电气自动化节能技术研究

李爱淑 陆　微

（长春汽车工业高等专科学校，吉林 长春 130000）

电气自动化节能技术研究

李爱淑 陆微

（长春汽车工业高等专科学校，吉林 长春 130000）

电气自动化技术是现代社会的一门重要工程学科。这项技术的发明以及实现，极大地提高了生产效率，改善了工作环境，在很多方面都成为推动生产方式变革的主要动力因素。我国正处于经济高速发展阶段，实施电气自动化是保障工业经济又好又快地发展不可或缺的基础要件。在全球环境污染凸显的今天，开发设计电气自动化节能技术，是推动电气自动化健康发展的重要前提。本文围绕电气自动化节能技术有关问题进行探讨，对电气自动化及节能设计进行了简要介绍，并对电气自动化节能设计相关技术进行了着重分析与阐述。

电气自动化；节能技术；分析

电气自动化是现代社会人类工业体系的重要发展方向。在科学技术日臻成熟的今天，电气自动化正在向着社会活动的各个领域，从经济发展到民生保障的各个环节逐步渗透发展着，并且在人类发展进程中发挥出越来越大的作用。电气自动化的实施，是人类发展史上的一项重要进步。目前世界各国都高度关注电气自动化的发展情况。我国自改革开放以来，经济实现了腾飞，由此带动了一系列科学技术的飞速发展。进入21世纪后，在工业领域的许多方面已经初步实现了电气自动化。电气自动化的发展，对于我国国民经济的健康发展有着至关重要的影响。随着环境保护和资源紧张问题在全世界范围内凸显，节能降耗立刻成为各国政府和社会普遍关注的问题，电气自动化由于应用范围广泛，其节能情况对于整个社会体系的节能降耗工作有着直接且显著的影响，因而成为政府开展节能降耗工作的重要领域。积极推动电气自动化节能技术，不但可以降低能耗，节约资金，还有利于减少污染排放，提高环境质量，对于提高相关项目的经济效益和社会效益效果明显。在具体实施过程中，在城市电网不断增容扩建的大形势下，整流器、变频器的大量使用，带来了谐波污染，给电网的安全稳定运行造成了负面影响。为了推动电气自动化技术的健康发展，就必须从节能和消除谐波两个方面着手，围绕电力滤波器、无功补偿、变压器等重点领域，积极开展技术研发工作。

一、电气自动化及节能设计综述

电气自动化是信息技术发展到较高水平的一个重要产物。它横跨多门学科，应用遍及工农业生产和人们日常生活各个方面，范围十分广泛。电气自动化在提高生产效率，降低运营成本，改善生产条件，提升经济效益等多个方面都有着十分重要的影响。随着环境保护意识的增强，节能减排成为当前阶段工业经济改革的重要内容。在这个过程中，先进科学技术发挥了重要作用。在很大程度上，经济体制、生产方式、工艺路线的改革，产业结构的调整，无不依赖于生产技术和生产装备技术水平的发展。电气自动化技术正是这些先进科学技术中的一个典型代表。以电气自动化为特征的高新技术产业是今后世界经济发展的重要领域，也是国家间经济竞争的主战场。哪一个国家掌握了先进节能技术，实现了具有先进节能技术的高新技术产业的规模化生产，哪一个国家就拥有了制定世界经济规则的话语权。就我国自身当前情况来看，随着城镇化进程的不断加快，电网建设规模不断增大，大量变频器、整流器的使用，带来了沉重的谐波污染，给电网的稳定与安全带来严重威胁，已经成为电力企业不得不高度重视的问题。针对这个问题，开展电气自动化节能设计，开发新型变压器，提高无功补偿水平，实施有源滤波器，从而降低电能在电力传输过程中的损耗，提高电能利用效率，既能改善电网运行环境，提高电网运行安全稳定性，保障电能供应，还有利于降低环境污染，实现经济效益和社会效益双丰收。

二、电气自动化节能设计技术分析

电力系统电气自动化是一个非常复杂烦琐的系统工程，要提高电力系统电气自动化节能水平，有以下两个方向，一是从电气工程本身设计着手，另一个是在电气系统中采用节能技术。

（一）电气工程设计方面的节能设计

实现电气工程节能，第一步要保证电气工程设计质量以及涉及的各类设备的性能指标符合技术要求。这是开展节能设计的基础，只有这步满足了，后面的工作才有意义。在这个环节中，实现电气自动化节能的方法有下面两个方法：

