电气自动化节能设计技术的分析

李长玉 杨文革

摘要：电气行业在社会经济发展中起着非常重要的作用，随着节能理念的深入人心，必须重视能耗问题。因此，必须遵循可持续发展理念，在结合实际情况的基础上，加强节能设计的应用，并且不断创新与改进，实现全行业的进步与发展。

关键词：电气自动化;节能设计技术

一、电气自动化及节能设计简述

电气自动化系统是当前实现电能优质、灵活和可靠传输的最佳解决方案，系统中的节能设计方案也一直在不断研究进步。当电气自动化系统中节能设计方案不能充分发挥作用时，会造成电能的严重浪费并且可能威胁到整个系统的安全稳定运行。当系统受到不利影响后，输电、供电和配电环节就必然产生恶性循环，给生产生活带来严重挑战。当前电网结构复杂，容量增速很大，特别对于城市电网设计性能优良的节能方案十分困难。当前电网中存在的非线性负载，比如变频器和整流器，这些设备会引入大量谐波污染，给节能设计也带来很大的干扰和挑战。因此，如何提高节能系统的可靠性，如何最大限度地提升供电效率，是需要不断投入研究的热点问题。从电力传输的各个环节来看，减少输电线路的传输损耗，提高变压器的效率以及合理布置无功补偿装置都可以达到节能的目的。

二、电气自动化节能设计应遵循的原则

（一）确保居民日常用电正常

企业电气自动化节能设计，应该保证居民正常生活所需的用电供给和工业企业的正常生产，保证设计与使用的节能技术不会影响人们的正常生活与工作。这是最基本的要求，也是最重要的前提。

（二）确保节能技术和设备的先进性

目前，新技术的使用需要新设备的大力支持，因此在电气自动化工程节能设计的时候，要加强对新技术使用重点的研究与分析，关注这方面技术的发展动向，以先进节能技术与先进设备为工程的保证，以推动电气自动化工程的不断完善与发展。

（三）确保环境优化

使用节能技术设计的主要目的是保护环境与节约能源，提高能源的使用效率。所以，节能设计的时候要选择实用性强的、先进的、安全的施工材料，电器的使用达到报废条件时，要对报废设备妥善管理，减少其对环境的污染与破坏，还应提高能源的循环使用，为可持续发展奠定良好的基础。

三、电气节能设计的技术应用

（一）通过供配电系统的合理分布减少线损

线损是能耗的重要部分，线损的存在意味着一部分能源做了无用功，为此，设计人员应该通过供配电系统的合理分布来达到减少线损的目的。设计人员在方案设计时间就应考虑到变配电室、配电小间的位置，以满足供电半径和所选线路长度的需要;在线路选择上应以走直线为原则，以减少导线长度。在系统整体分布上应尽量减少或者不走回头线，以减少回在线的线损。在变压器的位置设计上，需要尽量靠近整个建筑的负荷中心，通过减少供电距离来达到减少线损的目的。

（二）选择技术经济合理的配电方案

在配电系统方案设计过程中，设计人员需要详细分析方案的技术性和经济性，在此基础上选择最经济的方案。设计人员需要对方案的整体耗能情况进行分析，在此基础上对一些耗能的细节进行完善，以求方案的经济性和节能性。如，对空调等季节性负荷单独设置变压器，将不同季节或时间段使用负荷可由同1台变压器负担，以减少配电系统整体变压器的容量。对某些季节性的负荷线路，共享不仅能节约投资，更能够减少电阻和线损。配电系统变压器的容量和数量需要进行详细计算，充分考虑变压器的初投资、负载率等因素。

（三）选择合理的变压器类型

变压器作为电气工程中核心组成部分，能够实现对于电压、电流以及功率的转换，因此其质量的优劣将会对整个电气系统的运行造成直接的影响。虽然很多管理部门已经加强了对其管理力度，同时还取得了不俗的成效，但是就其实际发展情况，大部分变压器在运行过程中需要消耗大量的能源，存在很大的节能设计空间。因此相关的管理部门必须要优化对其选择，首先对变压器材料的合理选择，必须要确保铜、硅以及各种绝缘材料能够进行科学合理的搭配，进而有效地降低不必要的能源损耗;其次，则是加强对铜材的利用，以其代替一些劣质材料，对变压器运行过程中的能耗进行有效的降低，进而达到良好的节能效果;最后在对变压器进行选择时，则是要优先选择节能变压器。

（四）输电线路传输消耗的减小

电能在传输的过程中，一般情况下由于导线上存在着电阻就会产生有功功率损耗。然而，线路上的电流是不能改变的，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。实际上，导线的电阻是与导线的截面积成反比，而与电导、导线长度成正比的。具体来说，要有效减少导线的电阻，就应该从以下几个方面入手：一是选用电导率较小的材质做导线，这样可以减少电能在来回的电路上的损失;二是减小导线的长度。这可以在进行布线时，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;三是变压器应该尽量接近负荷中心，从而减小供电距离。四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，从而通过减小电阻减少损耗，达到节能的目的。

（五）无功补偿

在电力系统中，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，也因此影响了电能质量和电网的经济运行。而对于用户而言，无功功率的直观表现为功率因数偏低，而当功率因数小于0.9时，用户就会向供电部门缴纳一定比率的罚款，因此用户用电的成本也增高，经济效益就会下降。但是我们若选用恰当的无功补偿设备的话就可以实现无功就地平衡，提高功率因数，从而实现节能减耗、提高电能质量、稳定系统电压的目的，而且能够提高经济效益和社会效益。

（六）使用有源滤波器

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。误动作主要是由于电气设备数量的增加，产生的谐波越来越多，又由于这些谐波电流在电网阻抗上产生的电压与基波电压重叠，就会引起电压的畸变，从而造成电气设备产生误动作。概括起来，有源滤波器主要有以下特性：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。一般情况下，采用有源滤波器对产生的谐波进行过滤，在电气设备误操作之前就能够将其阻止，使电气设备的运行更加有效率，从而达到节能的目的。

四、结束语

在国民经济快速发展的过程中，电气自动化设备的应用非常广泛，应全面了解电气自动化的特点。同时，随着环境保护的日益重要，节能显得越来越有意义，需要重视节能設计技术的应用，通过各种有效手段，将节能理念深入到实际工作中，促进电气自动化节能技术的发展，实现经济效益的最大化。

参考文献：

[1]李振荣.电气自动化的节能设计技术探析[J].绿色环保建材，2018（01）：56-57.