節(jié)能技術在電氣自動化中的應用

楊勇

摘要：電能作為傳統(tǒng)四大能源之一有著自身的應變特性。隨著中國制造2025時代到來，工業(yè)4.0的提法，電能的需求量一直處于供不應求的正增長階段，彰顯著它的國民能源地位。我們嘗試著把各種形式的能量轉化為電能，而絕大多數(shù)設備都是基于電能和化學能的。因此，節(jié)電是節(jié)能中最基本最重要的節(jié)能。節(jié)能環(huán)保符合時代發(fā)展的需求，耗能大戶的電氣行業(yè)作為節(jié)能的首發(fā)場，需要研究電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能技術來降低能耗，打造電氣行業(yè)綠色生態(tài)化發(fā)展的動態(tài)平衡。

關鍵詞：電氣自動化;節(jié)能技術;應用探析

1.電氣自動化節(jié)能設計的參考條件

1.1提高硬件設備的使用效率

電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能主要是節(jié)約人力成本與實現(xiàn)生產工具之間的有效配合，因此，電氣設備在自動化系統(tǒng)中，是否能夠有效的銜接，實現(xiàn)人工參與的降低與電力資源消耗的節(jié)省，是判定節(jié)能減排工作的重要指標。這就要求，在設備的選擇、使用、組合上要考慮到實用、方便、環(huán)節(jié)合理。一方面盡量減少不必要的操作;另一方面，要考慮到電力直接與間接損耗，要使各個環(huán)節(jié)負荷均衡操作，以降低因外界影響造成損害設備或是影響電力輸出的情況。

1.2安全穩(wěn)定可靠是前提

電力系統(tǒng)的優(yōu)化主要是供電系統(tǒng)與配電系統(tǒng)的優(yōu)化，而在供配電系統(tǒng)的調整之前要做好設計工作，首先要確保整個系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定可靠。由于電氣化設備的更新?lián)Q代，是在既有的供電配電系統(tǒng)上做調整，所以就需要一個軟硬件協(xié)調與試驗的過程。另外，對防雷、防水、防火等涉及到的安全問題也不能忽視，程序不能簡化，必須樹立安全就是生命，安全就是效率的底線意識。各個設備與線路之間的絕緣距離必須要按照要求設計出足夠的空間，并且保證設備的負荷力達到標準，進而保障供配電系統(tǒng)的安全。同時，對于系統(tǒng)所用設備也要做到按需配置與互相匹配，要滿足使用需求，但不能浪費。

1.3盡量的節(jié)約成本

根據(jù)需求設計電氣自動化電力系統(tǒng)的設計，合理規(guī)劃供配電網(wǎng)絡，統(tǒng)籌考慮用電設備使用與放置，充分利用自動化的功能，盡量減少變頻設備、整流器等設備，做好平穩(wěn)電流措施，保護整個電網(wǎng)安全，確保電力正常輸出。

2.節(jié)能技術在電氣自動化領域的應用方式

2.1有效降低電路的傳輸損耗水平

整個電氣自動化系統(tǒng)在正常運轉的過程中，往往會發(fā)生功率的消耗現(xiàn)象。而為了將節(jié)能理念應用于其中，使得整個系統(tǒng)在運行過程中的傳輸損耗水平能夠大大降低，相關人員就必須致力于降低導線的電阻，以此來提升整個系統(tǒng)的運轉效率。一般來說，導線電阻的大小和導線的截面大小是成反比的，因此相關人員為了實現(xiàn)降低能耗的目標，可以從兩個方面入手，其一是增大導線的橫截面積，其二是減少導線本身的長度。除此之外，在為變壓器選擇具體的安裝位置的時候，也應當使其盡量靠近整個系統(tǒng)的負荷中心，這樣一來，才能夠使得系統(tǒng)的供電線路長度達到最佳的水平。

2.2發(fā)揮無功功率補償設備的利用效率

無功功率補償裝置是專門針對電力輸送過程中的無功功率消耗問題的設備裝置，使用無功功率裝置能夠降低電網(wǎng)體系中的無功功率的流動率，根據(jù)做功需要最大限度的減少各種無功功率的輸送，從而讓變壓器不再產生多余的無功消耗，也讓線路減少無功消耗，以無功補償?shù)姆绞絹硖嵘娡蹼娋W(wǎng)的功率系數(shù)，從而達到減少能量消耗、提高電能利用效率、節(jié)約成本獲取經濟效益最大化的目標，也是最為有效的節(jié)能減排措施保障。因此，電氣自動化節(jié)能技術設計應用中，一定要注重無功功率補償設備的選擇，市場上的設備五花八門。不同的無功功率補償設備其性能也有較大的差距，在應用過程中所發(fā)揮的作用也有著明顯的不同。因此，在購買安裝無功功率補償設備時一定要精心挑選質量有保障的大品牌設備，還要充分考慮用電電壓負荷量、電容值等。對整個電網(wǎng)體系進行全面評估和篩選，根據(jù)電網(wǎng)穩(wěn)定和節(jié)能發(fā)展的需要，選擇合適的無功功率補償設備的數(shù)量。

