電氣工程自動化節能環保技術研究

沈森堯

摘 要：在工業化進程不斷推進的過程中，社會對電力的需求日漸上升，為電氣自動化工程帶來了極大的發展機遇。而節能環保技術在電氣自動化工程中的運用，既可以滿足社會可持續發展的要求，也能夠使得企業經濟效益獲得更大的提高。本文主要闡述了電氣自動化節能設計的發展，并從降低電能消耗、選擇變壓器、合理選用無功補償設備、使用有源濾波器以及其他形式的節能等方面詳細分析了電氣體系的節能技術，最后探討了電氣系統自動化節能設計技術的實際應用。

關鍵詞：工業化；電氣工程；自動化技術；節能環保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.144

0 引言

如今社會發展非常快速，能源消耗量不斷增加，甚至存在不合理的能源消耗現象，引起能源浪費問題。如今全球能源危機越來越大，要促進經濟更好地發展，并保障能源的有效利用，就需要強化電氣工程自動化節能環保技術的應用，在綠色減排的理念下實現電能的可持續利用與發展。

1 電氣自動化節能設計的發展

電氣工程屬于現代科學研究中的重要學科，其發達程度在一定意義上能夠體現國家的科學進步水平。如今電氣工程得到了迅猛的發展，其體系比較完善，其自動化程度也日漸突顯其人性化，推動了工業化進程的前進，其節能設計也朝著安全性、先進性、環保性以及可持續性等多個方向發展。第一，在安全性方面，既要注重節約能源，又要兼顧設備的安全運行，即電氣自動化節能設計建立在設備安全穩定運行基礎之上。第二，在先進性方面，如今各種新節能技術及其設備正在不斷涌現，電氣自動化節能技術始終走在行業前列，才可以獲得最佳的節能效果。第三，在環保性方面，是電氣自動化節能必然的發展趨勢，可提高能源利用率，在能源節約的基礎上，為企業創造理想的綜合效益。第四，在可持續性方面，這一發展方向是電氣自動化節能設計對節能減排的體現，可站在長遠發展的角度，做好相關戰略部署。

2 電氣體系的節能技術

基于節能技術的完善電氣體系，應該包括以下幾個方面的內容：

（1）能夠降低電能在傳輸中的消耗。電線電阻會使得電能傳輸過程中發生相關損耗，也被稱為線損。因此，在電氣自動化節能設計技術中，線損控制占據著重要地位。主要有效措施可以包括四點：第一，基于性能方面合理地選擇電線，要求線纜具有較強的傳輸能力，從而降低電能傳輸損耗；第二，要合理選擇電力傳輸線路，應該盡量以直線方式進行排線，從而縮短電線長度；第三，要讓變壓器盡量與負荷集中區域相近，從而縮短供電路程；第四，適宜選用橫截面更大的電線，以減少電線電阻，可實現節能。

（2）選擇變壓器。在變壓器選擇方面，為降低其有功功率損耗，需選擇節能型變壓器。而要讓三相電電流保持平衡性，則需要降低變壓器本體損耗，因此適宜選用單相自動補償設備，或者采用三相四線制供電方法，又或者在三相電源中均勻分接單相電氣設備，從而增強負荷平衡性。另外，在變壓器的合理選擇方面，變壓器材料也很重要。在節能理念下，供電企業可以選擇銅片、硅鋼片與絕緣材料的優化組合來提高變壓器性能。尤其是銅在電氣系統變壓器節能設計中可取代硅材料，減少變壓器空載運行的能耗，實現節能效果。

（3）合理選用無功補償設備。無功功率在供電設備中占據著很多容量，線路損耗會比較大，降低了電網電壓，這對電網經濟運行造成影響，也會降低電能質量。站在用戶的角度，無功功率的功率因素比較低，若小于0.9，則用戶需繳納一定的罰款，使其用電成本上升，損害經濟效益。因此必須合理選用無功補償設備，以實現無功就地平衡的目的，進而加大功率因數，最后可達到節能減耗、增強電能質量及提高電壓穩定性等效果。例如，基于受導電抗作用，電機輸出的交流電流及其電壓相位角不等于0，使其電能無法被電氣設備完全吸收，而沒被吸收的部分電能會在電氣設備和電機之間往返和發生變化，但是卻無法被釋放。在這樣的情況下，合理選用無功補償設備能夠解決這一問題，提高其電能使用質量，保障其電壓穩定性。

