關于電氣自動化設計與節能分析

（青島工學院 山東青島 266300）

電氣自動化中節能設計理念可以將機械制造的資源消耗進一步降低。由于機械制造與自動化設計中節能設計理念的設計需要進行環保材料的全面應用，因此這意味著設計人員在進行設計時應當優先選擇能夠再生、能夠進行回收并且分解簡易的材料。其次，設計人員為了能夠減少資源的消耗則需要在設計過程中盡可能的不采用或少采用貴金屬、稀有金屬等材料，并且可采用環保型工程塑料或其他非金屬材料來做到零部件的回收再利用，更加充分的體現出“資源可持續化”的理念特點，機械制造與自動化中節能設計理念的應用可以有效的延長機械的使用壽命。設計人員在機械的設計過程中應當著眼于體現出使用壽命長、通用性良好的優越性。這主要是因為延長機械產品可以在很大程度上減少機械生產的必要產量和機械報廢數量，因此在實際上也就降低了生產的原材料、能源的消耗數量，最終有利于產品的節能化發展。其次，設計方案應當符合現行的通用標準就能夠更好地實現機械的模塊化設計，從而能夠以組裝模塊的方式來更好地提高設計工作效率并且實現相應的節能目標。

以實際經濟效益為電氣節能效益的設計基礎，不盲目的增加相關投資金額，對節能設備和材料進行選擇時應該遵循科學合理的經濟原則，從而使得節能增加的投資數目能夠在較短的時間內通過節能運行而使得經濟效益有所保障。為建筑物內良好人工環境的創設或維持提供必要的能源基礎，例如一些建筑設備動力的提供以及符合用電設備對電能質量、負荷容量的要求的優化用電設計，實現其電能的合理利用。節能重點要放在電氣設備的電能損耗上，如變壓器的功率損耗、輸電線路的額外損耗等等。對其采取有效的節能措施，盡量減少或杜絕與建筑使用功效無關的電能損耗。

一、配電節能設計

電氣自動化工程的一大關鍵工作職能就在于：面向電力自動化工程設備提供必要的動力支持。因此，需要設計人員充分考慮到電力工程的實用性，以及電力工程與用電器械設備可靠性水平、負荷容量需求之間的充分契合。在配電作業的實施過程當中，不但需要確保用電設施的標準型，同時還需要在可靠性、靈活性、可操作性、以及安全性方面做出相應的優化。從這一角度上來說，需要確保配電網運行系統導線線路絕緣水平的良好與可靠。在進行布線的過程當中，需要選擇合理的導線絕緣距離，確保導線動態穩定，以及防雷接地的安全性。

二、無功補償

在電力系統中，無功功率占有供配電設備的很大一部分容量，因此增大了線路的損耗，從而造成電網的電壓下降，也因此影響了電能質量和電網的經濟運行。而對于用戶而言，無功功率的直觀表現為功率因數偏低，而當功率因數小于0.9時，用戶就會向供電部門繳納一定比率的罰款，因此用戶用電的成本也增高，經濟效益就會下降。但是我們若選用恰當的無功補償設備的話就可以實現無功就地平衡，提高功率因數，從而實現節能減耗、提高電能質量、穩定系統電壓的目的，而且能夠提高經濟效益和社會效益。比如，在受導電抗的作用下，電機發出的交流電流和交流電壓的相位角不為零，因此電機發出的電能不能完全被用電器吸收，不能被吸收的部分則在電機和用電器之間往返變化而不會釋放出來。又因為電容器產生的是超前的無功，因此采用電容器補償可以與無功率的電能進行抵消，即Q=QL-QC。

在采用無功補償設備對電力系統進行無功補償時，對于無功補償設備的要求有以下幾點：

（1）在使用電容器補償時，電容器容量的確定應該根據配電電壓的容量、負荷、三相電壓的平衡度、自然功率因素、目標功率因數等參數經過計算來確定。而若是在補償處產生了諧波的話就要串聯一定量的電抗器，濾除線路上的諧波。

（2）為了有效的防止投切振蕩、過補償和無功倒送，在電容器的功率參數、無功電流、無功功率這些投切物理量中最好選擇無功功率作為投切參數物理量。

（3）在很早以前的補償電容組中電容器的分擔方式和投切開關的方式普遍采用等容量分組和循環投切；后來又采用了按比例分配、按編碼配置、投切開關按級投切。但是這些方式都不能達到我們想要的補償效果。因此，現在所采用的是模糊投切，其適應面廣、調節平滑、跟蹤準確而且效果很好。在使用過程中，低壓的時候投切開關則選擇投切復合開關，而高壓補償柜中選真空接觸器作為投切開關

隨著社會的發展，電氣自動化以及自動化設備應用到各行各業當中，電氣自動化及其設備發揮非常重要的作用，我國的資源還是比較緊缺的，資源不斷的消耗越來越收到關注，然后更好的進行能源的節約是整個社會的所要面臨的問題。