电气自动化工程中的节能设计技术分析

左强 冯晴

【摘 要】社会中对各种能源的浪费和污染现象日益加重，这种情况下实现电气自动化节能技术是很有必要的。本文主要分析其设计原则并浅析其混色机技术。

【关键词】电气自动化工程；节能设计；技术应用

引言

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。

1、电气自动化节能设计原则

1.1 前提条件

電气自动化在进行节能设计的时候，要保证居民的正常用电和工业上的正常生产，满足人们舒服的生活和工业的生产效率电气自动化节能不能以牺牲工业和居民的正常生产生活为代价例如居民的证明照明、空调、电视、电冰箱等电器能够正常使用工业进行生产、加工、销售环节可以顺利进行。

1.2满足经济效益

电气自动化节能要根据实际情况进行安排，尽量避免出现为了降低电气消耗而武断增加节能成本在进行电气自动化节能的时候，进行设备改进的资金要控制在合理的范围中，维护电气自动化节能的经济效益。

1.3优先保护环境

我国进行电气自动化节能的主要目的就是为了提高能源的使用率、提高企业的综合效益，电气工程师在进行节能技术设计时，要选择合适的材料，材料的经济实用性、安全性、先进性都要得到保证电器产品老化严重的，要进行报废处理，尤其要注意对电器污染的控制，保护环境不受污染，实现能源的循环利用。

1.4实现可持续发展

在现在的社会中，电气自动化节能要符合国家节能减排的要求，对能源的消耗、能源的节省、能源的减排都要进行合理的规划，保证长远眼光进行可持续发展的战略部署。

2、电气自动化的节能设计技术

为了做好电气自动化的节能工作，我们需要重视采取相应的策略，以收到更好的节能效果。

2.1 变压器的节能设计技术

变压器是电力自动化工程中的重要设备，其主要负责电压、电流以及功率的转换工作。变压器的运行需要消耗掉大量的能源，即使是处于空载运行状态，也会造成大量的能耗。因此，做好变压器的节能设计，对于电气自动化工程的节能设计具有重要意义。通常情况下，变压器的节能设计主要为以下几点：

2.1.1选择合理的变压器型材

对于变压器的制备材料应当进行合理的优化组合，从而有利于实现真正的节能。若是铜片、硅钢片以及绝缘材料的设计不合理，则容易导致不必要的能耗的出现。因此，在确保变压器工作的情况下，应当选择最为合理的制备材料以及运行介质，在减少电气自动化的工程成本的同时，实现变压器节能。

2.1.2使用铜材

铜质是一种十分优秀的材料，可以用于为变压器配备的电拒以及电线。其次，通过降低磁密并采用高质量、较薄的冷札硅钢片，能够有效地降低空载运行过程中变压器的能耗。

2.1.3优先考虑专门的节能变压器

当前，市场上已经有了专门的节能变压器，例如：S11以及S10此类型号，除了具有传统的变压器的优点，也具有十分优良的节能效果。使用节能变压器时，应注意不要出现长期过度运行的情况，否则不仅会导致变压器寿命的减少，也会造成电力资源的浪费。

2.2 提高系统功率因素

一方面，应当采用科学合理的措施，提高系统的自然功率因素。例如，提高用户的负载率，在满足工艺生产的情况下，尽可能地选择极数较少的电动机，从而提高电气设备的运行效率，达到节约电能的目的。同时，也可以让电动机实现变频自动控制，从而使电动机在负载较小时，获得较高的功率因素。这些措施都是在不添置任何的补救设备的前提下，降低用电设备的无功功率，从而提高功率因素。此方法并不会增加工业生产的投资，十分经济有效。另一方面，可以使用人工的方法提高系统的功率因素，即人工补偿的方式。提高自然功率因素的措施往往不能满足工业生产用电的需求，因此，还应装设一定的补偿装置，其常用方式为集中补偿与单独就地补偿，应坚持分级补偿以及就地平衡的原则，从而达到减少无用功传输的目的。

