淺析電氣自動化系統的節能控制設計

韓 鵬

（四川信息職業技術學院，628040）

淺析電氣自動化系統的節能控制設計

韓 鵬

（四川信息職業技術學院，628040）

社會的高速發展，推動著我國電氣自動化行業的不斷發展。在我國的工業發展過程中，電氣系動化行業的作用是十分明顯的，而且在實際生產過程中，電氣自動化系統的生產技術是無法取替的。在電氣自動化系統的應用過程中，要注意電氣自動化系統的節能控制，才迎合我國“綠色生產”理念，促進我國電氣自動化行業的可持續發展。

電氣自動化 節能控制 系統設計

一、前言

電氣自動化行業是電氣領域的新興行業，與社會的生產工作和人們的生活息息相關，改善人們的工作環境之余，還可以提高生產和工作的效率，幫助企業獲取更多的經濟利益。電氣自動化系統在運行過程中一定要確保供電的安全性和可靠性，同時還需要注意能耗量的問題。當電氣自動化的應用范圍越來越大的時候，人們對電氣自動化系統的要求也越來越高，除了希望電氣自動化系統在各種應用環境中仍然能夠安全運行之外，還希望能夠節約能源，減少能耗量，達到綠色環保的生產目標。

二、電氣自動化的簡介及其節能設計技術的重要性

在電氣信息領域中，電氣自動化是一門新興的學科，而且隨著電氣自動化系統控制技術的不斷提高和不斷推廣，在人們的生活、生產工作隨處可見電氣自動化技術的應用。電氣自動化系統節能設計技術的廣泛應用，不僅能夠幫助人們改善工作和生活環境，提高工作的效率，還可以幫助我國實現節約能源的生產目標，達到“綠色生產”的要求減少電能的浪費，幫助企業獲取極大的經濟效益，降低我國工業發展過程中所需要的資金。另一方面，社會的高速發展對電力需求不斷增加，既要建立一個穩定性、可靠性強的供電系統之余，還需要不斷提升我國的電氣自動化系統的節能控制設計水平。隨著人們越來越重視節能技術的發展，電氣自動化的節能設計技術的發展已經成為了我國工業發展領域的主要研究目標。電氣自動化節能設計技術的主要任務是幫助我國工業在面對越來越嚴峻的電力需求條件下，為各生產企業及人們生活建立一個穩定性、可靠性極強的供電系統，提高電能傳遞的靈活性和可靠性。電能在傳輸的過程中會產生一定的損耗量，而另一方面的諧波污染，也是影響我國電氣自動化節能設計技術的一大問題，所以在全面發展我國電氣自動化節能設計技術的時候，需要針對發展和完善的過程中現有的問題，提出解決方案。

三、我國電氣自動化系統的節能控制設計常用方法

電氣自動化系統節能設計技術在我國已經有一定時間的實踐經驗，在這方面的領域已經有著一定的豐富的研究成果，以下是我國電氣自動化系統在設計的時候，常用的節能設計方法：

（一）科學、合理設計配電方案

提高電氣自動化系統的節能效率不僅需要通過采取適當的節能控制技術，更多的是需要從電氣自動化系統設計和裝備的開始就需要時刻考慮到節能的目的和著手處。對于電氣工程的設備及其安裝工作的安排，都需要進行詳細、全面的考慮和設計，才能夠做好節能設計的第一步。所以，電氣自動化系統的配電方案是十分重要。配電方案需要根據不同地區、不同功能的建筑物用電需求進行安排和設計。因此，在設計電氣系統的時候，要根據地區對于用電需求的不同、建筑的作用和用電類型，進行詳細、合理且科學的數據分析，再根據設計原則和配電方案的合理性進行選擇，從源頭開始節約能源。舉個例子，在我國夏天，各大城市使用空調的次數較多，對電力能源的消耗較大，因此，可以為制冷設備設置單獨變壓器的配點方法，可大大減少配電系統的變壓器容量。另一方面，電能在傳輸的過程中，往往會有大量的損耗量，所以如果要達到節約能源的設計目標，就需要選擇合適的導線材料。不同種類的導線材料有著不同的電阻特征，導線的長度、橫截面積等等都會影響導線的電阻率，所以在進行設計的時候，必須要根據不同材料的導線進行不同的線路設計。在進行設計傳輸線路的時候，導線線路的設計應該盡可能地簡短、簡潔，才能夠大大減少電能在傳輸過程中損耗的電能。

