節能技術在電氣自動化中應用

朱麗君

【摘 要】 近年來，我國各個地區加快了電網建設，很多變頻器和整流器被投入使用，導致電網線路產生大量諧波，嚴重影響電網的安全、穩定運行。在電氣自動化中積極應用節能技術，消除諧波，減少電網損耗，推動電力系統可持續發展。本文簡要介紹了電氣自動化的節能，分析了電氣工程的節能設計，闡述了節能技術在電氣自動化中的應用。

【關鍵詞】 節能技術 電氣自動化 應用

隨著社會發展對于電力資源的需求量不斷增加，電網線路不斷擴充，新增多種電力設備，大量諧波不僅破壞電網穩定運行，并且產生較大的損耗。因此應積極推動節能技術在電氣自動化中的應用，提高電網輸配電裝置的可靠性和安全性，提升電力系統的經濟效益、環境效益和社會效益。

1 電氣自動化的，節能概述

電氣自動化是一門重要的電力學科，與工業生產和人們日常生活息息相關，在改善勞動條件和提高勞動生產率、運行成本、工作效率等方面發揮著重要作用。由于當前電網線路中有大量諧波，從節能和消除諧波方面考慮，電氣自動化系統應積極利用有源濾波器、無功補償、變壓器等技術[1]，減少電路傳輸損耗，實現電氣自動化系統的節能效果。

2 電氣工程的節能設計

2.1 高運行效率

為了提高電氣自動化系統的運行效率，應盡量選擇節能型的電力設備，通過減少系統損耗、無功補償、均衡負荷等方法，治理電網線路的不平衡電壓，平均分擔導線負荷壓力，不僅可有效提高系統運行效率，并且獲得明顯的節能效果。例如，在電氣自動系統配電設計時，可合理選取設計參數和調整電路負荷，從而提高電氣系統電源設備的綜合利用率和運行效率，直接或者間接地降低電能損耗。

2.2 完善配電設計

配電設計應首先考慮電氣自動化系統的適用性，滿足供電設備的穩定性、可靠性要求和用電設備的電力負荷容量要求以及電氣設備度對控制方法的要求等。在設計配電系統時，除了要滿足電氣設備和用電設備的運行要求外，還要確保電力系統的可靠、靈活、易控、穩定、高效等。其次，重點考慮電力系統的穩定和安全性，第一要確保電氣自動化系統線路具有良好的絕緣性，第二，在設計走線時，應嚴格控制水平導線的絕緣距離，第三，確保導線的動態穩定、熱穩定和負荷能力的裕度，保障電氣自動化系統運行中配電設備和用電設備的安全、穩定性，同時應做好電氣自動化系統的接地和防雷設計[2]。

3 節能技術在電氣自動化中的應用

3.1 加裝有源濾波器

電網線路中的大量諧波易導致電氣自動化系統中的電氣設備出現誤操作，為了提高電氣自動化系統的安全性，可在電氣設計時加裝有源濾波器，消除電網的大量諧波，降低電氣自動化系統的線路損耗。隨著電網線路中各種電氣設備數量不斷增加，電網線路諧波也不斷增加，這時基波電壓和諧波阻抗電壓易發生重疊，導致電力系統電壓發生不同程序畸變，引起電氣設備誤動作。在電氣自動化系統中加裝有源濾波器可有效解決這個問題，有源濾波器使用功率寬、動態性能好、反應速度快，并且可有效補償電網線路的無功功率，通過有源濾波器過濾電網線路的諧波，有效減少電氣設備的誤操作和誤動作，提高電氣自動化系統的節能效果。

3.2 加裝無功補償裝置

在電氣自動化設計中，可適當加裝無功補償裝置，減少電路損耗，確保電網的運行效率和運行質量，提高電力系統的安全性和穩定性。通過加強無功補償裝置補償電網線路的無功功率，應滿足以下要求：其一，根據電網無功功率情況，設置無功補償裝置的投切參數物理量，可有效避免無功補償裝置發生投切震蕩、無功倒送等情況；其二，安裝無功補償裝置時，對電網線路的局部區域進行就地補償，特別是用電量較大的線路，不僅可保障電網供電質量，而且可有效減少電網線路無功功率的長距離傳輸，具有顯著的節能效果；其三，為了獲得更好地武功補償效果，在選擇無功補償裝置的投切方式時，由于無功補償裝置的分擔方式、投切開關方式、按編碼分配方式、按比例分配方式等難以達到預期的無功補償效果，因此最好采用具有調節平滑、跟蹤準確、適應面廣等特點的模糊投切方式[3]；其四，在使用無功補償裝置對電網線路進行無功功率補償時，要根據電氣自動化系統的具體運行參數值，如目標功率因數、配電電壓值、電流負荷等，來合理確定電容器容量。

3.3 優化變壓器選擇

為了提高電氣自動化系統的節能效果，應優化變壓器的選擇，一方面，電氣自動化系統應盡量選擇節能型變壓器，降低變壓器的有功功率損耗；另一方面，變壓器電氣設計，通過在三相電源上均勻分解單相設備、單相無功功率補償裝置、三相四線制供電等方式，減少電網線路的不平衡負荷，具有良好的節能效果。

3.4 減少線路傳輸損耗

由于電網線路上有電阻，在電能傳輸過程中不可避免會產生有功功率損耗，雖然這部分損耗不可能完全消除，但是可通過一定措施，最大程度的降低線路損耗。第一，增大導線橫截面積，在確保電氣自動化系統的電氣特性基礎上，適當增加導線橫截面積，降低導線電阻，從而減少線路損耗；第二，合理設計布線路徑，電氣自動化系統設計在導線布線時，應合理設計布線路徑，避免線路過度彎曲，可有效減少導線電阻；第三，減少負荷中心和變壓器之間的距離，縮短供電距離，減少電網線路傳輸電能的功率損耗；第四，為了減少電網線路電能損耗，盡量選擇電導率較小的導線材質，提高電網線路的節能性。

4 結語

在節能減排的社會大環境下，電氣自動化節能設計引起人們的廣泛關注，結合電氣自動化系統的運行要求，積極應用多種節能技術，優化電氣自動化系統節能設計，最大限度地發揮節能技術在電氣自動化中的作用，減少電網損耗，實現最大化的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]馬建華.數字技術在工業電氣自動化中的應用與創新[J].制造業自動化，2012，06：142-144.

[2]蔣謙.電氣工程自動化及其節能設計的應用探究[J].科技創新導報，2014，27：76-77.

[3]孫清化. 概述電氣自動化節能技術[A].北京市海淀區科學技術協會.第二屆“科協文化——中關村論壇”論文集[C].北京市海淀區科學技術協會：2013：1.