试析电气工程自动化节能环保技术

李东文

一、节能环保技术在电气工程自动化中的作用

在电气工程自动化项目中融合应用节能环保技术可谓裨益良多，具体作用主要体现在以下几个方面：

（一）满足环保节能的实际要求

电气工程属于现代化学科，其发展在一定程度推动着国家科技发展。当前我国经济增速放缓，生态和谐理念、高质量发展理念深入人心，电气工程也逐渐开始朝节能环保方向发展，自动化程序与节能技术关联更加密切，以自适应滤波技术、高节能变压器技术为代表的新技术、新工艺不断涌现出来，给电气工程提供了更多选择。对于电气工程项目建设而言，运用这些绿色环保新技术不仅能够提升电气工程建设质量，保证电气工程的设备以低能耗状态运行，还能够更好地驱动行业的长远规划部署，助力行业持续性发展，为国内工业领域发展做好铺垫。

（二）有利于资源能源的充分利用

当前国家发展资源有限，经济建设发展导致能源消耗巨大。出于长久性思考，需要积极明确现阶段生产目标，加快探索节能减排新举措，降低企业生产成本，推动企业有效落实可持续发展目标。电气工程自动化节能技术恰好具备该种特征，它融合了自适应滤波技术、智能无功补偿技术[1]等多种前沿技术手段，能够有效缓解电能产生、转换、输送过程中产生的损耗问题，减少电气工程能源消耗总量，将耗电量控制在合理范围内，保证设备功率不影响正常运行和作业。在电气工程自动化系统中引入节能环保设备，还能够降低变压器、照明设施等用能设备本身的能耗水平，节约生产成本的同时，帮助企业获得更多经济效益。

（三）加强系统化运行安全性

人工作业与技术的融合，推动了电气自动化概念形成，有效提高了作业效率，也是技术发展的动态过程。现阶段电气工程自动化普遍推广，驱动经济增长的同时，也带来了更大的供能负担，设计管理不当不仅会增加能源支出，还会削弱系统稳定性，造成严重的安全事故。而环保节能技术的应用，能够更好地提升设备运用的适用性，通过合理地调整运行电压参数，以满足系统运行和降耗的目标，提升工程能源利用效率。节能目标也对电气线路设计和电气设备配置有了更高要求，电气工程设计管理时需要控制好电气导体之间的距离，对裸露在外的电气设备进行保护处理，防止雷电袭击，有助于系统的安全、稳定运行。

二、电气工程节能环保技术应用

（一）变压器节能控制

变压器是电气工程自动化项目中极为关键的组成部分，主要是利用电磁感应原理调整交流电压，实现电压变换、安全隔离等功能，若变压器本身性能不佳，空载损耗、负载损耗过大，将会显著增加系统能耗负担，影响节能功效。

1.优化变压器节能运行方式

要积极落实变压器节能运行举措，从采购环节开始把好设备质量关。首先，选择有节能功能的变压器装置，比如S11-200变压器，该类型变压器选用高导磁晶粒取向的Z11-0.3冷轧硅钢片，以45°斜接方式装入变压器，搭配柱轭同截面的新设计工艺，能够有效降低空载电流和损耗，进而提高变压器节能运行水平。其次，要科学确定变压器规格，其负载容量决定了运行经济效益，要选择单独运行能耗水平较佳的变压器，确保变压器符合建筑项目输变电需求，保证理想的运行效果。再次，选择适宜的运转方式，保证变压器负荷得到调整，优化变压器运行。计算负荷系数后，确定变压器的额定功率比值。对于多台变压器联合使用的情况[2]，需要对变压器调整，按照一定容量和接入数量，在不变损耗等于可变损耗的情况下，对负荷系数设置，不影响系统正常电量供应，减少变压器功耗损失。考虑到电气工程自动化系统运行时，消耗的主要设备为变压器。为了保证变压器性能充分发挥，可以根据需求选择两种不同的变压器，优先考虑其中一个变压器的运行，当其无法满足输变电要求时转用另一个变压器，有效降低系统总能耗。

