浅谈电力系统自动化之节能技术

[摘要]随着科技的不断进步，我国的电气自动化已经进入自主研发阶段，电气自动化的水平也日益提高，应用于工业、电力等多个行业，本文主要介绍电气自动化技术在电力系统中的节能应用。

[关键字]电力系统；自动化；节能；技术

1.电气系统设计的节能控制

1.1配电设计的节能优化设计

电力系统就是为电气系统中所需用电的设备提供一个必要的动力。因此，在配电设计过程中，首先就要考虑电力系统的适用性。对于适用性而言，既要满足用电设备与供电设备的可靠性要求，又要保证电气设备对控制方式的要求，还要保证电力系统高效、稳定、易控、灵活、可靠等特点。

在配电设计过程中，其次要考虑电力系统的安全性。而对于安全性而言，既要保证导线的绝缘性能良好，又要满足各导线之间的绝缘距离，还要保证导线的负荷能力、热稳定和动态稳定的裕度，并做好电气系统的防雷与接地，以确保在电气系统运行过程中用电设备与供电设备的安全。

1.2提高电气系统的运行效率

在电气系统中优先选用节能设备，从设备的选择开始就为电气系统的节能打下坚实的基础。另外，我们还可以利用均衡负荷、补偿无功、降低损耗等方法使电气系统在运行过程中达到节能的目的。如，在配电设计时，合理调整负荷以及合理选择设计系数能够提高电源的综合利用率与设备的运行效率，从而直接或间接地降低电能损耗。2电气系统运行的节能技术

2.1降低线损

电能在传输过程中，由于导线存在电阻，因此会产生有功功率损耗。为了降低线路上的电能损耗，最直接的方法就是尽可能地减小导线的电阻。而导线的电阻与电导率及导线长度成正比，与导线截面积成反比。因此，减小导线的电阻就可以从以下几个方面入手：

2.1.1选用电导率较小的材质做导线。

2.1.2减小导线的长度：一方面，在布线时尽量让导线走直路，避免走弯路、走回头路，从而减小导线的长度；另一方面，尽量将变压器向负荷中心靠近，从而减小供电距离。

2.1.3增大导线的横截面积：在条件允许的情况下，尽量选用横截面积较大的导线，从而减小导线电阻。

2.2无功补偿

在电气系统中，无功功率占供电设备容量的很大一部分，占用了电网资源，增加了能量损耗，降低了线路电压，影响了电能质量和电网运行。而对于用户而言，无功功率的直观表现为功率因数偏低，当功率因数小于0.9时，用户就须向供电部门缴纳一定比率的罚款，因此用户用电的成本将会增加，经济效益就会下降。若我们选用合适的无功补偿设备，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，并可切实提高经济效益和社会效益。

对电气系统进行无功补偿时，无功补偿设备的选用有以下几点要求：

2.2.1在使用电容器补偿时，电容器容量应该根据负荷容量、三相电压平衡度、目前功率因数、目标功率因数等参数经过计算来确定。若有谐波存在，就要串联一定容量的电抗器，滤除线路上的谐波。

2.2.2为了有效的防止投切振荡、过补偿和无功倒送，在电容器的容量、无功电流、无功功率这些参数中最优的投切物理量参数为无功功率。

2.2.3以前，补偿电容的分组方式和投切方式普遍采用等容量分组方式和循环投切方式。后来，又演变出按比例分配、按编码配置、按级投切等分组或投切方式。但是，这些方式都不能达到我们想要的补偿效果。因此，现在更多采用的是模糊投切方式，其适应面广、跟踪准确、调节平滑、效果显著。在电容器组投切过程中，低压补偿宜采用复合开关作为投切开关，而高压补偿则宜选用真空接触器作为投切开关。

2.3谐波过滤

目前电网中非线性特性的电气设备数量在不断增加，从而产生的谐波电流也越来越多。而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。基波畸变不仅会严重影响电气设备的运行和寿命，还会造成电气设备的误动作。因此，我们必须消除电网中的谐波。目前消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。

有源滤波器具有很多的特性，如：反应快，具有优异的动态性能等。有源滤波器可在补偿无功的同时滤除2～60次谐波，可大大提高功率因数和电能质量。采用有源滤波器对谐波进行过滤，可有效防止电气设备误动作和提高电气设备的运行效率，也可使无功补偿达到更好的效果，实现节能的目的。

2.4变压器的选择

在选用变压器时，应该满足以下几点要求：一是应尽量选用非晶合金变压器、立体卷铁芯变压器等节能型变压器，以大大降低变压器本体损耗；二是应尽量采用三相四线制供电模式、单相用电设备应均匀分布在三相电源上，并实施单相自动补偿等手段，有效保持负荷平衡。

2.5其他形式的节能

除了在电气系统中采用节能技术进行节能外，还应该在用电侧从根本上节约能源，如：在家庭用户中照明用电占整体用电的很大一部分，因此，将照明的光源采用发光率高、光色好、显色性能优异的高效光源无疑是一个节能的好选择。

3.结语

社会在不断发展，电力系统也随着社会的发展在不断进步，电力系统自动化中的节能技术也正处于高速发展阶段。我们要不断研究电力系统自动化的节能技术，这不仅可为电力节能提供有力的基础技术保障，还将大力促进电力节能的高新技术发展。展望未来，电力节能技术将会朝着更美好的方向发展。