电气自动化的节能设计若干问题研究

摘要：电力系统中的电气自动化是一种新的技术，关系着人们的生活和工作，其具有很广泛的应用范围。电气自动化节能的设计，会减少电能源的浪费，能够为居民提供更稳定的电力，还能使企业中各种电气设备运行更加的可靠，将工作效率大大的提高，降低对能源的消耗，降低了企业运行的成本，使经济效益增加。因此，电气自动化节能设计技术具有很重大的意义，是电力能源可持续发展的要求，也是不断发展的方向和目标。

关键词：电气自动化；节能设计；问题

中图分类号：TE08文献标识码： A

一、电气自动化中电气设计

(一)提高电气自动化系统的运行效率

为了有效地提高电气自动化系统的运行效率，在选择电气系统的设备时，一定要坚持节能的基本原则，减少电路中的损耗、有效治理电路中的电压不平衡、对导线的负荷压力进行平均分担等都是提高电气系统运行效率的有效手段，采用这些措施，不仅能够有效地提高电气系统的运行效率，还能起到一定的节能作用。

(二)对配电的设计进行有效优化

在进行电气自动化系统中的电气设计时，合理的配电设计是非常关键的工作内容，在进行配电设计时，要能够对各方面的影响因素进行综合考虑，如电力系统的适用性、电力系统的运行稳定性等，还要在保证电力系统正常工作的前提下，尽量简化系统设备。安全性是整个电力系统的电气设计中应该关注的最为重要的问题，因此，一定要选择绝缘性能良好的导线，并且控制好走线的绝缘距离，电力系统的防雷击能力、导线负荷能力等也是电气设计中应该考虑的重要内容。

二、电气自动化节能设计原则

在进行电气自动化节能设计的时候，为了提高节能的有效性，需要将各项工作都合理、科学地安排好，并遵循以下几点原则:

(一)安全性

在进行电气自动化节能设计的时候，不能单单将注意点放在节能二字之上，还应当充分重视安全性，保证电气相关设施设备可以顺利运转，并满足其安全的前提，只有这样才可以确保生产的顺利运行，确保生产的可靠性与安全性。

(二)更新性

所谓的更新性原则指的是在开展电气自动化节能设计的相关工作之时，设计工作者必须注意更新系统中的老化设备，对于通过维修可以满足系统正常运转的需要，满足节能要求的老设备可以继续利用，但是如果设备需要较高的能耗，且已经老化失修，则必须及时将其淘汰更新，这点是开展节能设计的重点听在，及时更新老化设备也有助于确保节能相关工作的正常开展。

(三)先进性

如今科技进步的速度非常之快，节能设备设施与节能新技术不断被开发出来，在进行电气自动化节能设计相关工作的过程中，必须关注新技术的应用，利用最前沿的设备与技术确保设计工作的先进性，提升电气自动化系统的节能成效。

(四)环保性

在开展电气自动化节能设计的实践过程中，应用节能设施设备与技能相关技术之时，要考量这些设备或技术对生态环境的影响，尽可能节约更多的资源，保护周边自然环境，将其对自然环境产生的不利影响降到最低。另外，还应当充分考量经济方面的因素，关注电气自动化节能设计的经济型，进而获得设计的最佳效果，确保节能相关工作的正常开展。

三、电气自动化的节能设计技术

为了做好电气自动化的节能工作，我们需要重视采取相应的策略，以收到更好的节能效果。

(一)变压器的节能设计技术

变压器是电力自动化工程中的重要设备，其主要负责电压、电流以及功率的转换工作。变压器的运行需要消耗掉大量的能源，即使是处于空载运行状态，也会造成大量的能耗。因此，做好变压器的节能设计，对于电气自动化工程的节能设计具有重要意义。通常情况下，变压器的节能设计主要为以下几点:

(1)选择合理的变压器型材。对于变压器的制备材料应当进行合理的优化组合，从而有利于实现真正的节能。若是铜片、硅钢片以及绝缘材料的设计不合理，则容易导致不必要的能耗的出现。因此，在确保变压器工作的情况下，应当选择最为合理的制备材料以及运行介质，在减少电气自动化的工程成本的同时，实现变压器节能。

(2)使用铜材。铜质是一种十分优秀的材料，可以用于为变压器配备的电拒以及电线。其次，通过降低磁密并采用高质量、较薄的冷札硅钢片，能够有效地降低空载运行过程中变压器的能耗。

(3)优先考虑专门的节能变压器。当前，市场上已经有了专门的节能变压器，例如:S11以及S10此类型号，除了具有传统的变压器的优点，也具有十分优良的节能效果。使用节能变压器时，应注意不要出现长期过度运行的情况，否则不仅会导致变压器寿命的减少，也会造成电力资源的浪费。

(4)在厂房或者是大型的写字楼中，变压器作为电力系统中的一个关键部分，其应被放置在电力消耗的中间地域，与其他的辅助设备位于同一地方，从而有助于管理，并能够减少电缆的长度，从而节约成本以及资源，同时提高供电功率以及质量。