（二）提高電氣系統的運行效率

電力系統首選要做到的是選擇節能設備，也為自身的節能打下了良好的基礎。同時，為了讓電力系統在運行過程中的節能得到實現。還可以通過無功補償、降低電路損耗以及對負荷進行均衡的方法來實現。例如，在設計配電方案時，可以通過負荷的合理調整以及設計系數的合理選擇來實現。通過采取這些方法，在電力系統的運行和安裝過程當中，可以讓電源的綜合利用率以及設備的運行效率得到有效的提升，降低電能的損耗。

（三）科學、合理選擇變壓器

在選擇變壓器的種類的時候，需要根據電網線路的實際情況進行合理、科學的選擇。變壓器的種類不僅能夠對傳輸線路的整體功率造成影響，還可以對于設備的實際功率造成一定的影響。一般地，我國所選擇變壓器大多選擇節能環保型，確保電網在傳輸的過程中功率能夠變得更加穩定的同時，令電能的損耗量更加小。另一方面，變壓器的放置環境也會影響變壓器的工作壽命。變壓器可以選擇是否放置在高壓配電室的室內或者室外，而選擇的根據一般會以室外的粉塵是否較多、室外的溫度以及師傅是否長期處于較高的水平等等?？偟膩碚f，選擇電氣系統的變壓器的時候，需要考慮到變壓器的種類、放置的環境以及變壓器定期維修實踐及方法等等。

四、我國電氣自動化系統的節能控制設計常用技術

在選擇電氣自動化系統的設備時，需要考慮到電能在傳輸過程中的損耗問題，同時還要提高電氣自動化系統的運行效率，才能夠達到最終的設計目的：

（一）降低電能在傳輸過程中的損耗

電能在傳輸過程中，由于導線存在一定的電阻，導致電能出現損耗的問題，為了解決這一問題，就要降低導線的電阻。根據物理電學知識，導線的橫截面積和電阻是反比例的關系，而導線的長度和電阻是正比例的關系。在減少電能損耗問題的時候，要注意這一定律，通過以下幾種措施降低導線的電阻，例如選擇電導率比較小的材料作為導線的材料，又或者根據電氣工程的實際情況，適當地縮短導線的長度，如果導線的長度無法縮短的時候，可以適當增加導線的橫截面積，都能夠有效降低導線的電阻，降低電能在傳輸過程中的損耗量。

（二）使用有源濾波器

在電氣自動化的運行過程當中，為了能夠讓電網連接電網設備的誤動作有效的減少，就一定要消除濾波。在電氣系統的實際運行過程當中，會有諧波產生，諧波的產生會讓設備的實際可用性大大降低，直接影響設備的質量，造成能源的損耗。使用有源濾波器就能夠有效地解決這個問題。具體來說，電氣設備的數量增加是誤動作產生的主要原因，諧波也因為這個原因變得越來越多，因為這些諧波電流在實際電網阻抗上產生的電壓和基波電壓是彼此重疊的，這樣就讓讓電壓產生畸變，從而產生誤動作。有源濾波器有兩大特點，第一是可以讓功率變得更寬大，促進無功補償；第二是動態性能較好，而且反應速度快。在通常情況下，使用有源濾波器來過濾實際運行過程當中產生的諧波，就可以避免電氣設備的誤操作，提高電氣設備的效率，實現節能的目的。

