电气自动化的节能设计技术

戴金忠

摘要：电气系统的自动化的发展历史十分年轻，它作为电气领域里面新发展起来的学科，与人们的日常生活以及人们在工业上的生产都有着密不可分的关系。它能够大大地降低电气工作运转的成本费用、改善工人们的劳动环境、提高他们的生产效率及工作效率。本文笔者对电气自动化的节能设计进行了分析和探讨。

关键词：电气自动化；节能；设计

前 言

我国的电力行业不断发展，电气自动化应用越来越广泛。但是由于各个行业中能源浪费较严重，为我国经济发展带来阻碍。因此在工业发展行业中节能问题受到社会广泛關注。为此，文章从电气自动化节能技术的应用入手，提出节能技术优化方法。

一、设备应用以及必要性

1.电气自动化简介

电气自动化是指在利用电能的基础下，驱动电力设备，从而实现生产工作自动化的全新科学技术。例如，生活中的自动洗衣机、家用电器等。而在大型企业中的电气自动化不仅能够提高企业的生产效率，还能降低生产成本，在社会中获得广泛应用。

2.实际应用

众所周知，钢铁行业在实施过程中十分复杂，其中电气自动化设备在这其中的作用不能被取代。例如，自动化炼钢设备、材料传输以及钢铁灌注设备，在钢铁生产中作用至关重要。此外，随着科学技术的逐渐发展，石油化工设备也开始逐渐的步入了数字化和智能化，尤其是在石油化工企业中，自动化控制技术必须要积极的进行探究，以促进我国石油化工业的进一步发展。智能化控制是模拟人类的思维方式以及行为来对生产过程进行控制的，目前自动化控制主要有以下几种模式，首先是自适应控制，这是能够根据工作环境的情况进行自动智能调节的反馈控制系统，从而使得系统能够按照已经设定好的标准以最好的状态进行工作；其次是最优控制，这是一个十分重要的环节，这种控制在航天航空等领域的应用都是比较成熟的，而随着技术的不断发展，最优控制也逐渐的被应用到石油化工中。

3.必要性

电气自动化技术是新技术领域发展的重要目标，电气自动化节能设计工作至关重要。电气自动化节能工作的顺利开展能够最大程度地利用电能，有效减少电能浪费与损耗，电网中也不会由于电量短缺而出现间歇性的供电不足等情况。在企业发展中，电气自动化节能技术有着较为积极的现实意义，不仅能够提高电气设施的安全性，还能有效减少能耗损失。

二、节能设计原则

1.保证正常用电

电气自动化节能设计的大前提就是保证生产和生活正常用电。如果节能效果好，但是使得人们用电受到阻碍，那么电气自动化节能设计技术将失去意义。所以，节能的同时还要保证人们生活的质量，不能以牺牲生产和生活的代价来进行电气节能。

2.经济效益

电气节能要根据实际的情况来进行，不能只追求单纯节能目标，使电气节能上的成本盲目增加。电气工程师在进行电气自动化节能设计的过程中，需要投入的资金应该合理且符合实际，不能舍本逐末，充分保证电气自动化设备实际运行时的效益。

3.环保

电气自动化节能设计主要是为了提高电气能源的使用率以及综合方面的经济收益。在做电气自动化节能设计时，需要对节能材料进行选择，并保证材料的节能环保性以及安全实用性。同时根据实际情况，需要对原材料进行筛选，不仅出于对环境的保护，也实现了能源的循环利用。

