对电气自动化节能设计技术的探讨

杨红林

摘 要：科学技术的发展进步为建筑电气节能设计提供了很大的上升空间，相关的设计人员可以在设计规划中加入各种有效可行的节能技术，提高建筑节能的经济效益。在节能设备的选择上，应该对其原理、性能、效果有所了解，并从技术层面和经济获益两方面进行比较后再做出理智选择，进而使得有效节能的目的得以实现。

关键词：电气自动化；节能；设计技术

1 电气自动化节能设计的概述及原则

1.1 电气自动化节能设计的概述。电气系统的自动化是电气领域里面新发展起来的学科，它与工业方面的生产以及人们的生活都有着密切的关系。电气系统的自动化能够改善劳动的环境，提高工作效率和生产率，降低运转的成本费用，它所起到的作用是不容忽视的。现在，国际上都在呼吁开展绿色革命，在我国目前的经济建设过程中，节约能源已经被列为了重点问题。其中，推动节能减排的关键就是自动化方面的技术。在未来经济的不断发展过程中，节约能源的新型技术将处于主要的位置，电气系统自动化节约能源的设计技术也将有着更加广泛的应用空间和发展空间。

1.2 电气自动化节能的设计原则。（1）符合实际经济效益的原则。以实际经济效益为电气节能效益的设计基础，不盲目的增加相关投资金额，对节能设备和材料进行选择时应该遵循科学合理的经济原则，从而使得节能增加的投资数目能够在较短的时间内通过节能运行而使得经济效益有所保障。（2）适用性原则。直观的说，就是为建筑物内良好人工环境的创设或维持提供必要的能源基础，例如一些建筑设备动力的提供以及符合用电设备对电能质量、负荷容量的要求的优化用电设计，实现其电能的合理利用。（3）节能性原则。节能重点要放在电气设备的电能损耗上，如变压器的功率损耗、输电线路的额外损耗等等。对其采取有效的节能措施，尽量减少或杜绝与建筑使用功效无关的电能损耗。

2 电气自动化中的节能技术

2.1 电力电缆的材质选择。在电缆材质的选择方面，虽然铜质电缆的价格比铝质电缆的价格较为昂贵，但也不应贪图一时的降低成本，就直接采用、选购铝质电缆。因此，是否在符合正常进行输电配电的情况下，可适当选用铝质电缆。当然，这种情况需根据现场状况谨慎斟酌。当然，截面较小的铜质电缆与铝质电缆之间的价格差距就没有那么明显了，为了使用安全、节约电能，铜质电缆是首选。

2.2 选择变压器。（1）避免变压器型材带来的大量能耗。变压器的制备材料需要优化设计组合在一起才能真正实现节能，硅钢片、铜片以及绝缘材料等如果设计不合理的话，就会造成很多不必要的能耗。应该秉承节约的理念，满足变压器工作的前提下，选择最为合理的材料和运行介质，既能减少电气自动化工程的成本，又能实现变压器节能的目的。（2）铜材是一种优秀的材料，为变压器配备的电柜和电线可以采用铜质材料，并用换位导线措施。降低磁密并采用高质量、较薄的冷轧硅钢片，可以有效降低空载运行时变压器的能耗，实现节能的目标。（3）合理选择变压器的容量和使用台数。所选变压器的额定容量应该根据实际所需电量来确定。如果变压器的容量太小，会让变压器长期处于过度运行状态，加速其老化，减少使用寿命；但是如果所选变压器的容量太大的话，也会使其长期处于轻载状态，过低功率会极度浪费电力资源和变压器使用效率。如果使用的变压器台数在2台或者2台以上的话，应该采取并联措施，这样不仅可以提高其安全可靠性能，还能增加电力系统的功率因数，实现真正的节能设计。

2.3 有源的滤波设备。为了避免电气装置中的一些误动作的产生，需要把谐波去掉，而有源滤波设备是最好的清除办法。有源滤波设备的优点有很多，比如：反应非常敏捷，有比较大的适用范围，可以达到非常好的无功补偿效果。

2.4 降低传输线路的损耗。传输线路自身的电阻在短距离传输时可以忽略不计，消耗电能非常的少。但是对于一些行业，比如说石油或者采矿，因为环境比较特殊，电力设备在工作现场，离电力供应处非常远，这就需要传输线路长距离传输。而如果电流不变，传输线路越长的话，传输电阻总值会越大，这样就导致耗能越大。因此，需要降低传输线路的损耗。

3 电气自动化节能设计技术的应用

3.1 开关量控制方式基于PLC的应用。这种控制方式是基于可编程控制器自动化控制技术中应用最广泛，同时也是最基本的形式。由于PLC的自动化应用不但实现了逻辑控制，同时还实现了顺序控制。所以逐渐替代了传统的继电器电路应用，同时该项技术既适用于单台设备的单独控制，也可以应用到自动化流水线中一组或者是整套设备的控制当中。

3.2 控制模拟量基于PLC的应用。在实际工业应用中会出现诸如：温度、流速、压强、液位、湿度等许多连续变化的模拟量。应用PLC自动化控制技术通常可以使这一类的模拟量应用数字量之间A/D转换和D/A转换而实现可以被记录和跟踪的量，从而解决了可编程器对模拟量的实时监控和分析的难题。

3.3 集中式控制设计基于PLC的应用。集中式控制是指通过一台功能强大的PLC监视系统，实现同时控制多个设备的“中央集中式”计算机自动化控制模式。在该系统中，各个设备之间的运行状态以及联系、监控关系等都统一由中央PLC来配置执行。所以这种集中式控制设计要比其他控制系统更方便易用，成本更低。但是这种控制方式的缺点是：其中任何一个控制对象的程序出现问题或故障，都要通过停止中央PLC的控制，从而使其他所有依赖中央PLC控制的设备都不能正常工作。

3.4 PLC、变频器在中大型企业中的应用。PLC、变频器在中大型企业的应用中具有明显的可行性，然而在实际操作中，也应该注意以下相关问题：（l）根据企业的特点，明确CPU的功能特点，并按照不同的CPU功能进行分配，使其满足企业生产线的正常运行，使其能够快速进行数据运算与处理，及时进行信息转换。（2）PLC在应用过程中逐渐升级，在现场应用中获得了极大的好评，其即实现了仪表测试、工艺过程、电气设备以及故障处理的功能，又实现了压力控制、温度保护、自动阀门等操作界面的控制，实现了生产线控制平台的简单化与系统化、界面化，优化了工作流程，有利于生产的安全性能。（3）PLC在实际应用中具有抗干扰的特性，其既能够减少输人谐波的冲击，又能够对各变频设备进行完善，从而加强其抗干扰的能力。（4）对变频器的维修安装的过程以及细节进行调节，中大型企业生产过程中由于供电与设备的进线出现需求，因此需要进行成柜安装，使其规模化，便于维护的可操作性。

4 结语

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] 张兰兰.电气自动化节能设计技术应用研究[J].科技向导，2012（29）.

[2] 韩子磊.节能技术在建筑电气设计中的应用[J].智能建筑电气技术，2011（06）.