電氣自動化的節能技術探討

叢曙建

能源是國家經濟發展的命脈，是改善和提高人民生活質量的重要基礎。隨著社會進步與經濟的發展，能源的消耗也急劇增加。在眾多能源中，電氣工程及其自動化作為電氣領域的一門重要學科，在工業生產和日常生活中發揮越來越重要的作用。在工業生產方面，工人利用自動化縮短運作時間，提高工作效率。在日常生活中，電器種類的不斷增多，一些問題也逐漸涌現，其中電能供應不足是一個非常嚴重的問題。尤其在我國這樣一個資源短缺的國家，城市電網的不斷擴大，電力系統不斷增容，但電能的供給嚴重不足，再加上較邊遠的山區電氣設備不及時更新，斷電的現象仍有發生。近年來，隨著可持續發展的進一步推進，節能已經成為當前社會經濟建設的關注對象和重要目標。在一定程度上，節約能源可以看做是可以實現我國經濟可持續發展最直接、最合理、最廉價的方式。本文分析電氣自動化的節能技術。

1.電氣自動化節能技術的重要性

1.1環境保護需要節能

電已經成為人們生活不可或缺的一部分，我國的電能現在主要還是依靠火力發電，在火力發電的過程中，消耗大量的不可再生資源，在產生電能同時也還會排放很多污染氣體，對人們的日常生活也是產生很大的影響，僅從環境保護的角度來看，有必要對電氣自動化技術進行一定的節能設計。

1.2社會進步需要節能

電氣工程及其自動化耗能大，自動化信息建設的落后，人們對于新能源的需求不斷增大，導致生活能源相對短缺，這就要求對電氣工程方面進行一定的節能措施，對節能措施進行合理設計，不僅可以增加電氣設備對電能的利用率，還能滿足人們生活的需求，從而達到節約社會資源、減少能源過度消耗的目的。

1.3創新科技需要節能

對于電氣工程及其自動化來說，它在朝著更加智能和系統的方向發展，在日常生活中，電器的使用需要能源，新能源的利用使新型設備不斷出現，這就要求對新能源的需求不斷擴大，致使資源短缺成為全世界共同面對的問題，因此，科技創新需要采用相應的節能設計。

2.節能措施

對于電氣工程及其自動化系統而言，運行的過程中產生的諧波會對電網的覆蓋面造成損害，為了減少這種損害，必須消除諧波。從節能的目標出發，自動化就要從濾波，功率，損耗等技術上進行改良，通過減少傳輸損耗、濾波器、配置變壓器、補償無功功率以及合理優化線路來達到節能的效果，本文將進行如下闡述：

2.1.減少傳輸損耗

在電氣自動化運行過程中，能源損耗最大的是輸送電過程。由于電線本身存在電阻，線路上的電流須通過導線傳輸，因此如果減少電能的損耗，對電阻的要求更加嚴格。由電阻決定式可知，電阻與長度成正比，與橫截面積成反比，也與電阻的材質有關。所以，減少電能的消耗可以從以下方面考慮：一是選擇導電性好的材料制作導線，在一定程度上降低傳送過程中的電能消耗;二是減小導線的長度，通過布置電路，盡量讓導線盡可能順直，避免彎曲過多;第三，適當增加導線的橫截面;第四，變壓器的布置應可能靠近負荷中心，以減小供電系統之間的距離，從而減少傳輸損耗。實際情況取決于電路本身。

2.2.濾波器

濾波器的主要功能是消除諧波對運行電路的影響，因為設備產生的諧波會影響電壓的穩定性，運用合理的濾波器可以穩定電壓，阻止設備在正常運行中發出的有誤指令，降低事故發生的頻率，減少能量的損耗，以達到節能的目的。

2.3.合理配置變壓器

變壓器是電力傳輸過程的重要組成部分，也是電能消耗的主要來源。其組成包括硅鋼片、銅片、絕緣材料等。據數據顯示，每年我國電網中變壓器產生的電能消耗量接近3%。因此，站在節能方面來說變壓器的合理配置就顯得格外重要。變壓器的組成選材分為以下幾個方面：考慮材料時，一般把銅作為首選;選擇硅鋼片時，選擇厚薄度合適恰好能滿足設備運行;要想使變壓器的容量及數量達到節能的標準，一般來說，負荷量控制在60%至90%之間，若兩臺或以上，可以考慮采用并聯，對安全有保障還有利于提高運行效率。因此，在選擇變壓器時，應注意電流平衡，確保變壓器功耗低于最低標準，確保合理正確的接線方式，避免變壓器過載運行。

2.4.補償無功功率

在電路傳輸的過程中，由于線路損耗的影響，設備本身壽命也會縮短。設備中的損耗會導致電壓不穩，影響正常供電，從而降低整個傳送系統的效率。對企業來說，功率的降低對應的是經濟受益的降低。在用電的過程產生的能量耗費中，其無功功率占據的比例相當大，針對這一問題，通過科學、規范的補償設備，可以補償無功功率，提供穩定的電壓，保證供電質量，對企業來說，既提高經濟效益又節約電能。為了保證后續投切開關和傳統補償電容內部循環的投切比合理，故提出以下三點要求：①選擇無功功率作為計算和確認投切開關參數的標準以遏制補償過度、無功倒退和投切震蕩等問題。②通過按照一定的比例分配舊的補償電容，可以得到合理的結果。③通過計算電容量和自然功率來確定固定電容，同時，將諧波電抗器連接起來，消除無功補償中產生的諧波。

2.5.保障線路質量

保證運行電壓的合理性，電網的實際運行電壓將會影響設備的使用情況，如果高于設備規定的工作電壓標準，就會對設備造成損害，造成不必要的能源損失。定期檢查運行線路故障，其中及時發現和處理接頭過熱是解決故障的有效途徑。通過檢查由于接頭電阻過大而引起的電路故障，可以及時更換損壞的絕緣子，定期維護變壓器、斷路器以及絕緣器件。加強對送電線路的維護，提高檢修效率，發生系統故障的瞬間會消耗極大的電能，因而，當線路的某個地方發生故障時，系統會及時發出警示，并通知工作人員故障發生的范圍，以便及時處理故障。這樣既保障了系統運轉效率也達到節能的效果。

3.結束語

簡單的說，如果自動化技術是推動社會發展的充分條件，那么節能則是使之長久發展的必要條件。當今的社會是技術指導生產，技能發展將會是全球經濟的主導。就當前的社會發展現狀來看，電氣發展是趨勢，節能系統的設計更是電力能源發展的必然要求。促進節能技術設計的合理運行，完善供電系統的節能化體系，使電氣系統運行更高效，實現用電可靠與安全。

參考文獻

[1]《電氣工程自動化中存在的問題及對策探討》 來自《建筑工程技術與設計》2015年21期

[2]《電氣工程及其自動化存在的問題及解決措施》來自《城市建設理論研究（電子版）》2016年11期

[3]《論如何提高電氣工程及其自動化》來自《城市建設理論研究（電子版）》2015年22期

[4]《淺析電氣工程及其自動化中存在的問題及解決措施》 來自《建筑工程技術與設計》2017年5期

（作者單位：長春工業大學）