浅析电气自动化工程中节能设计要点

摘要：工业技术的飞速发展，伴随着电气工程的进步和完善。作为电气工程中的重要部分，电气自动化工程节能技术已经成为热点关注问题。电气设计是电力工程的核心部分，合理的电气设计不仅可以为企业带来较大的经济利润，还能实现节能的目的。本文从变压器的节能设计、功率因数的管控以及输配电线路的电力电缆合理选择等方面，论述了电气自动化工程中的节能设计技术。

关键词：电气自动化 节能设计 变压器 功率因数

中图分类号：F407文献标识码： A

伴随着新时代到来的是能源的大量消耗，以及不合理的浪费，能源短缺已经成为一个世界级的问题。电力资源同样如此，电能耗费和合理的电力设计已经成为人们普遍关注的问题，在追求各种生活场所、住宅楼办公楼舒适办公的个性化服务的同时，对于电气自动化工程的节能设计，也开始了研究。电力设计是电力工程的核心部分，如何做到合理并兼顾节能技术的设计，是摆在众多企业面前一个重要问题。本文从变压器的节能设计、功率因数的管控以及输配电线路的电力电缆合理选择等方面，论述了电气自动化工程中的节能设计技术。

1 变压器的节能设计技术

作为电力自动化工程中的重要设备，变压器负责电压、电流和功率的转换工作，它需要消耗大量的能源，即使是空载运行状态，变压器的运行也会造成低压系统的大量能耗。所以如何做好变压器的节能设计，是电气自动化工程节能设计的首要关键问题。一般来说，变压器的节能设计主要涉及以下几个方面：

1.1避免变压器型材带来的大量能耗。变压器的制备材料需要优化设计组合在一起才能真正实现节能，硅钢片、铜片以及绝缘材料等如果设计不合理的话，就会造成很多不必要的能耗。应该秉承节约的理念，满足变压器工作的前提下，选择最为合理的材料和运行介质，既能减少电气自动化工程的成本，又能实现变压器节能的目的。

1.2铜材是一种优秀的材料，为变压器配备的电柜和电线可以采用铜质材料，并用换位导线措施。降低磁密并采用高质量、较薄的冷轧硅钢片，可以有效降低空载运行时变压器的能耗，实现节能的目标。

1.3现在市场上已经出现了专门为节能设计的变压器，在电器工程中应该优先考虑这样的变压器。比如S11和S10等型号，它们除了具备传统变压器的有点，从长远看也具有很好的节能效果。有了节能变压器，其之间的接线方式也很重要，除此之外应该杜绝变压器长期过度运行的现象出现，这样不仅会过度磨损变压器，而且也会消耗更多的电力资源。

1.4在工厂或者大型写字楼等建筑中，作为电力系统的关键部分，变压器应该被放置在电力消耗的中间位置，和其他的辅助设备放在一起，不仅便于管理，还能减少电缆的长度，节约成本和资源，降低电压降和多长电缆造成的能耗，提高供电功率和质量。

1.5合理选择变压器的容量和使用台数。所选变压器的额定容量应该根据实际所需电量来确定。如果变压器的容量太小，会让变压器长期处于过度运行状态，加速其老化，减少使用寿命；但是如果所选变压器的容量太大的话，也会使其长期处于轻载状态，过低功率会极度浪费电力资源和变压器使用效率。综合考虑，在选择变压器的时候应该留出大约百分之二十的冗余空间，过多过少都不可取。关于变压器台数的选择，应综合考虑扩容和可能出现的过度耗损情况，不能用过多的变压器台数，那是一种资源浪费。如果使用的变压器台数在2台或者2台以上的话，应该采取并联措施，这样不仅可以提高其安全可靠性能，还能增加电力系统的功率因数，实现真正的节能设计。

2 功率因数的管控措施

2.1 提高用户负载率

应当要了解的是，极数较少的电动机，它的起动转矩较大，在这个过程中的产生的电流也相对较大，使得电气设备能够在最快速的时间内实现正常运行，工作效率非常高，并且还可能够节约电能的损耗。对动力电力设备，如电动机，可在满足生产规范和使用要要求的前提下，尽量选择极数较少的电动机。除此之外，关于电动机的运转，可让其实现变频自动控制，如此可使电动机负载较小，还能获得较高的功率因素。如当用户的负载率控制在0.7 左右，并处于比较稳定的水平时，能够使变压器的一次侧功率因素达到最高。自然，节能效果也能有所保证。

2.2 装设自动补偿

电容柜除上述提高负载率的措施外，还可在低压电力系统中装设自动补偿电容柜，籍此补偿无功功率，实现节能效果。一般而言，自动补偿电容柜的无功功率需尽量控制在变压器的20%~30%之间，这样就可以实现电力系统的稳定，且节能效果最好。

3 选择合适的电力电缆

作为输配电系统中不可或缺的部分，电力电缆占据了电气工程投资成本的较大部分，尤其是因长期维护电力线路而产生的费用。故而在选择电力电缆的时候应该谨慎为之，通常按照相对经济的电流密度曲线和可以通过的电流强度来选择电力电缆的截面，对于电力电缆材质的选择，主要有铜材和铝材两种。从成本的角度来看，较之铜电缆，铝电缆较为便宜，所以很多电气工程都选择铝电缆，但是从安全和节能的方面，铝电缆虽然较为便宜，但是这两项性能却落后于铜电缆。只是截面越粗，铜电缆比铝电缆要贵重很多，因此这种情况下可以选择铝电缆，而其他情况下，从安全和节能方面考虑的话，推荐铜电缆。

结语

综上所述，电气工程的节能设计已经成为当下普遍关注的热点问题，相关部门和单位应该从变压器的选择、功率因数的管控以及输配电线路中电力电缆的节能设计等方面，来做好节能设计，尽可能减少能耗。通过选取合适的变压器，变压器之间的优化组合，处理好功率因数和无功功率之间的关系，按照实际线路需要，选择合适的电力电缆等等方面的优化设计，相信电气自动化工程的节能设计将不再是空谈。

参考文献

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