2.3 降低高次谐波

谐波往往会对用电设备造成多方面的危害，例如，导致电网的负担加重，可用容量下降；降低设备的利用率以及经济效益；影响继电保护以及自动装五的可靠性、安全性。通常情况下，降低高次谐波的措施主要有：变压器宜使用Δ/Y节接线，从而能够消除3的整数倍的高次谐波；增加整流变压器二次侧的相数；采用无谐波污染的绿色变频器；采用无源滤波器或是有源滤波器。通过以上方法可以达到过滤谐波的目的，从而提高电气设备的运行效率，达到节能的目的。

2.4减少电路中的传输损耗

电能在传输过程中出现有功功率损耗是不可避免的，因为一般情况下，传输导线上有电阻，必然会引起有功功率损耗，虽然这一损耗不能完全消除，但是在实际的电气设计中，为了节能减耗，可以采取一定措施，有效地减少这一线路上的损耗。在电能传输过程中，线路上的电流是一定的，不能进行随意改变，这时，若要有效地减少传输线路上的有功功率损耗，只能采取措施减少传输线路上的电阻，而根据传输导线的传输特性可知，导线的电阻与导线的截面积成反比关系，与导线长度及电导的关系成正比，因此，若要减少导线电阻，可以采取下列的措

施来进行：

（1）增大导线的横截面积，在不影响电路中其它电气特性的前提下，可以适当地增加导线的横截面积，有效地减少导线电阻，从而减少电路上的损耗，起到节能作用；

（2）适当减耗导线长度，需要在进行导线布线时，对布线的路径进行合理选择，尽量避免在布线时走弯路，这样可以有效地减少导线电阻。

（3）为了有效地减少来回线路上的损失，在选择导线时，尽量选择电导率较小的材质作为电路的导线。

2.5 合理选择节能光源

第一，合理选择节能光源。照明光源的选择，应该按照国家的相关规定进行，尽可能达到照明节能的效果，选用高效能的光源，其发光效率是普通照明灯的好几倍，能够大量节约电能卫生间上下楼梯间尽可能选用吸顶灯，在满足人们生活需要的前提下，达到节约电能的目的。厂房优先选用金属卤化物灯，一个光源不能满足要求的时候，采用两种光源或混合光源，这样能够提高照明强度，降低能耗。第二，选择节能型镇流器。在厂房照明的时候，应该优先使用低耗与节能的光源电子附件，使用高压钠灯、金属卤化物灯的时候应该配用节能型镇流器，以减少能耗，节约能源。第三，科学设计照明，进行绿色照明改造。照明的设计应该按照使用功能和环境影响科学合理设计，既满足照明要求，又符合节能要求。

3、电气节能自动化控制现状及发展趋势

3.1电气节能自动化控制现状

电气节能自动化控制系统主要有集中监控方式、远程监控方式和现场总线监控方式。集中式控制方式往往运行维护方便，它是将系统的各个功能都集中到一个处理器，然后再进行处理；远程监控方式，主要具有节约电缆、节省安装费用、可靠性较高的特点，主要适用于小系统监控。现场总线监视方式往往对于系统设计有着更强的针对性，这种监控方式往往除了有远程监视的优势，还可以大幅度地降低工作量的使用量。目前自動化控制系统还是采用集中控制，集中式控制方式的优势在于它运行维护方便，集中式控制方式是将系统的各个功能都集中到一个处理器，然后再进行处理。

3.2电气节能自动化控制发展趋势

电气自动化的节能设计技术的发展与其自身的特点有着密不可分的关系，之前由于技术的不成熟，也使得电气自动化的节能设计技术的发展走了弯路，但目前电气节能自动化技术已经迎合了时代的发展，结合信息技术广泛的应用到实际的生产中。计算机应用于电气节能局部或者整体控制中，成为电气节能自动化控制的核心领域。由于科技的发展越来越迅速，它驱动着自动化的发展，之后虚拟现实技术和视频处理技术的应用会更加广泛。自动化控制系统的地位会大大提升，例如计算机、网络技术和多媒体技术等都有着深远的应用前景。

结语

综上所述，在电气自动化节约电能的工作开展中，应时刻牢记节能的必要性。采用合理的对策降低其电源的使用频率，并降低其对周围空气的不良影响，同时保障能源的最大化利用。

参考文献：

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