（4）使用有源濾波器。如今在電網領域，基于非線性電壓電流特性的電氣設備已經日漸增多，諧波電流使用量也相應地上升，使得電網阻抗方面的電壓和基波電壓發生重疊，從而導致電壓畸變現象，進而引起電網聯結電氣設備的誤動作發生。這也就使得諧波消除措施具有重要的意義，因此可采用有源濾波器進行處理。有源濾波器具有反應快的特點，其動態性能良好，要過濾諧波，需在電氣設備誤操作前進行，達到預防的效果，才可以促使電氣設備運行更穩定和高效率，并獲得節能的效果。如今電氣市場還出現了很多節能變壓器，供電企業可根據自身實際情況優先選擇合格的節能變壓器，比如S10型號與S11型號的節能變壓器比一般的變壓器更具優良的節能效果。但是需要注意的是，節能變壓器在實際運用中，要保證采用合理的接線方式，才可以充分發揮其功能，并且盡量出現變壓器長期超載運行情況，避免電耗過多或造成變壓器磨損問題。

（5）其他形式的節能。除了上述節能技術，供電企業還能夠通過其他形式達到節能效果。比如高效光源節能方法在當前也有一定的運用，主要用于照明方面，其在家庭用戶或工廠單位的整體用電中占據著較大的比例。高效光源節能可發揮其光色良好、發光率較高以及顯色性能較佳等多方面的優勢，利于節約電氣能源。而在選擇高效光源時，需要根據相關規定與家庭或單位的實際需要，選用具有良好照明性能和能耗比較低的電源，從而獲得一定的節能效果。對于家庭用戶而言，在廁所或者樓梯等空間，可選用吸頂燈，使其吸附于室內的屋頂上，既滿足用戶日常需求，又能夠降低電能消耗。對于工廠而言，一方面，可選用金鹵燈來進行照明，實現節能，另一方面，在一種光源發揮的作用不明顯的情況下，則可以通過多種光源結合的形式提高照明強度，從而降低能源消耗。

3 電氣系統自動化節能設計技術的應用

（1）促進配電設計的優化。電氣系統主要是為其配備的工程設備提供電力，因此在電氣系統自動化節能設計中，需要考慮系統的適用性，確保其與配電設計標準相符合。在這個方面，要求電力系統要滿足用電設備的相關負荷容量，并滿足供電可靠性的要求，從而為電氣設備的使用質量提供保障。在配電過程中，既要滿足用電設備的各項基本要求，同時也要保證電力系統的配電靈活性與可靠性，促使電力系統可以實現穩定高效的運行。另外，在電氣系統自動化節能設計中，還需要注重安全性這一原則，因此要選用具有良好絕緣性能的導線，同時在布線環節中，要確保導線間的絕緣距離比較合理。

（2）促進電氣系統運行高效。在電氣系統自動化節能設計中，要合理選擇節能設備，為電氣系統自動化節能技術的運用提供條件。要保障系統運行中的節能環保效果，可使用無功補償設備，減少電氣系統的電路損耗，并實現其負荷均衡。因此，在電氣系統自動化節能配電設計中，可選取合理的設計系數，滿足合理的負荷要求，并提高電氣系統的功率因數。尤其是功率因數作為電氣設備節能設計的重要參數，其關系著電能轉化效率的提高與電能有效利用率的提升。因此，可以提高用戶荷載率，選用極數較少的電動機來輸出更大電流，在最短的時間內正常運行，可減少能耗，實現節能。

4 結語

綜上所述，電氣自動化節能設計的運用能夠適應當前供電企業配電的發展要求，因此，供電企業要注重構建完善的電氣自動化節能體系，根據各項規定與要求，推進電氣系統自動化節能設計技術的實踐運用，在促進配電系統設計優化的同時，也使得電氣系統運行更加穩定高效，實現供電企業配電的運行可靠性與安全性。

參考文獻：

[1]劉龍，王思齊.關于電氣自動化的節能設計技術的探討[J].建筑·建材·裝飾，2015（07）：95.