(5)时变压器的容量以及使用的台数进行合理选择。在对变压器的额定容量进行确定时，应当按照实际所需的电量来确定。若是变压器的容量太小，则会使得变压器长期处于过度运行的状态之下，使其老化速度加快，减少使用寿命;但是若是选用的变压器的容量过大，也会使得其长期处于轻载的状态之下，极大地浪费电力资源以及变压器的使用效率。因此，在进行变压器的选择时，应留出约20%的冗余空间，过多过少都是不可取的。而对于变压器台数的选择，则应该综合考虑扩容以及可能出现的过度耗损情况，若是使用了过多的变压器的台数，则会造成资源的浪费。若是变压器的使用台数在2台或是2台以上，则应采取并联的措施，其不仅能够提高其安全可靠性能，还能够增加电力系统的功率因数，从而真正实现的节能设计。

(二)提高系统功率因素

一方面，应当采用科学合理的措施，提高系统的自然功率因素。例如，提高用户的负载率，在满足工艺生产的情况下，尽可能地选择极数较少的电动机，从而提高电气设备的运行效率，达到节约电能的目的。同时，也可以让电动机实现变频自动控制，从而使电动机在负载较小时，获得较高的功率因素。这些措施都是在不添置任何的补救设备的前提下，降低用电设备的无功功率，从而提高功率因素。此方法并不会增加工业生产的投资，十分经济有效。另一方面，可以使用人工的方法提高系统的功率因素，即人工补偿的方式。提高自然功率因素的措施往往不能满足工业生产用电的需求，因此，还应装设一定的补偿装置，其常用方式为集中补偿与单独就地补偿，应坚持分级补偿以及就地平衡的原则，从而达到减少无用功传输的目的。

(三)降低高次谐波

谐波往往会对用电设备造成多方面的危害，例如，导致电网的负担加重，可用容量下降;降低设备的利用率以及经济效益;影响继电保护以及自动装五的可靠性、安全性。通常情况下，降低高次谐波的措施主要有:变压器宜使用/Y节接线，从而能够消除3的整数倍的高次谐波;增加整流变压器二次侧的相数;采用无谐波污染的绿色变频器;采用无源滤波器或是有源滤波器。通过以上方法可以达到过滤谐波的目的，从而提高电气设备的运行效率，达到节能的目的。

(四)减少电路中的传输损耗

电能在传输过程中出现有功功率损耗是不可避免的，因为一般情况下，传输导线上有电阻，必然会引起有功功率损耗，虽然这一损耗不能完全消除，但是在实际的电气设计中，为了节能减耗，可以采取一定措施，有效地减少这一线路上的损耗。

在电能传输过程中，线路上的电流是一定的，不能进行随意改变，这时，若要有效地减少传输线路上的有功功率损耗，只能采取措施减少传输线路上的电阻，而根据传输导线的传输特性可知，导线的电阻与导线的截面积成反比关系，与导线长度及电导的关系成正比，因此，若要减少导线电阻，可以采取下列的措施来进行：

a)增大导线的横截面积，在不影响电路中其它电气特性的前提下，可以适当地增加导线的横截面积，有效地减少导线电阻，从而减少电路上的损耗，起到节能作用；

b)适当减耗导线长度，需要在进行导线布线时，对布线的路径进行合理选择，尽量避免在布线时走弯路，这样可以有效地减少导线电阻；

c)变压器与负荷中心的距离应该尽量短，供电距离减小了，就能有效地减少传输线路上的有功功率损耗，起到节能的作用；

d)为了有效地减少来回线路上的损失，在选择导线时，尽量选择电导率较小的材质作为电路的导线。

(五)合理选择节能光源

第一，合理选择节能光源。照明光源的选择，应该按照国家的相关规定进行，尽可能达到照明节能的效果，选用高效能的光源，其发光效率是普通照明灯的好几倍，能够大量节约电能卫生间上下楼梯间尽可能选用吸顶灯，在满足人们生活需要的前提下，达到节约电能的目的。厂房优先选用金属卤化物灯，一个光源不能满足要求的时候，采用两种光源或混合光源，这样能够提高照明强度，降低能耗。第二，选择节能型镇流器。在厂房照明的时候，应该优先使用低耗与节能的光源电子附件，使用高压钠灯、金属卤化物灯的时候应该配用节能型镇流器，以减少能耗，节约能源。第三，科学设计照明，进行绿色照明改造。照明的设计应该按照使用功能和环境影响科学合理设计，既满足照明要求，又符合节能要求。

结语

社会经济和科学技术在不断的发展和完善中，为电气自动化节能技术创造了全新的领域，如今社会中的每个行业都无法离开电气自动化，它在人们的日常生活中也具有很重要的作用。社会中对各种能源的浪费和污染现象日益加重，这种情况下实现电气自动化节能技术是很有必要的，面临着严峻的形式和强大的考验，要对自动化节能技术进行合理的设计。

参考文献

[1]陈晓兰.电气自动化的节能设计技术研究[J].中国新技术新产品,2013,17:126.

[2]于士国.电气自动化的节能设计技术分析[J].硅谷,2011,15:35.

[3]张兰兰.电气自动化节能设计技术应用研究[J].科技致富向导,2012,29:38.