2.确定变压器负载率

通常情况下，建筑物负荷曲线会随着时间变化。根据时间函数，保证建筑负荷平均效率贴合最小效率，才能满足节能环保的要求。根据建筑用电负荷最小时间段，选择高于最佳负荷的负荷率，保证能耗水平达到理想值。但是基于负载率条件，无法改变变压器损耗，只能对线损优化，将单个变压器运行的负载率控制在70%-80%内。为了更好实现节能降耗，提升变压器负载能力，需要对变压器采用无功补偿，保证运行系数达标。这一过程中，需要结合电子感应原理，对电压器调整，对主要构成部分进行管理，提升变压器使用寿命，保证选择的变压器最大限度满足电气工程运行要求。

3.重视变压器运行的温度

电气工程自动化系统运行过程中，变压器保障了各项设备稳定运行，将电压维持在稳定状态。变压器运行过程中会受到环境因素影响，会出现高温绝缘老化，影响正常运行。设备消耗随着运行温度升高而提升，在对电气工程设计过程中，还应对变压器位置合理考虑，将其安置在远离强光照射的位置，避免热量过度累积影响运行[3]。

4.节能变压器

铁芯和铜丝是变压器中较为重要的组成元件，铁芯主要作用是促成电磁耦合，铜丝主要作用是形成绕组，辅助完成电源的输入和输出。实践中要严格控制这些基础元件的质量，其中铁芯通常由钢硅片叠装制成，硅片厚度最好控制在0.35mm或0.50mm，均匀涂抹绝缘漆，节能降耗要求较高时，也可采用0.20mm的其他合金材料。同时加强绕组构件的检查，确保其所使用材料的绝缘强度和机械强度达标，且结构紧凑，满足变压器运行需求。此外还要结合建筑工程规模、特征，对变压器合理布设，尽可能选择节能功效的变压器，保证系统电力供应，实现功能和节能协同运行。

（二）设置滤波器

近年来电气工程自动化技术崛起迅速，各种自动化设备、自动化技术层出不穷，提高生产效率的同时，也加剧了电网运行压力，各类负荷装置产生的谐波电流对电网造成了不小的负面影响，如何提高电路节能特性和稳定性，如何减少谐波污染，成为诸多电气工程建设者重点关注的问题。滤波器正是在该种情况下得到推广应用的，它是一种典型的过滤器件，将其应用在电气工程中，能够有效降低能耗。滤波属于物理概念，实际应用十分多样化，电气工程自动化设计时，可以有意识地引入自适应滤波器，在提升电气设备运行的同时，保证系统稳定运行，使得节能环保目标实现。自适应滤波器主要由三部分组成，即滤波电感、滤波电容、电阻，能够滤除与自身阻抗不匹配的干扰信号，使干扰源原路返回，进而降低电气工程干扰因素。实践中可以用于滤除特定频率的波，比如5次谐波、7次谐波等；也可以用于滤除变频器、伺服系统等产生的谐波，减少电气自动化装置误动作、误报警风险，进而提高电气工程自动化运行效率，实现降低能耗的最终目标。

（三）设计无功补偿

电网输出功率通常可分为两类，即有功功率和无功功率，前者用于维持用电设备正常运行，促进电能向其他形式能量转化；后者主要用于建立和维持电气设备磁场，并不直接对外做功，但会间接影响用电设备的工作状态，当无功功率不足时，设备无法建立正常电磁场，也无法在额定工况下高效运行。二者之间关系可用下式表示：

