從高中生視角談電氣自動化中節能技術的有效應用

摘 要隨著人類社會的發展，能源問題日益嚴峻，關于節能技術的研究成為關系到人類社會可持續發展的重要內容之一。近年來，電氣自動化節能技術在社會生產的各領域得到了廣泛應用，在一定程度上解決了我國所面臨的資源緊張問題，同時，針對資源過度消耗帶來的環境問題，也有著明顯改善。本文從高中生的視角對電氣自動化中節能技術的有效應用進行分析，并介紹了幾種具有代表性的電氣自動化節能技術。

【關鍵詞】高中生 電氣自動化 節能技術 應用

目前，我國在電氣自動化節能技術領域依然處于研究階段，其中涉及到的設備能耗、安全、維護等方面的問題，成為制約我國電氣自動化節能技術發展的關鍵。為提高這一技術的有效性，則需要從配電、供電等多個環節進行優化設計，實現對電力的合理利用，降低能量傳輸和轉換過程中的損耗，進而獲得最大經濟效益。

1 電氣自動化節能技術概況

由于資源的過度開采，我國能源的可持續性利用形勢較為嚴峻，并且，由于資源的過度開采，環境污染問題已經嚴重影響到人們的生活，節能、環保已經成為當前社會主要矛盾之一。在此情況下，電氣自動化節能技術應運而生，作為一門新興的科學領域，電氣自動化節能技術與人們的工作、生活和學習有著密不可分的關系，尤其是對于用電量較大的企業來說，電氣自動化節能技術能夠明顯降低其生產成本，增加經濟效益。

近年來，我國城鎮化進程不斷加快，城鎮用電規模不斷增加，用電系統數量也在持續增加，在此情況下，整個國家電力系統不僅要加大電力供給，還要增加大量的變頻設備、整流器。但是，以上設備的使用，將直接影響到電力系統工作的穩定性，從節能的角度來看，也將導致一定的能源浪費。因此，為減少對電力系統能源的浪費，在電氣自動化節能技術設計過程中，將主要精力放在了傳輸環節設計、變壓器等方面。

2 電氣自動化節能技術的設計的兩大原則

2.1 供電與配電的安全設計

電氣自動化節能技術的關鍵在于對供電與配電系統的設計，在進行電力優化設計時，需要將安全因素放在首位。

（1）對電器線路中的電纜芯線間的絕緣性進行檢查，保證絕緣電阻滿足要求；

（2）在電纜選擇方面，應滿足該電器的最大使用功率；

（3）供電與配電的安全設計需要考慮到雷電天氣帶來的危害，增加避雷設計；

（4）為避免電器長時間高負荷工作帶來的散熱問題，應增加散熱裝置。

2.2 電氣設備工作效率優化

所謂節能，是指在滿足工作所需能量的基礎上，盡可能減少無意義的能量損耗。例如，在電氣自動化系統設計中，應盡可能縮短傳輸線路的長度，在保證安全的情況下，傳輸線路越短，其中的電力損耗也就越低。

這里需要注意的是，電氣設備工作效率優化是一個系統性的工程，在考慮直接電力損耗的同時，還要考慮到在其效率優化過程中所造成的間接損耗。

3 幾種常見的電氣自動化節能技術

在實際電氣自動化設計過程中，為實現節能效果，主要通過降低傳輸過程中的能量損耗、變壓器節能技術、智能控制終端等方式實現。

3.1 降低傳輸過程中的能量損耗

由于傳輸線路中電阻的存在，根據Q=I2R，在電流I一定的情況下，電阻R越大，其中損耗的電力也就越多，尤其是在遠距離電力傳輸過程中，這一能量損耗則不容忽視。

（1）根據高中物理中電學部分的內容可以明確，傳輸電纜阻值與其導線橫截面的大小成反比，導線橫截面積越大，其電阻越小，因此，在選擇電纜時，在保證電纜抗拉性的前提下，應選擇橫截面較小的電纜，以降低電力損耗。

（2）在電纜傳輸線路的選擇上，隨著電纜長度的增加，其電纜阻值也就越高，在電力傳輸過程中，不僅會導致電力以熱量的形式損耗掉，還會導致明顯的壓降，影響電力傳輸質量。

（3）為避免過多的電力損耗，則需要選擇電導率較低的材料作為電纜，以降低電力傳輸過程中的能量損耗。

3.2 變壓器節能技術

所謂變壓器節能技術，是指在電力傳輸網絡中降低變壓器的空載損耗和負載損耗，對傳統變壓器的運行方式進行優化。變壓器的變壓功能是基于交流互感現象而實現的，其中繞阻就損耗了一定的電力，并且，在電磁互感過程中，由于漏磁的存在，導致電力轉換效率偏低。

（1）在選擇繞阻時，應選擇阻值較低的導電線材；

（2）為降低漏磁，應選擇導磁率較高的金屬芯；

（3）為降低繞組帶來的損耗，應選擇合適的繞阻比。

在電氣自動化節能技術中，變壓器的使用不可避免，但是，由于變壓器中的電力損耗較為關鍵，因此，變壓器的使用應根據實際情況確定，在可能的情況下，盡量減少變壓器的使用。

3.3 智能控制終端的使用

在過去較長的一段時間，對于電力系統的控制多采用人工方式，這種方式不僅增加了人力成本支出，且由于人為疏忽，容易造成一定的電力損耗。在智能技術不斷發展的今天，智能控制終端已經廣泛應用于電氣自動化節能技術中，并實現了較好的節能效果。

例如，在高速公路照明控制系統中，使用智能控制終端能夠感知當前路面照度的變化，根據時間、照度等多個條件的共同約束，能夠實現對照明系統開啟時間、關閉時間的控制。并且，在特殊情況下，管理人員可以通過遠程網絡對該智能系統進行人工控制，從而避免了智能控制終端故障狀態下的正常使用問題。

如此一來，借助智能控制終端可以實現精準控制，減少人為因素導致的電力損耗，并且，智能控制終端也節約了人力成本的投入，提高了經濟效益。

4 總結

電氣自動化技術的廣泛應用，實現了社會生產力的快速提高，但是，由此帶來的電力損耗增加、環境污染等問題也在困擾著人們。電氣自動化節能技術的應用，能夠對電氣自動化系統中的電力使用進行合理分配，通過優化設計，從多個方面降低電力損耗，從而間接保護因資源過度消耗而被破壞的環境，促進人類社會的健康可持續發展。

參考文獻

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作者簡介

湯書劍（2000-），男，山東省鄒城市人。就讀于鄒城市第一中學。

作者單位

山東省鄒城市第一中學 山東省鄒城市 273500