電氣工程及其自動(dòng)化中節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析

黃之明 李彥方

摘 要：電氣自動(dòng)化主要優(yōu)點(diǎn)在于其能夠提高工作效率，降低運(yùn)行成本，有效的改善實(shí)際勞動(dòng)條件，為電氣系統(tǒng)的運(yùn)行，減少很多人力物力。近些年，隨著我國“綠色工業(yè)”政策的開展，電氣自動(dòng)化中的節(jié)能技術(shù)，受到我們的廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為我們當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的主要目標(biāo)，本文對(duì)此進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化;節(jié)能設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)應(yīng)用

1.電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的內(nèi)涵

由于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜和繁瑣的整體，加上城市電網(wǎng)的增加，實(shí)際功率也不斷增加，這將導(dǎo)致在實(shí)際工作中，使用大量的整流器和逆變器等設(shè)備，這將導(dǎo)致大量的諧波，產(chǎn)生的諧波將影響電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行。 要減少實(shí)際諧波的負(fù)面影響，就要從節(jié)能、電氣自動(dòng)化等方面考慮從變壓器、有源濾波器和無功補(bǔ)償技術(shù)工作上面，采用降低電路傳輸損耗、使用有源濾波器和優(yōu)化變壓器的方法，使電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中達(dá)到節(jié)能的目的。

2.電氣工程中存在的節(jié)能問題

目前，我國電氣工程普遍存在節(jié)能問題，主要指建筑電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)和使用。 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了一大批先進(jìn)的智能設(shè)備。 這些設(shè)備和儀器也在電氣工程中得到了應(yīng)用，發(fā)揮著越來越重要的作用。 電氣工程水平與能源利用之間存在一定的沖突。 為了滿足建設(shè)項(xiàng)目各個(gè)方面的不同需求，電氣工程不僅需要提供照明和溫度調(diào)節(jié)，還需要保證娛樂場所的用電量，這必然會(huì)消耗大量的能源。 近年來，隨著人民生活水平的提高，節(jié)能降耗已成為現(xiàn)代人的新追求。 人們已經(jīng)意識(shí)到綠色生態(tài)的重要性。 因此，電氣工程的節(jié)能已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。 電氣工程能夠很好地滿足建筑各方面的需求，很難避免能源浪費(fèi)問題，這是電氣工程節(jié)能問題嚴(yán)重的根源。

3.加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)措施

3.1變壓器方面

降低電能損耗是電氣自動(dòng)化節(jié)能的重要途徑，對(duì)于變壓器來說，可以從變壓器的材料方面入手。例如銅線、鋼材、硅鋼片等材料都是在變壓器中常見的材料，如果這些典型的材料選擇不恰當(dāng)就會(huì)造成電能被大量的浪費(fèi)，增加電能的損耗。首先在進(jìn)行變壓器材料選擇時(shí)，應(yīng)該時(shí)刻堅(jiān)持節(jié)約材料的基本原則，在滿足工作需求的基礎(chǔ)上，對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行時(shí)的介質(zhì)以及材料進(jìn)行科學(xué)化選擇，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本與電能損耗。而對(duì)于配電柜與線路來說，在材料選擇上盡可能地選擇銅線作為介質(zhì)，并采取換位導(dǎo)線的方式，減少電路中電能損耗。在保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，硅鋼片應(yīng)該選擇薄型號(hào)，從而達(dá)到節(jié)能的效果。在現(xiàn)實(shí)生活中，損耗較大的變壓器設(shè)備逐漸被淘汰，節(jié)能效果好的變壓器損耗會(huì)大大降低。為了獲取更好的節(jié)能效果，應(yīng)將變壓器的負(fù)載率設(shè)計(jì)在40%到60%之間，例如在工廠車間中，變壓器放置位置應(yīng)該考慮該地區(qū)是否為電力負(fù)荷中心。選擇在中心的目的有兩個(gè)，首先便于供電企業(yè)對(duì)變壓器的管理，無論從安全還是經(jīng)濟(jì)角度考慮，都是能促進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備節(jié)能。其次，現(xiàn)場的電纜長度能夠有效減少，降低在線路上的損耗[1]。

