电气工程的节能设计研究

何俊杰

摘要：节能设计理念是近年来电气工程广泛研究的热点话题，旨在通过电气工程节能技术来减少能源损失，防止出现供电和输电系统瘫痪问题的发生，这对于维护电力系统安全运行意义重大。本文先对电气工程节能设计的含义作简要分析，而后分析探讨电气工程中节能设计遵循的原则。最后从电能传输消耗控制技术、合理选择变压器、合理选择无功补偿设备等多个方面分析论述电气工程中的节能设计技术。

关键词：电气工程;节能设计;研究

引言： 电气自动化是电气工程中的一种新型技术，可以促进电力行业创新发展，为客户提供健康、舒适的工作及生活空间。当前，实现节能的一个重要的方法是使用电气自动化技术。未来，随着社会的不断进步，节能会成为可持续发展的重要方向，电气工程的节能技术将广泛应用于各个领域[1]。

一、电气工程的相关含义

电气工程是现代社会发展中产生的重要学科，电气工程的水平会表示一个国家的科学进步程度。电气工程自动化专业通常应用比较广泛，会在人们日常生活中的方方面面都有所体现，因此，其重要价值不言而喻。在社会的发展过程中，电气工程实现了长期的发展，也形成了一个相对更加完善的体系，使自动化体现出更加人性化的特点，也为我国的社会建设提供了更加丰富的经济效益。在电气工程自动化方面，未来的主要发展趋势主要体现在三个方面，即一次设备的智能化方向、一次设备在线监控方向以及电力互感器方向。其中一次设备在线监测方向主要是由多个微处理核心的控制采集器，来分散地对不同部分的工艺流程数据进行采集和控制，通过相对应的数据通信系统和中央控制器进行联网，对生产过程进行集中监控的一种系统[2]。在电气工程体系中的具体应用主要是采取数据网络技术，通过复杂的网状网络结构服务器，实现对电气工程的区域管理，并通过相关的单位实现数据库的引擎，提高电气工程自动化系统运行的安全性。智能控制体系在其发展过程中，同时具备电子学、信息学以及自动化控制学等方面的内容，具有交叉学科的综合性特征。

二、电气工程中节能技术的应用原则

1. 可持续发展原则

可持续发展原则符合当前及今后社会发展的要求，资源并不是能无节制地获取的，即便是可再生的资源也需要经过很长的时间才能再次出现，因此在生产、生活中要珍惜资源。设计电气系统时，应用环保材料，降低材料对环境造成的污染及治理污染的成本，同时还要贯彻可持续发展理念，使设计的各个环节均符合国家的相关标准。

2. 安全性原则

从配电设备这一角度来说，电气系统要想在运行过程中始终保持高效和平稳，必须做好配电设计工作，尤其是要做好配电设备的设计工作。具体来说，在配电設备设计过程要严格遵循安全性的原则，充分考虑电气设备的负荷容量，并以此为基础来落实好线路和其他设计工作，最大限度确保供电系统运行的安全性与稳定性。另外，在配电设计时要做好一些细节方面的工作，比如需要做到防静电设计与防雷设计这两项工作。

3. 科学性原则

科技的发展催生了很多新技术以及新材料，电气系统在设计过程中要合理融入这些新技术，根据实际情况选用适当的节能技术和合适的节能材料，持续提升系统的节能效果。技术人员要提升自主学习能力，丰富自身的知识储备，将先进理念融入系统设计[3]。

