电气自动化的节能设计技术

李同军

【摘 要】现代科学技术的不断发展也推动了信息技术的发展，电气系统在完善自动化设计的时候，还融入了节能设计的技术，并且这样的结合已经变成了电气自动化未来发展的导向，所以，本文就电气自动化节能设计技术的研究进行探讨。

【关键词】电气自动化；节能技术；设计

前言

电气自动化过程中的节能设计技术在整个自动化系统中起着非常重要的作用，优良的节能技术方案可以降低电力用户的用电成本以及减小能源消耗。在电气自动化系统中，实现节能的前提条件是确保系统可靠运行，并在此基础上不断优化各个电力传输环节，实现电能的高效利用。在节能设计过程中，需要以提高电气自动化系统的运行效率为目标，最大可能地降低电力能源的各种方式损耗。只有充分发挥电气节能技术的优势，才能真正实现电气自动化系统的高效优质管理与传输电能的作用与价值，为国家带来良好的经济和社会效益。

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、电气自动化的节能设计技术

1、减少电能在线路上的传输损耗

实际的传输过程中，减少电能损耗最直接的方式就是减小电阻，节能设计最直接的目的就是要减少电能消耗，这样才会减少对电网的损害。这样所产生的功率损耗就会减少。然而线路上的电流是不能改变的，导线的电阻是与导线的截面积成反比，而与电导、导线长度成正比。因此 ，为了有效减少电能在线路上的传输损耗 ，就只有减小导线的电阻。减少导线的电阻就可以从以下几个方面入手：一是增大导线的横截面积。在各方面条件允许的情况下，尽量选择横截面积较大的导线 ，通过减小电阻减少损耗，达到节能的目的。二是为了使减少电能在来回的电路上的损失，选用电导率较小的材质做导线；三减小导线的长度；这一方面可以避免导线走回头路，以减少电能在来回的电路上的损失。在进行布线的时候让导线尽量走直路，避免过多的走弯路，从而减少导线的长度。四是变压器应该尽量接近负荷中心，从而减小供电距离。

2、合理选择变压器

变压器的选择关系到节能是否有效，因此，必须要合理慎重选择变压器。在设计选择变压器时 ，应该满足以下几点要求：一是为了使流过的三相电的电流保持平衡，应减少变压器本体损耗，最好采用一些诸如三相四线制供电、单相自动补偿设备、将单相用电设备均匀分接在三相电源上等有效的减少负荷不平衡的方法；二是变压器应选用节能型的，以大大减少变压器的有功功率损耗。合理选择变压器，就可以在一定程度上起到节能效果。

3、无功补偿

无功补偿是无功功率补偿的简称，作用是降低变压器上的输电消耗，提高效率。在电气自动化系统中 ，无功功率占有供配电设备的很大一部分容量 ，因此增大了线路的损耗 ，从而造成电网的电压下降 ，从而大幅度影响到电网的经济运行和电能质量。无功功率的直观表现为功率因数偏低，若功率因数小于0.9时，供电部门缴纳就会向用户收取一定比率的罚款，而对于用户而言，用户用电的成本也增高，经济效益也就下降了。因此，为了实现无功就地平衡，减少损耗，可以选用恰当的无功补偿设备，这样也能够有效提高经济和社会的双重效益。

在采用无功补偿设备对电力系统进行无功补偿时，对于无功补偿设备的要求有以下几点：一是为了有效的防止过补偿投切、振荡和无功倒送，在电容器的无功电流、功率参数、无功功率这些投切物理量中最好选择无功功率作为投切参数物理量。二是电容器容量的确定应该根据具体参数使用电容器补偿 ，如目标功率因数、配电电压的容量、负荷等等，通过对这些参数的计算来确定；三是因为以前的补偿电容组中电容器的分担方式、按编码配置的方式、投切开关的方式、按比例分配的方式等 ，都不能达到现在我们想要的补偿效果；为了达到良好的补偿效果，应该采用跟踪准确、集调节平滑、适应面广等优点为一体的模糊投切方式 。

4、使用有源滤波器

由于电网中的非线性电压电流特性的电气设备的数量不断增加，因此也使产生的谐波电流也越来越多，而这些谐波电流在电网阻抗上与基波电压产生的电压重叠就会引起电压的畸变，从而造成电网联结与电气设备产生误动作。为了有效避免与电网联结电气设备的误动作，就必须消除谐波 ，而消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。概括起来 ，有源滤波器主要以下特性：具有优异的动态性能 ；反应快 ；能使功率范围更宽大等，能使无功补偿达到更好的效果。有源滤波器动作迅速，滤波功能较为彻底。它可以提高供电的可靠性，维持电气设备的正常运行，对设备起到了很好的保护作用。

5、高效光源

除了在电气自动化系统中采用变压器、无功补偿、有

源滤波器等节能技术外。还可以采用高效光源节能，在家庭用户中照明用电占整体用电的很大一部分，因为高效光源具有光色好、发光率高、显色性能优异等优点，能从根本上节约能源。目前在许多公共场合对于高效光源的利用正在不断发展，和普通照明相比，高效光源更加明亮、适用、耐用，并可以充分起到节能的作用。由此，要不断地对电气自动化的节能设计技术进行研究，这不仅可为电气节能提供有力的技术保障，而且还将大大地促进电气节能高新技术的发展。

6、电气自动化节能技术与光伏设备的发展的结合

中国是光伏产业巨大发展基地，增长速度已经位于世界前列。在倡导低碳、环保的今天，将电气自动化节能技术与工业生产相结合，不遗余力的致力于发展节能环保，在技术创新和行业地位上遥遥领先。无论是研发还是生产，我们始终坚持科技创新的理念，一次次实现自我超越。

由于对环保越来越高的要求，光伏产业在未来的发展中将会走得越来越远，更加顺畅。无论是从技术创新、产业规模，还是品牌效应上，中国的光伏制造业都拥有非常强大的竞争实力，国内的设备性能在近几年有了显著的提高，加快了与国际接轨的速度。如今，我国的光伏设备制造业已经形成了一个更加完整地体系，在此基础上，我们面临的重大课题就是如何更好的做到节能环保，除了坚持不懈地努力，必須要与电气自动化节能技术相结合，创造更好地发展。

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）

2、黄轩.电气自动化的节能设计技术[J].科技传播，2012.

3、鲍继志.电气自动化的应用与发展趋势分析[J].现代商贸工业，2012