1.优化配电设计

电气设备要正常运转，发挥能效，就必须有一个电力单元为其提供充足、稳定的电能。由于电气工程的复杂性，在进行电气工程设计时，必须考虑到电力系统对于整个电气系列来说是否适应的问题。这里所谓的适应性包含很多内容，首先是电力单元能够满足电气系统正常工作中所需要的电力稳定性和容量两方面的需求。同时，电力单元还要适应电气设备在控制方式方面的需求。配电设计工作要充分考虑到用电设备、电气设备的相关需求，以及整个电力系统在运行效率、稳定性、操控性、灵活性和可靠性等方面情况。由于电能所具有的潜在破坏性，在进行配电设计时，还要重点考虑系统的安全性情况。配电线路必须使用绝缘性能好，符合对应技术规范的导线，同时要能够承担系统工作时的电力负荷，具有较高的热稳定性和动态稳定性，能够承受系统中电力发生的剧烈变化，以确保在电气系统运行的过程中用电设备与配电设备的安全。作为电气设备，防雷与接地措施都是为了保证安全而必须采取的措施。

2.改进电气系统的运行效率

传统的电气设备在节能上没有太大要求，系统整体能耗较高。在先进技术的支持下，许多具有节能功效的新型电气设备出现并投入到实际使用之中。在进行电气工程设计时，要优先选用这些具有节能功能的新型设备。通过各个单元的节能，实现系统的节能目的。同时，均衡负荷、补偿无功、减少电路损耗等技术也是实现电气工程节能的常用手段，通过综合使用上述方法和设备，推动电气工程电能利用效率以及电气设备运行效率的提升，以达到降低系统电能损耗的目的。

（二）电气系统中的节能技术

1.降低电能的传输消耗

电力在输电线路上进行传输，部分电能会因为输电线路的阻抗而消耗掉，从电力利用角度来看，这部分电能没有得到应有的利用，属于无用功。无用功是因为输电导线的电阻而产生的，要降低电能传输消耗，就必须降低导线电阻。可以采取的方法有以下几种：一是选择导电性好的材料作为导线材料，从根本上降低电能损坏。二是基于导线电阻和导线长度成正比，而导线面积成反比的特性，在其他条件允许的情况下，适当减少导线长度，增大导线截面积。因此在布设电力线路时，就需要尽可能地选择直线线路，减少线路拐弯导致的线路增长。

2.选取适当的变压器

一是要优先选择具有节能功能的变压器，二是要采用适当的供电方式，比如三相四线制。三是要结合使用单向自动补偿技术，避免负荷不平衡现象发生。

3.使用无功补偿技术

在电力系统正常工作状态下，配电设备容量中很大一部分被无功功率占据，导致电网电压下降，给电网运行的高效、安全运行带来了负面影响。依照我国现行用电制度，当用户端功率因素不足0.9时，用户会受到相应的经济处罚。这种方法实际上是将电力企业的损失转移给电力用户。采用无功补偿技术可以提高功率因数，既稳定了系统电压，提高供电质量，又降低能耗，提高了经济效益。

4.使用有源滤波器

随着电网规模的增多，系统中的电气设备越来越多，由此产生的谐波也呈上升趋势。当谐波电流在电网阻抗上产生的电压与基波电压向重叠，会导致电压畸变问题，引发电气设备误动作。谐波的存在会造成与电网相连之电气设备的误动作，从而引发各类异常问题乃至安全事故。要防止这种情况发生，就必须消除谐波。使用有源滤波器是当前普遍采用的技术手段。大量实践数据显示，有源滤波器是各类消除谐波影响技术中最为有效的方法。有源滤波器具有优良的动态特性，反应迅速，功率适应范围广，对于无功补偿具有很强的促进作用。使用有源滤波器，可以有效防止电气设备误操作，提高电气设备运行效率，进而实现节能的目的。

结语

节能减排是当前经济发展的主要举措，甚至因此形成了节能经济这一概念。随着全球一体化趋势的日渐明显，各国产业、行业、企业间的竞争呈现出白热化的状态，竞争深入到经济活动的方方面面。而在全球资源、能源紧张的大形势下，节能降耗无疑是产业、企业间竞争的重要领域。要实现经济的持续健康发展，国家制定实施了节能战略，倡导节能理念，大力推动节能技术的推广与应用，出台相应优惠政策，支持、鼓励企业实施技术升级，推进节能改造。电气自动化行业的相关企业要牢牢把握这个宝贵时机，深挖技术潜能，推动节能技术的广泛应用，实现企业的健康发展。

［1］周丹.我国工业节能电气自动化的发展现状与趋势［J］.科技创新导报，2008（17）：65.

［2］孙柏林.中国自动化与可持续发展——自动化技术进入“节能经济”新时代［J］.自动化博览，2010（1）：23.

TM76

A

长春汽车工业高等专科学校校级项目XJKT1511。