三、电气工程中的节能设计技术的研究

1. 电能传输消耗控制技术

电能在传输过程中会因为多种因素而导致有功功率有较大的消耗，比如导线本身便存在一定的电阻，在运行过程中会不可避免地导致电能出现传输消耗问题。结合这一问题，目前最为针对性且有效果的方法是减少导线上的电阻。在方案确定时，考虑到导线的电阻与横截面积存在着负相关关系，因而可以尝试利用导线与横截面之间的关系来减少导线的电阻。基于这一考虑，结合当前的实际能力，可以使用四种方案，一是从材料选用类型来着手，尽可能去选择电导率更小的材料来作为导线使用，相信这样可以很好地减少电能的消耗。二是结合实际情况来合理调整导线的长度，在电路设置时充分确保导线可以走直线，避免设计出走弯路的方案。三是将变压器尽量布设在靠近负荷的最中心，缩小供电系统之间的距离。四是可以考虑增大导线的横截面积，这可以很有效地减少导线的电阻，电能损耗也可以随之减少，对实现电能传输消耗控制有十分显著的效果。

2. 选择更加适配的变压器

电气工程自动化系统中所使用到的变压器可能会由于铜损、线损、负载损耗等多方面的影响而产生电能的浪费现象，但是，变压器在供配电系统中的运用又体现出广泛性，在人们日常生活中发挥着重要的价值，因此要重视变压器的合理选择[4]。在选择适配的变压器时，要重视变压器自身的能耗降低，通过选择单项自动补偿设备使具体的电流情况保持平衡性，还要选择自身节能性能更良好的变压器，有效地减少在变压器运行过程中产生的功率损耗。

3. 选用无功补偿装置

在选择无功补偿设备的过程中，可以在两个方面进行设计。一方面，应当结合电气自动化设备的实际运行参数，选择相应符合电压容量的无功补偿设备。另一方面，应当根据电网的运行状态选择无功补偿设备。若设备的符合率较低，需要使用静态设备，若设备的符合率较高，则可以选择动态设备。在设备选择过程中，要选择适应能力较强且可以准确跟踪的模糊投切方式，以进一步提升补偿效果。

4. 提升电气工程应用效率

效率提升意味着运行成本的下降，能够让企业获得更高的效益，一直以来提升电气工程的应用效率是相关企业研究的重点。这需要对工程内部的设备进行整合，提高设备之间的运行协作能力，在智能技术的控制下可以自动、高质量地工作，提升电能的输送效率和输送质量，减少人工参与系统控制的环节。同时加强对负荷数值的考量，结合设备的运行情况平衡负荷，维护系统运行的稳定性，延长设备的使用寿命。

5. 优化配电系统的设计

在电力系统的整体运作过程中，要求能够结合实际情况为电气系统中的用电设备提供电力能源。因此，在配电设计中，首先应当将电力系统的适用性进行考虑，也就是说，对电气设备的有效控制做出保障，使其满足电气设备对用电设备和负荷容量等方面的客观要求。在整个配电系统的设计过程中，要求满足电气设备和相关用电设备的要求，同时，还要确保电力系统在运行的过程中具有极高的稳定性和可靠性，确保电力系统的稳定运行[5]。在对配电系统进行设计时，还要考虑到安全性的内容，确保电气系统的绝缘性。

结束语：良好的环境是人们开展生产、生活活动的重要条件，过度追求发展速度而忽视环境保护以及资源的合理利用，会对社会的可持续发展造成不良影响。因此，迫切需要更新发展模式，将绿色发展理念融入社会发展的各个环节。电气设备也要改进生产技术，在提升自动化水平的同时也要重视节能效益的提高，未来还需要继续在电气工程自动化及其节能设计方面进行研究与分析。

参考文献：

[1]孙肇伟，杜少雄.电气工程自动化及其节能设计的应用分析[J].河南科技，2020，31：121-122.

[2]徐紫阳，黄建乐.电气工程自动化及其节能设计的应用探究[J].农家参谋，2020，24：237.

[3]马启青.电气工程自动化及其节能设计的应用[J].通讯世界，2020，2606：180-181.

[4]路海勇.试论电气工程自动化及其节能设计[J].现代工业经济和信息化，2020，906：51-52+60.

[5]贺伟.电气工程自动化及其节能设计的应用[J].工程技术研究，2019，08：222-223.