电气工程自动化及其节能设计的探究

摘要：随着我国科技水平的提高，各种能源也得到了广泛的使用，但随之而来的就是严重的能源浪费现象，能源短缺问题已经成为了当前世界各国高度重视的问题。其中电气工程及其自动化系统中的能源浪费也被广泛的重视，因此，科研人员对于自动化系统中的节能技术展开了积极的研讨。

关键词：电气工程；自动化；节能设计

前言

电气工程自动化作为电气工程里面一个新型技术，在降低劳动成本、提高工作效率、提升工作环境质量等等一些方面都起着十分重要的作用。在电气自动化设备广泛应用于各行各业的背景下，开展电气节能设计具有非常重大的实际意义。

一、电气工程自动化的特点分析

1.1技术融合程度高，专业应用范围广

电气工程及其自动化的设计制造、开发试验以及系统运行过程，以计算机技术为依托，以电子电力技术为助力，同时还涉及到机械自动化的应用。因此可以说该项技术融合了大量高等科技，技术融合程度高，运用价值也随之提升。同时，我国的工业建设已经逐步进人全面电气化时代，对于电气自动化技术的需求逐步攀升，因而电气工程及其自动化技术的应用范围广阔，大有用武之地。

1.2技术实用性极强，提升工业生产力

在当今社会生产生活中，自动化技术已经遍及各个领域。电气工程及其自动化技术的实用性极强，因此以电气工程为基础、以自动化技术为手段，已经成为社会工业的主要发展模式。如今，电气工程及其自动化主要应用于技术控制过程中，调试和协同电气自动化设备，帮助和促使形成自动化生产链条，从而着力提高生产效率，进一步提升工业生产力。

二、电气自动化工程中的节能设计技术

2.1 合理选择变压器

作为电气自动化的重要组成部分， 变压器主要负责电压、电流以及功率的转换， 因此也是电气自动化工程中的耗能大户，即使其处于空载运行状态，仍然会消耗大量的能源，因此，做好变压器节能设计，对变压器进行合理选择，是非常重要的。对于变压器的选择，应该从以下几个方面着手：

（1）变压器材料：变压器的制作材料应该优化选择 ，秉承着节约的理念，通过硅钢片、铜片和绝缘材料的相互组合，在保证变压器性能的前提下，实现良好的节能效果。

（2）铜材料：作为一种非常优秀的材料，铜在变压器节能设计中发挥着非常重要的作用，因此，在电线和电柜中，应该以铜材料替代硅材料，降低变压器空载运行中的能源损耗，从而达到节能的目的。

（3）节能变压器：在科技发展的带动下，电气市场中已经出现了许多专门的节能变压器，在电气自动化工程设计中，应该优先选择节能变压器。 例如，市场中存在的 S10 以及 S11 等型号的节能变压器，不仅具备普通变压器的优点，而且具备良好的节能效果。同时，在对节能变压器进行应用时，应该确保接线方式的合理性，确保其功能的有效发挥，还应该尽可能避免变压器长期超载运行的情况，以免造成电能的浪费和变压器的磨损。

（4）变压器配置：一是变压器容量的确定，应该根据实际需要进行明确，确保容量的合理性，若容量过大，容易导致变压器长期处于轻载状态，造成电能的浪费；若容量过小，则变压器长期过载运行，影响其使用寿命。通常来讲，在对变压器容量进行确定时，应该尽可能留出 20%的冗余空间。二是变压器台数的选择， 应该在综合考虑扩容和可能出现的过度损耗的情况狭隘，尽可能避免使用多台变压器，以免造成资源的浪费。 如果必须采用两台或者更多的变压器，应该采取并联措施，以提升变压器的安全性和可靠性，增加电力系统的功率因数。

2.2 降低电能传输损耗

电能传输过程中，由于电线电阻的存在，会出现一定的损耗，即通常所说的线损，对线损进行控制，是实现电气节能的关键环节之一。 对于电气设计人员而言，应该采取相应的措施，减少电线电阻，一是在对电线进行选择时，应该从性能方面出发，选择传输能力强的线缆，以减少电能传输过程中的损耗；二是应该对电力传输线路进行合理选择，在排线时，尽可能保持直线，缩短电线长度；三是应该尽可能确保变压器靠近负荷集中区域，缩短供电路程；四是应该选择横截面相对较大的电线，减少线路电阻，实现节能的效果。

2.3 合理选用无功补偿设备

无功补偿就是无功功率的简称，作用是让变压器上的输电消耗有效降低，提高效率。无功补偿设备是电力系统中非常重要的一环，无论是从提高供电质量还是节能方面的都有着非常重要的影响，因此必须要非常重视对无功补偿设备的选择，否则就会对供电系统造成非常大的影响，在选择无功补偿设备时，要遵循以下几点原则：

（1）根据参数进行选择。在选择务工设备时，要根据具体的参数来进行选择和使用，如电压的容量和负荷等等。

（2）根据电网运行情况进行选择。在选择无功补偿设备时，要根据电网的运行情况来进行综合的考虑。要非常了解补偿电路，根据线路的负荷情况来对无功补偿设备进行选择，如负荷较小的就选择静态补偿装置，负荷大的就选择动态补偿，动态补偿设备对于电动机等符合较大的线路的节能效果非常显著。

（3）要想让补偿效果达到最佳，就必须要采用适应面广、调价平滑以及跟踪定位准确的模糊投切方式，主要是因为传统的补偿电容组中的电容器身的分担方式、投切开关方式以及按比例分配的方式等都不能让我们实际需要的补偿效果得

到实现。

（4）在条件允许的情况下，投切参数的物理量要采用无功功率，防止投切震荡以及无功倒送的情况。

2.4 合理选择电力电缆

电力电缆在电气工程中是不可或缺的重要组成部分，在电气工程成本投入中也占据着相当大的比重，尤其是电力系统运行中，对于电力线路的运行维护费用也是一笔非常巨大的开支。因此，在对电力电缆进行选择时，应该从多个角度进行考虑，按照能够通过的电流强度以及相对经济的电流密度曲线，对电力电缆截面进行确定。 当前市场上存在的电力电缆材质包括铜材和铝材两种，从成本角度分析，铝制电缆相对更加便宜，因此在许多电气工程中，都会选择铝制电缆，不过这种电缆在安全性和节能性方面较铜质电缆要差。 因此从安全和节能方面

考虑，应该选择铜质电缆。

2.5 选择低能耗光源

在对照明光源进行选择时，应该依照相关规定，结合实际需求，选择照明性能良好，能耗较小的电源，起到相应的节能效果。在厕所和楼梯中，应该选择吸顶灯，吸附在屋顶上，在满足日常生活需求的基础上，减少对于电能的消耗。 在工厂中，则应该优先选择金卤灯，如果一种光源无法起到应有作用，则可以采用多种光源相互组合的形式，在提升照明强度的同时，减少能源的消耗。

结语

在社会经济快速发展的带动下，可持续发展理念不断深化，对于各个领域都产生了巨大的影响，电气自动化工程的节能设计，已经成为社会各界广泛关注的热点问题。对此，电力部门应该充分重视起来，立足电力系统的实际情况，从变压器选择、电能损耗控制、系统功率因数提高、电力电缆选择以及低能耗光源应用等方面，切实做好电气节能设计，以减少电能的损耗。

参考文献

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