3.2變頻器拖動(dòng)技術(shù)

變頻器拖動(dòng)技術(shù)目前在社會(huì)中得到快速發(fā)展，呈現(xiàn)出取代傳統(tǒng)降壓啟動(dòng)器的趨勢。變頻器就是將電壓以及頻率都在某一數(shù)值的直流電，轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷阂约邦l率都會(huì)變化的交流電的電氣設(shè)備。變頻器在開始工作時(shí)，將三相、單相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡詈笤谙到y(tǒng)運(yùn)行時(shí)再將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)樵寄Ｊ健Ｔ趯?shí)際的工作中，輸出頻率以及電壓隨著時(shí)間的變化而改變，電機(jī)的運(yùn)行曲線發(fā)生改變。為了提高生產(chǎn)中的安全與可靠性，變頻設(shè)備在實(shí)際的安裝與配用時(shí)，需要留有一定余量，保證變頻器正常運(yùn)行。如果電機(jī)不能在滿負(fù)荷的狀態(tài)下工作，那么在滿足動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的基本要求之后，多余力矩就會(huì)消耗有功功率，對(duì)電能產(chǎn)生影響，消耗更多的電能。對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)施進(jìn)行調(diào)速時(shí)，要不斷降低流量，減少水泵的轉(zhuǎn)速。變頻器在實(shí)際的工作中有著調(diào)壓、穩(wěn)壓和穩(wěn)速的作用，在當(dāng)今的新型技術(shù)中，成本較高，但是功能比較強(qiáng)大。不僅操作起來簡單易行，而且在眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。隨著科技不斷發(fā)展，變頻器的運(yùn)行成本減小，發(fā)展前景一片光明。

3.3電纜線環(huán)境溫度

電纜線芯溫度較高，降低電纜載流量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生電纜著火的現(xiàn)象。電纜應(yīng)該按照環(huán)境溫度30℃進(jìn)行截面選擇，在特殊情況時(shí)需要進(jìn)行調(diào)整。例如，在非洲溫度較高的地區(qū)，溫度一般都超過40℃，而此時(shí)的電纜環(huán)境溫度應(yīng)該按照高溫度要求來選擇。隨著我國經(jīng)濟(jì)形勢發(fā)生變化，工程建設(shè)的長遠(yuǎn)發(fā)展被注重。不僅重視投資的控制，也對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行成本進(jìn)行控制。要想做到節(jié)能，就需將二者有機(jī)統(tǒng)一，倡導(dǎo)優(yōu)化工程設(shè)計(jì)。電纜線的選擇應(yīng)該綜合考慮初始投資和線路損耗，當(dāng)線芯截面減小時(shí)，初始投資則降低，相反則導(dǎo)致了線路損耗費(fèi)用增大。當(dāng)適當(dāng)?shù)脑龃缶€芯截面時(shí)，線路中的損耗減小，但是初始投資卻有所增加。因此在實(shí)際的計(jì)算中應(yīng)該使得這兩個(gè)參數(shù)的和最小時(shí)所選擇的電纜是最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。

4.結(jié)束語

總體而言，在我們?nèi)粘５纳詈蜕a(chǎn)中是離不開電氣自動(dòng)化技術(shù)的。新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的重要標(biāo)志便是電氣自動(dòng)化的產(chǎn)生和發(fā)展，所以科學(xué)、高效地開展電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)工作是非常必要的，因?yàn)檫@樣不僅能夠最大化地利用電能，還能避免發(fā)生電能浪費(fèi)、損耗等現(xiàn)象，電網(wǎng)也不會(huì)因電量短缺而陷入供電不足、輸電受阻等惡劣環(huán)境中。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙影，趙鋼，黃孫偉.應(yīng)用型電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生專業(yè)設(shè)計(jì)的探討[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2011，（05）：160-163.

[2]郭曉巖，電氣節(jié)能與建筑節(jié)能[J].智能建筑電氣技術(shù)，2007。

[3]鄧愛英，淺談建筑節(jié)能與建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2011。