（四）加强送电线路控制

节能环保技术在电气工程自动化系统中的合理应用，能够更好地满足社会发展需求，通过融合环保理念，全面提升工程项目建设质量。其中，施工建设人员需要针对工程项目的特征，确保节能技术有效发挥。电能在实际传输过程中，由于内阻因素，阻碍部分电能传递，使其在传递过程中被消耗。线路损耗便是阻碍电能传递的重要原因之一，导线电阻数越高产生的能耗也越大。想要减少内阻对能源的消耗，需要根据电气工程供电距离、负荷容量等，在保证供电系统稳定的基础上，对不同设备进行合理配置。可以从以下几个方面入手加强把控：

1.导线材质

要科学地设置导线电阻率，通过使用环保材料等方式，降低电阻，从而实现系统节能降耗。现阶段可用的导线材质较多，其中尤以铜芯电导率表现最为优良，还要综合考虑经济性、必要性原则进行选取。

2.导线长度

输电线线路需要合理选择，尽可能选择直线布线。变压器贴近负荷中心，避免电能倒送影响电能损耗。

3.导线截面

供电导线受到横截面影响，增加截面有助于降低电能损耗，需要对回收年限进行计算，结合季节性负荷线路，合理增大线缆截面。

4.线路布局方式

供电线牵涉到全部与电力相关的设备和装置，是重要的系统损耗来源，需要保证在楼宇中合理布设，并考虑运行和经济性等要素，切实提高布局科学性。

5.线路维护

对于电气工程而言，其电力设备运行，不仅要保证电力线路稳定供应电力，还需要为线路保持良好的环境。线路存在的电压损耗，需要及时、有效地处理，并做好日常维护，保证线路供电符合要求[4]。

总之，供电线路是电能损耗的重要源头之一，要加强研究力度，总结出切实可行的供电线路节能措施，从导线类型、长度、截面面积等多方面入手，保证供电线路运行效果，提高系统节能水平。

（五）合理应用可再生能源

可再生能源能够通过太阳、风能、地热能中获取，尤其当能源消耗过大时，再生能源的利用，能够缓和实际能源消耗，对能源进行有效补充。可再生能源还有助于提高系统运行的环保性，为现代化经济发展提供支撑。

（六）加强照明设备的节约用电

1.合理选择照明设备

照明系统也是电气工程自动化中能耗较高的系统。为了更好地满足节能环保设计要求，以及实现照明设备低能耗运行，需要保证照明设备设计的合理性。因此，在选择设备的过程中，应选择具有节能环保标准，功耗较小且不会产生较高能耗的照明设备，来保证系统运行。要尽可能选择光照效果较好、能耗较低的照明灯具，比如LED、荧光灯、卤素灯等；或者根据常见的混光照明参数，合理选择相应的灯具，降低照明系统的能耗。

2.合理配光节能

根据照度计算，配光合理才能更好节约能耗。针对不同的照明需求，需要根据实际情况来对照明配光调节。根据不同区域空间的采光情况，分析照明功能差异和需求，合理设置灯光，采用局部照明、混合照明等方法等，满足不同时节和时段的照明需求[5]。

3.优化照明控制方式

对于照明灯具的控制，可以选择智能照明装置，根据系统设定转换光照，满足各种光照需求。场景控制则是利用智能传感装置，收集环境信息，根据设定数据分析信息，对光照方式切换。如，清晨太阳未升起，灯光自动开启，在光照进入窗户后，传感器感应到室外光照，则灯光自动关闭，达到节能环保的效果。对于灯具的控制，还可以利用自然光，结合感应装置，对光源照度科学调节，使得自然光最大限度得到利用，节约光照电能。

结论

综上所述，电气工程自动化节能环保技术应用优势明显，不仅能够降低系统能耗、减轻成本负担，还可以提高系统稳定性，促成电气工程的安全、稳定运行，实践中务必要给予充分重视。对于节能优化设计，要从多个角度出发，选择节能效果更为优良的变压器、自适应滤波器，科学选用无功补偿方式和设置无功补偿参数，同时加强供电线路的布局设计和运维管理，应用节能效果更好的照明灯具，为电气工程自动化节能效益的提升奠定坚实基础。