（三）合理選用無功補償設備

無功補償就是無功功率的簡稱，作用是讓變壓器上的輸電消耗有效降低，提高效率，但同時也在供配電設備容量中占有極大的一部分。無功補償設備是電力系統中非常重要的一環，無論是從提高供電質量還是節能方面的都有著非常重要的影響，因此必須要非常重視對無功補償設備的選擇，否則就會對供電系統造成非常大的影響，合理現則無功補償設備，能夠同時完成節約能源、提高電能質量、提高電氣自動化系統電壓的穩定性這三個目的，提高電氣自動化系統的經濟效益和社會效益。那么，在選擇無功補償設備時要遵循以下幾點選擇原則：

（1）根據參數進行選擇。在選擇務工設備時，要根據具體的參數來進行選擇和使用，如電壓的容量和負荷等等。

（2）根據電網運行情況進行選擇。在選擇無功補償設備時，要根據電網的運行情況來進行綜合的考慮。要非常了解補償電路，根據線路的負荷情況來對無功補償設備進行選擇，如負荷較小的就選擇靜態補償裝置，負荷大的就選擇動態補償，動態補償設備對于電動機等符合較大的線路的節能效果非常顯著。

（3）要想讓補償效果達到最佳，就必須要采用適應面廣、調價平滑以及跟蹤定位準確的模糊投切方式，主要是因為傳統的補償電容組中的電容器身的分擔方式、投切開關方式以及按比例分配的方式等都不能讓我們實際需要的補償效果得到實現，因此，就必須要采用采用適應面廣、調價平滑以及跟蹤定位準確的模糊投切方式，來達到最佳的補償效果。

（4）在條件允許的情況下，投切參數的物理量要采用無功功率，防止投切震蕩以及無功倒送的情況。

（四）合理利用光源

太陽光等自然光是大自然中取之不盡的最優能源之一，所以，要充分合理利用光源，能夠極大程度地節約能源。首先，要確定合理選擇采光方式。利用光源的時候，不僅需要自然光源，同時還需要把人工光源和自然光源有機地結合起來。自然光源的利用最常見就是照明工程的設計工作中。通過合理利用高效能的光源，能夠提高照明工程的照明效率，甚至還可以提高到好幾倍，節約了大量的電能。舉個例子，在工廠、住宅用的衛生間及其上下樓梯間應盡量通過合理設計窗口或者透光玻璃的面積，提高室內的明亮度，又或者合理選擇節能顯著的吸頂燈為室內照明，這種類型的燈具功率相對較低，但能滿足人們日常生活的基本照明需要，在使用過程中往往能夠節約一定的電能消耗量。而對于圖書館、閱覽室和超市的貨架處可以選擇緊湊型熒光燈這類光通量較高的燈具，同時由于光線比較集中，所以比較適合這類場所和人們生活的實際需要，減少了照明工程的投入成本和安裝。足可以見，合理利用光源，也是電氣自動化系統節能控制設計技術之一，但這種新型技術在我國應用實踐較短，仍需要經過一段時間的實踐才能夠得到完善。

五、結言

步入二十一世紀后，我國開始重視電氣自動化系統的節能技術，并全面推廣和發展電氣自動化系統的節能控制技術，出臺相關的優惠政策，為企業在這方面發展的時候提供了有利的條件。而另一方面，隨著人們對節能環保的意識越來越高，電氣自動化系統的節能設計技術也變得越來越重要。電氣自動化與人們的日常生活、工作息息相關，相關企業必須要認清我國社會發展情況，充分把握機遇和挑戰，順應潮流的發展，不斷提高企業自身的市場競爭力。但是目前我國電氣自動化系統的節能設計技術仍然處于初步的研究和時間階段，多種節能控制設計技術中存在的問題，仍然需要相關學者不斷努力。相信隨著我國科技技術的不斷發展，電氣自動化系統的節能控制設計技術將能夠為我國的“綠色生產”帶來明顯的成就，推動我國市場經濟的不斷發展。

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TU7

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1007-6344（2015）11-0127-02