功率损耗，这是无法避免的。但是，整个途中线路上的电流是保持不变的，因此要想减少电能在途中的浪费，智能使导线所带的电阻尽可能的小。由电阻的推导公式可知它和电导以及导线的长度是正比关系，和导线的横截面积是反比关系，所以可以通过以下的途径来减小导线的电阻：第一是合理的布局，避免导线走弯路或回头路，尽可能降低导线的长度；第二是选择电阻率比较小的材料制成导线；第三是同等条件下要选择一些横截面积比较大的导线，这样可以有效降低电阻；第四是使变压器和负载中心尽量靠近，使供电的距离减少。

3、使用有源滤波器

在实际的操作中常常会发生误动作，所以要消除谐波来避免或减少电气设备的误操作，而最搞笑的方法就是运用源滤波器。造成误动作的因素主要就是越来越多的电气设备，其带来的谐波也就随之增加，但是产生的谐波与基波在电网阻抗上会重叠，从而使电压形成畸变，由此导致电气设备误动作的产生。一般而言，有源滤波器有以下功效：能扩宽功率有效利用的范围；反应迅速；能让无功补偿取得预期的完美效果；动态性能号。通常来说，使用有源滤波器能有效的消除谐波，将电气设备的误动作阻隔在产生之前，从而提升电气设备的运作效率，有效的节能减排。

4、选择电压等级

电压等级的合理配置同样能够起到较好的节能效果，一方面是处理好高压和低压配电的电压等级选择，另一方面就是在进行供电电压的确定时，需要综合性的考虑多方面的影响因素来进行，包括用电设备的性质、设计的前景规划、电网的发展计划以及供电回路的数量等。

5、供配电系统的设计

通过供配电系统的合理设计来实现节能无疑是最为直接也最为有效的方式之一，具体来说可以从以下三个方面来着手进行：一是尽可能的减少配电的级别，这样能够有效的提高供配电系统的稳定性和可靠性；二是要结合实际的用电状况来对供配电的状况进行确定，尽可能的保证变压器处于负荷的中心位置，这样就能够最大程度的降低供电半径，从而实现电力节能，并且这样一种节能方式还能够一定程度上提高供电的质量。

6、照明节能

在电气自动化的节能设计中，还可以通过照明节能来实现，具体来说同样是有两种方式，一种就是直接利用高效光源，传统的白炽灯虽然简单便宜，但是其发光的效率比较低；另一种就是充分的利用自然光，这就需要对构筑物的门窗进行扩大，或者是对建筑物或者是构筑物选择一个较好的朝向。

三、电气自动化节能设计技术的应用及注意关键

要想实现电气自动化节能的目标，最重要也是最先要完成的就是很好的完成电气工程的电气设备以及安装工艺的设计。只有完成了这些才能在未来成功的利用电气自动化来实现节能的目的。

1、电气工程设计

想要达到电气工程节能的目标，最关键的一个环节就是设计电气设备以及安装电气工程。这一个步骤是为了未来的成功使用以及达到节能的目标做一个良好的铺垫。

2、优化配电系统的设计

电力系统的服务宗旨就是为安装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作出相应的保障，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性。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的接地和防雷设施。

3、提高电气系统运行的效率

选择节能设备是电力系统首要完成的事情，当然，这也是为节能做好基础和铺垫。与此同时，电力系统在运行的过程中，为了真正实现节能，还可以采取降低电路的损耗、无功功率补偿以及均衡负荷等方法。举个例子来说，在进行配电设计的时候，可以通过合理选择设计的系统和合理调整负荷来实现。采取这样的方法，能够保证在电力系统运行及安装的过程中，能够让设备运行效率和电源综合利用率都获得有效的提高，这样就能够做到降低电能损耗。

结束语：

当前，电气自动化节能技术尚且处于发展初级阶段，我们一定要站在节约能源的立场出发，尽力降低能源的消耗并且避免污染环境，为使用者提供一个舒适健康的环境。现如今，在节能领域，我国正在努力提升自主创新能力，并且不断地开发和研究各种先进节能技术。在这样大好的形势之下，我国的电气自动化的企业一定要抓住机遇，敢于挑战，树立起节能的理念，努力研发各种电气自动化的技术及产品，为节能经济的发展发挥促进作用。

参考文献：

[1]杨 帆 对电气自动化节能设计问题探讨[J] 科技致富向导 2013（17）

[2]徐吟华 浅谈电气自动化的节能设计技术[J] 广东科技 2009（18）

[3]张吉春 浅论电气节能技术在工程设计中的应用[J] 科技创新导报 2012（14）