试论电气自动化的节能设计技术

李芳　+樊长飞　屈建平

摘 要：随着社会的不断发展和科学技术的不断进步，电力系统逐渐受到大家的广泛关注，并朝着自动化方向不断发展，且以自动化为基础的节能设计技术也被大家广泛推广。本文在研究电气自动化的基础上，重点探讨了电气自动化的节能设计技术，提出应该从变压器、无功补偿以及有源滤波器等节能技术上进行分析，主要目的在于促进电气自动化的节能设计技术能够发挥强有力的作用。

关键词：电气自动化；节能设计技术；变压器；无功补偿；有源滤波器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.057

目前电气自动化的节能设计技术还处于不断发展的阶段，对于电气自动化系统而言，为了实现节能的目的，在整个设计过程中，必须确保电力系统在供电过程中设备安全、安装可靠，不断优化配电设计，只有这样才能保证电能得到科学合理的利用。另外，电气自动化系统的运行效率要不断提高，从而使电能的直接或间接损耗逐渐降低。电气自动化的节能设计技术能够为企业带来良好的经济效益和社会效益，因此，电力企业应该给予高度关注。

1 电气自动化及节能设计概述

随着信息技术的不断完善，电气自动化作为电气信息领域的新兴学科，受到了人们的广泛关注，也与人们的日常生活和工作息息相关。电气自动化系统不仅能够提高电力系统的工作效率，还在运行成本、劳动生产率以及改善工作条件等方面发挥着非常关键的作用。近年来，绿色工业革命逐渐兴起，当前经济建设最重要的目标便是节能减排。而先进的自动化技术成为了推动各行各业节能减排的有效手段。随着全球化的不断发展，只有掌握节能的高新技术产业的主导权，才能在未来竞争激烈的全球经济中占有一席之地，才有权利去主导未来的全球经济。对于电气自动化系统而言，不断扩大的城市电网，不断增容的电力系统，是其必须运用大量的变频器和整流器等，而这些会导致其产生大量的谐波，对电网造成极大的威胁。为了消除谐波，并达到节能的效果，电气自动化需要从变压器、无功补偿、有源滤波器等方面进行考虑，从而使电气系统在运行过程中实现节能的目标。

2 电气自动化的节能设计技术

2.1 减少电能的传输损耗

通常情况下电能在传输的过程中都会产生一定的损耗，原因是导线上有电阻存在，会产生有功功率损耗。但是，线路上的电流是一定的，不能改变，能够改变的只有导线上的电阻，为了使电能在线路上的传输损耗减少，降低导线的电阻是最有效的方式。大家都知道，导线电阻的大小与导线的截面积、电导、长度有关，且与导线的截面积成反比，与电导、长度成正比。因此，要想改变导线的电阻，需要从这几个方面入手：一是在选择导线的时候应该电导率相对较小的材质，从而有效减少了电能的传输损耗；二是在进行电网设计时，布线的过程中要尽量让导线走直路，防止弯路过多，从而有效减少了导线的长度，减少电能在电路上的损失；三是变压器位置的选择要接近负荷中心，旨在减少供电距离；四是如果各方面的条件允许，尽可能的增大导线的横截面积，有效减少了导线的电阻，从而减少了电能的传输损耗，实现节能的目的。

2.2 变压器的选择

在进行变压器的选择时首先要选用节能型的变压器，从而有效降低变压器的有功功率损耗；其次为了保持三相电的电流平衡，降低本体损耗，应该采取一些必要的手段和措施，例如将单相用电器分接在三相电源上、三相四线制供电等，从而有效保证了负荷的平衡。

2.3 无功补偿

对于电气自动化系统而言，在供配电设备中无功功率占有很大的比重，增加了线路损耗的同时也对电网的电压造成不利影响，从而降低了电能质量，对电网的经济运行也产生了极大的影响。因此，选用恰当的无功补偿装置是非常有必要的，可以有效减少损耗，为提高经济效益和社会效益发挥了关键性的作用。首先在使用电容器补偿时，在确定电容器容量过程中应该将目标功率因数、配电电压的容量、负荷等考虑其中；其次为了使补偿效果达到最佳，应该采用模糊投切方式，与传统补偿方式相比，模糊投切方式具有调节平滑、跟踪准确、适应面广等优势，就目前而言补偿效果是最佳的；另外要将无功功率作为投切参数物理量，从而有效避免出现投切振荡、无功倒送等情况。此外，无功补偿设备在安装的过程中最好实行就地原则，就地安装，就地补偿，减少线路上的无功传输，实现节能的目的。

2.4 有源滤波器的使用

有源滤波器的使用能够有效的将谐波消除，防止出现与电网联结电气设备的误动作。产生误动作的主要原因是逐渐增加的电气设备数量，导致大量的谐波出现，而这些谐波电流会产生与基波电压重叠的电压，造成电压的畸变，导致电气设备误动作的产生。总之，有源滤波器的动态性能非常优异，且具有反应灵敏、功率范围广等优点，对于无功功率的补偿有极大的作用。通常情况下，有源滤波器对谐波起到过滤的作用，有效防止电气设备误动作的产生，提高了电气设备的运行效率，优化了电气自动化的节能效果。

2.5 其他节能设计技术

对于电气自动化系统而言，除了变压器、无功补偿及有源滤波器等节能技术以外，采用高效光源等其他形式也能够达到节能的效果，高效光源的光色好、发光率高、显色性能良好，如果应用到电气自动化系统中，能够从根本上实现能源的节约。目前，我国电气自动化的节能设计技术还处于不断发展的阶段，需要对其进行不断的分析和研究，只有这样才能进一步促进电气节能高新技术的发展。

3 总结

随着社会的不断进步和电力技术的飞速发展，电气自动化的节能设计技术得到了人们的广泛关注，也取得了显著的进步。就目前而言，电气自动化的节能技术还需要不断的研究和完善，我们应该不断的优化配电设计，科学合理的利用电力资源，提高电气自动化系统运行效率的同时达到节能的目的。

参考文献：

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