电气自动化工程中的节能设计技术探究

张亚琼

(桂林理工大学南宁分校,广西 南宁 530001)

0 引言

将节能设计技术应用在电气自动化工程中,可以降低电能传输中的能源损耗,提高电气设备的运行效率,而且能够保障电气设备的运行安全,推动电气领域的高速发展。因此,各企业在实际生产中,就要以节能环保、提高资源利用率为目的,进行电气自动化工程的设计工作,从而降低成本费用,获得更多的社会、经济与生态效益。

1 电气自动化工程与节能设计的简介

1.1 电气自动化工程

电气自动化工程是电气领域的一门新兴学科,是电气系统的智能化、自动化、集成化操控与监管,在航空航天、工业制造业、建筑行业等领域,都得到了广泛应用。电气自动化的发展与应用,为各个行业的生产制造都带来了很大的便利,提高了生产效率与质量,降低了危险事故的发生率[1]。然而现阶段,我国的电气自动化工程质量低下,结构不统一,与发达国家还存在着很大的差距,尤其是自动化、智能化操控,效率相对低下。因此,在今后的发展中,要加大电气自动化工程的研究力度,实现技术的创新优化,拓宽其应用范围与力度。

1.2 节能设计

在节能设计中,首先要保障电气设备与线路的安全,做到布局合理,才能节约更多的资源能源[2]。其次需要实现现有资源的充分利用,提高资源利用效率,且加大各种绿色、环保能源的利用效率,才能有效保护生态环境,为企业带来更多的经济利润。

2 电气自动化工程中的节能设计技术优势

电气自动化工程中的节能设计,是推动电气工程领域节能减排工作的有效路径,也是实现社会经济可持续发展的有效路径。其优势主要表现在:第一,现如今,电气自动化工程的应用越来越广,其重要性不言而喻。在此背景下,节能设计可以降低能源资源的消耗,有效缓解我国的能源短缺问题。尤其是电力资源,可以通过太阳能、潮汐能、地热能的应用,减少对电力资源的依赖,且有效保护生态环境,满足各种生活生产需求[3]。第二,人们的生活生产质量,与电气自动化工程也有着紧密的联系。节能设计可以促使各项生产作业的安全、高效、便利,保障人们生活的舒适、和谐、健康,提高人们的生活生产质量,从而推动社会经济的可持续发展,构建绿色、自然的生态大环境。

3 电气自动化工程中的节能设计技术方案

3.1 导线节能设计

电气自动化工程离不开电力线路与设备的辅助,因此在节能设计中,设计人员可以通过导线节能设计降低能耗,实现绿色环保。电能损耗与电线材质、距离、布局等,有着紧密的联系。导线的优化设计可以降低电阻率,从而达到节能的目的。(1)在导线材质选择中,本设计从实用性、节能性两个角度出发,既要保障其安全、使用寿命长,还要降低成本、节约电能,才能满足实际需求。因此,设计人员要做好前期的调研分析,并且做好实验测试,进行铜线、铝线的导电率、能耗对比,然后选择适宜的导线材质[4]。(2)在导线布局中,本设计尽量选择直线路径,避免过量弯路,且要与各电气设备、总控室的距离适宜,防止在传输过程中损耗大量的电能。这就需要设计人员对于电气自动化工程的实际应用,展开深入的调研分析,然后进行线路布局的设计与调整。在保障使用安全的同时,本设计做到节能降耗。(3)本设计适当地增加电力导线的横截面,从而降低电阻率,达到节能降耗的目的。电流在导线中流过,会导致导线的温度升高,从而加速老化,增加电阻,损坏电气设备。当温度超过标准数值时,还会引发短路与火灾事故。因此,本设计需要根据导线的温度、载流量、环境温度、散热条件等,进行横截面的选择。此外,由于导线本身就存在阻抗,因此横截面越小,电压损失就越大。因此本设计要根据各种电气设备的实际功率,进行横截面的选择,从而降低能耗。

3.2 节能变压器选择

节能变压器选择,也是电气自动化工程中节能设计技术的应用策略之一,可以满足各电气设备的运行需求,从而降低电能损耗。(1)在变压器的选择中,本设计需要严格遵循相关标准规定,从能耗、噪音等方面出发,才能满足电气自动化工程的实际需求。(2)本设计根据工业企业的实际需求,进行变压器有功能耗、无功能耗的计算,进而得出精准的数值。如变压器的有功能耗,与运行时间、额定容量、短路有功损耗等有关,因此本设计可以调整变压器线路,从而降低能耗。无功能耗与有功损耗、空载无功损耗、短路无功损耗等有关,因此本设计可以调整空载电流和阻抗电压,从而达到节能降耗的效果[5]。尤其是随着科学技术的飞速发展,各种新型的变压器逐渐出现在市场中,因此本设计需要采用科学的计算方法,并且做好测试实验工作,不能一味地通过更换老旧变压器、选择大容量变压器等方式,来达到节能降耗的目的。(3)节能变压器的选择与前期的投资建设、后期的运行维护、改造升级等,有着密切的联系。因此本设计需要根据电气自动化工程的实际应用情况,尽量选择同系列的变压器,然后进行参数的计算,分别计算出有功损耗与无功损耗。本设计计算出投资费用、维护费用、改造费用等,才能为企业带来更多的经济效益。S7系列的变压器可以根据实际需求,进行容量等级的选择,这样就可以提高运行效率,保障电气设备的运行安全与平稳,最终降低能耗,推动电气自动化工程的高速发展。

3.3 滤波器节能设计

电气设备在长时间运行时,会产生谐波,而谐波不仅会降低设备的使用性能,还会增加能源损耗。当电气设备的性能降低时,还会引发短路与火灾事故,造成巨大的人员财产损失。滤波器的节能设计可以保护电气设备的平稳运行,延长其使用寿命,降低能源损耗。滤波器可以提高电气设备的操作灵敏性,且减少谐波,扩大功率应用范围,从而达到理想的无功补偿效果。另外滤波器具有过滤谐波的作用,可以提高电气设备的运行平稳性、安全性,起到节能降耗的作用。

3.4 配电节能设计

配电节能设计是电气自动化工程节能设计技术的一种,能够为电气工程提供充足的电力保障,提高资源利用效率,满足企业生产的实际需求。在实际设计中,需要从以下几个角度展开:(1)充分考虑电力系统的适用性。一般情况下,电气自动化工程的运行,离不开电力系统的支持,因此就要保障电力系统运行的安全平稳。这时就要高度重视负荷容量与可靠性,做好电力分配工作,才能保障各电气设备的平稳运行,满足其运行基本需求,提高电气操作的可靠性与灵敏性。(2)充分考虑电力系统的安全性。电力系统的安全运行,将关系着企业的生产效率与质量,人员与财产安全等。因此,在配电设计中,设计人员要考虑电力系统的安全性,做到布局的科学合理,把控好各导线之间的绝缘距离,并且做好防腐、防雷电、接地工作等。

4 结语

综上所述,为了实现人类社会的可持续发展以及人与自然的和谐相处,我国提出了可持续发展战略,主要在于降低资源能源消耗,做好生态环境的保护工作。因此,将节能设计应用在电气自动化工程中,能够加快我国电气方面的发展速度,促使其朝着更加安全、环保、智能、高效的方向迈进。