三、设计方法

1.变压器方面

降低电能损耗是电气自动化节能的重要途径，对于变压器来说，可以从变压器的材料方面入手。例如铜线、钢材、硅钢片等材料都是在变压器中常见的材料，如果这些典型的材料选择不恰当就会造成电能被大量的浪费，增加电能的损耗。首先在进行变压器材料选择时，应该时刻坚持节约材料的基本原则，在满足工作需求的基础上，对电气自动化设备运行时的介质以及材料进行科学化选择，进而降低生产成本与电能损耗。而对于配电柜与线路来说，在材料选择上尽可能地选择铜线作为介质，并采取换位导线的方式，减少电路中电能损耗。在保证设备正常运转的基础上，硅钢片应该选择薄型号，从而达到节能的效果。在现实生活中，损耗较大的变压器设备逐渐被淘汰，节能效果好的变压器损耗会大大降低。为了获取更好的节能效果，应将变压器的负载率设计在40%到60%之间，例如在工厂车间中，变压器放置位置应该考虑该地区是否为电力负荷中心。选择在中心的目的有两个，首先便于供电企业对变压器的管理，无论从安全还是经济角度考虑，都是能促进自动化设备节能。其次，现场的电缆长度能够有效减少，降低在线路上的损耗。

2.变频器拖动技术

变频器拖动技术目前在社会中得到快速发展，呈现出取代传统降压启动器的趋势。变频器就是将电压以及频率都在某一数值的直流电，转变为电压以及频率都会变化的交流电的电气设备。变频器在开始工作时，将三相、单相交流电转变为直流电，最后在系统运行时再将直流电转变为原始模式。在实际的工作中，输出频率以及电压随着时间的变化而改变，电机的运行曲线发生改变。为了提高生产中的安全与可靠性，变频设备在实际的安装与配用时，需要留有一定余量，保证变频器正常运行。如果电机不能在满负荷的状态下工作，那么在满足动力驱动的基本要求之后，多余力矩就会消耗有功功率，对电能产生影响，消耗更多的电能。对风机和水泵设施进行调速时，要不断降低流量，减少水泵的转速。变频器在实际的工作中有着调压、稳压和稳速的作用，在当今的新型技术中，成本较高，但是功能比较强大。不仅操作起来简单易行，而且在众多领域广泛应用。随着科技不断发展，变频器的运行成本减小，发展前景一片光明。

3.电缆线环境温度

电缆线芯温度较高，降低电缆载流量，严重时会发生电缆着火的现象。电缆应该按照环境温度30℃进行截面选择，在特殊情况时需要进行调整。例如，在非洲温度较高的地区，温度一般都超过40℃，而此时的电缆环境温度应该按照高温度要求来选择。随着我国经济形势发生变化，工程建设的长远发展被注重。不仅重视投资的控制，也对电气自动化设备运行成本进行控制。要想做到节能，就需将二者有机统一，倡导优化工程设计。电缆线的选择应该综合考虑初始投资和线路损耗，当线芯截面减小时，初始投资则降低，相反则导致了线路损耗费用增大。当适当的增大线芯截面时，线路中的损耗减小，但是初始投资却有所增加。因此在实际的计算中应该使得这两个参数的和最小时所选择的电缆是最经济状态。

4.光伏产业创新

随着科技不断进步，人们对太阳能资源的开发与利用技术逐渐成熟，这使得我国光伏产业发展势头良好，并且在光伏市场中具有着较强的竞争力。与传统电能损耗量大相比，光伏产业不仅能够顺应资源可持续发展的理念，还在能源合理利用中发挥着良好作用。因此，在此基础上，我国相关部门应该大力推广光伏设备的开发，在科技背景下，将光伏产业与电气自动化设计技术相结合。这样实施不仅能够将科技概念在生产生活中深化，还能将电气自动化设备节能减排质量提高。

四、结束语

综上所述，电气自动化的本质就是通过自动技术的应用实现电气多功能运转，达到电气智能化运行的目标。在电气自动化的价值体系中，高效率的使用能源既是发展的基础，同时也是根本的目标体系。电气自动化节能设计技术在人们生活中发挥着重要作用。对人们的生活影响范围较广。在进行实际的电气自动化节能设计中，应该建立健全的节能管理机制。对供电配电系统正确设计，对电耗工艺要不断提高，多选用节能产品，对高能耗低效设备进行改造或者淘汰，从而实现供电设备经济运行。

参考文献：

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