電氣工程自動化節能設計探索

摘 要：隨著經濟社會的不斷發展，人類消耗的能源越來越多，在利用能源的過程中也產生了巨大的資源浪費問題，加強對節能降耗技術的研究與應用，成為各行各業普遍面臨的問題。基于此，本文以電氣工程自動化為例，闡述了電氣工程自動化節能設計的原則，并從變壓器設計、供電線路選擇等方面提出幾點電氣工程自動化節能設計的措施，希望能為節能降耗提供參考。

關鍵詞：電氣工程；自動化；節能降耗；設計策略

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0300-01

近年來，我國的經濟發展進入轉型期，保護環境、節能降耗、推動可持續發展成為國家的重要政策，也受到了全社會的普遍關注。電子工程自動化系統的運行會消耗大量能源，為響應國家節能減排的政策，就必須在電氣自動化工程中應用節能技術，降低能耗，實現電氣系統運行質量與效益的提升。

1 電氣工程自動化節能設計

電氣自動化是電氣信息領域的一門學科，其與人們的日常生活、各行業的生產都有著密切聯系，其在降低運行成本、提升勞動生產率、改善勞動條件等方面發揮著重要作用。可以說，先進的電氣自動化技術是推動各行業進步的有力武器。近年來，綠色工業革命逐步興起，隨著城鄉電網的不斷擴大，電力系統不斷增容，各種電氣設備越來越多，從節能角度考慮，在變壓器、傳輸線路、無功補償、有源濾波器等方面下功夫，降低電氣系統損耗，能有效節約電力能源，緩解供電緊張的局面。

2 電氣工程自動化節能設計的原則

2.1 先進性

近年來，我國各項技術均取得了突飛猛進的發展，各種新型設備和材料被應用到各個行業，這也給電氣工程的自動化及節能設計提供了更多的選擇。電氣工程自動化及節能設計應參照電力系統的運行實際情況選擇最佳設計方案，實現最佳的控制效果與節能效果。同時，還要全面總結對能源消耗、污染排放的應對辦法，實現電力系統的可持續發展。

2.2 安全性

電氣工程自動化節能設計的安全性是一個重要問題，設計人員在設計時除了要關注節約能源、提升運行效率外，還要時時關注電氣系統的運行狀態，最大化地提升設備的可靠性和安全性，確保系統在穩定、可靠的環境中運行。

2.3 環保性

即電氣工程自動化節能設計要加大對電力資源的應用，讓資源得到充分地利用，通過提升技術水平增加行業利潤與社會效益。設計人員要選擇合適的電器材料、設計方法，使其具有經濟、安全與先進的特點，減少電器材料對環境的污染和破壞，實現我國電力行業經濟效益、環境效益的和諧和統一。

3 電氣工程自動化節能設計措施探索

3.1 變壓器設計

變壓器比較重要的組成器件包括硅鋼片、轉子、鋼材等，這幾個部件無論哪個出現問題都會直接影響變壓器的直接運轉，導致能耗提升和供電不穩定。在實際設計中，對變壓器的選擇是非常重要的，尤其應注意以下幾點：①應選擇銅質的線路和機柜；②應在滿足設備正常運行的前提下盡量選薄的硅鋼片；③變壓器的負載應控制在40～60%。

3.2 自然功率因數控制

自然功率因數是沒有配備無功補償裝置的供電系統中有功功率和視在功率的比值。一般來說，用電設備包括電容、直流和電感三類，在一個正常的供電系統中這三類設備是同時存在的，這就會因為感性與容性電器而產生無功功率，節能設計的思路就是利用系統自身超前的無功引入將之抵消掉。提升功率因數，就可以降低無功功率，提高系統能量轉換效率。一般來說，提升功率因素的措施有以下幾種：①使用功率因數比較大的同步電動機，增大電流量，就可以用更短的時間實現正常運行，降低能耗，提升效率；②使用電容器補償無功電容，不但能保持穩定，還能節省能源。

3.3 供電線路選擇

受電線電阻的影響，電能在輸送過程中會出現一些損耗，即常說的線損，對線損進行控制也是實現電氣節能的重要措施，可從以下幾個方面采取措施：①選擇電線時從性能出發，選擇傳輸能力強的電纜，目前比較常見的電纜有銅制的和鋁制的，鋁制的電纜比較便宜但節能效果差，銅制的節能效果較好但價格比較貴，設計人員應根據系統實際進行合理選擇；②合理設計電力傳輸線路，盡量保持直線，縮短供電距離；③盡可能地把變壓器靠近負荷集中區，縮短供電距離；④使用橫截面較大的電線，降低線路電阻，從而實現節能。

3.4 使用無功補償設備

無功補償是無功功率的簡稱，其目的在于降低變壓器的輸電消耗，進而提升功率。無功補償對于提升供電質量與實現電氣節能都具有很突出的作用，相關人員在選擇無功補償設備時，應注意以下幾點：①根據電網運行情況進行綜合考慮，根據線路負荷情況選擇無功補償設備，例如負荷較大的可以使用動態補償裝置，負荷較小的可以使用靜態補償裝置；②根據電壓容量、負荷等具體參數進行選擇；③采用調節平滑、跟蹤定位準確、適應面廣的模糊投切開關方式，取代傳統的比例分配等方式，并且投切參數的物理量也要盡量采用無功功率，避免無功倒送、投切震蕩等問題。一般來說，可在低壓的時候選擇投切復合開關，高壓補償柜中則使用真空接觸器。

3.5 使用低能耗光源

選擇光源時，應按照相關規定并結合實際情況選擇能耗低、照明效果好的光源。例如在樓梯間和廁所中可以使用吸頂燈，既能滿足需求又可以減少電能消耗。在工廠中可以使用金鹵燈。如果一種光源不能滿足光照需求，就可以將多種光源互相結合，在改善照明效果的同時減少能耗。

4 結 語

總而言之，在我國經濟社會飛速發展的背景下，供電系統的穩定運行是各行業發展的有力保障，電氣系統的自動化及節能設計已經成為電力行業面臨的重要問題，電力部門應給予高度重視，從電氣系統運行的實際情況出發，合理設計變壓器、電纜等，控制好電能的損耗，降低對電力資源的消耗，提高資源利用效率。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-14