2.3選擇性能最為理想的變壓器

變壓器的性能將會在很大程度上對電氣自動化系統(tǒng)的運行效率產生不容忽視的影響。而為了使節(jié)能理念能夠真正應用于自動化系統(tǒng)當中，相關人員必須在選擇變壓器的時候，對其性能進行綜合的考量。首先，應當選擇一些具有良好節(jié)能效果的變壓器，同時在變壓器的工作過程中，要使其有功功率能夠得到充分的利用。其次，在三相電通過時，所選擇的變壓器必須具備良好的性能，來對電流的方向進行有效的平衡。最后，因為變壓器在長期的運轉過程當中也會出現(xiàn)不同程度的功率消耗問題，因此相關人員也必須提前設計相應的平衡負荷方式，來緩解其損耗問題。

2.4盡量選擇有源濾波器

近些年來，我國許多地區(qū)用電需求的增加，使得接入電氣自動化系統(tǒng)中的設備數(shù)量已經遠遠超過了其自身所能夠承擔的最大水平。在這種情況下，如果電容量持續(xù)增大，那么整個系統(tǒng)所產生的諧波數(shù)量也會隨之增加。長此以往，系統(tǒng)當中的電壓和基波電壓必然會發(fā)生重疊的現(xiàn)象，這樣一來，整個系統(tǒng)在運行過程當中就會出現(xiàn)嚴重的設備故障問題，進而使得系統(tǒng)的節(jié)能效果大打折扣。為了解決這種問題，技術人員必須在系統(tǒng)中安裝相應的有源濾波器，安裝這種濾波器不僅僅是為了防止系統(tǒng)電壓出現(xiàn)畸變的現(xiàn)象，也是為了從根本上消除諧波。在安裝這種濾波器之后，整個系統(tǒng)電路的反應效率就會隨之而獲得極大的提升。而在選擇濾波器類型的時候，相關人員不僅要關注其動態(tài)性能，還要對其綜合的反應速度進行有效的測試。

2.5減少電力在輸送過程中的損耗現(xiàn)象

電力輸送是一項綜合性保障工程，需要為電氣化設備應用提供各種電力資源，還要最大限度的減少電力在輸送過程中的各種損耗，提高電力的輸送效率。減少損耗是提高電力使用效率的主要途徑，各種電器設備電能損耗是由制造商的設計能力和產品性能決定的。而電力企業(yè)在推動電氣自動化技術應用的過程中，最大限度地減少降低電能在輸送過程中的各種損耗，則是長期存在的問題，也是最為復雜的問題。我國電網(wǎng)建設基本完成，電網(wǎng)覆蓋面越來越廣，電網(wǎng)密度越來越大，電力輸送需要更長的線路，更密的高低壓電網(wǎng)和各種保變設備。要將電線線纜架設到每一個用電單位，接入更多的電氣化設備，電線路越長，電力在輸送過程中的損耗越大。因此，電氣自動化要更加科學有效的選用各種變壓器，將電路的無功補償作為電力線路設計和優(yōu)化的重要目標，盡量減少電力線路的延伸距離。不僅可以節(jié)約鋪設線路的材料成本，更能夠在長期的使用過程中減少無功損耗。電路線路越長，電阻越大，在運營過程中消耗的電力越多，合理采用有源濾波器是實現(xiàn)節(jié)能的有效方法。最大限度的減少電阻值，不同材料的電阻值不同，造成的電路損耗也不同，在保障安全的前提下，在成本核算有保障的基礎上，選用導電率較高的材料作為傳輸介質。盡可能地選擇大截面的導線，并將布線的線程控制在最為合理的范圍之內，從而真正做到科學合理地縮小電阻值，以此來減少傳輸過程中的各種電力消耗。

結束語

總之，節(jié)能技術在電氣自動化系統(tǒng)設計中便能得到普及推廣，對強力推進節(jié)能降耗、推動循環(huán)經濟做大做強有著無可替代的技術優(yōu)勢與實際利益。若想走順綠色低碳經濟的良性循環(huán)發(fā)展路，在現(xiàn)有基礎深化節(jié)能節(jié)電技術升級與策略更新，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是利國利民利己的一項偉大事業(yè)。

參考文獻

[1] 劉曉東.電氣自動化工程中的節(jié)能設計技術思路[J].智能城市，2020，6（04）：116-117

[2] 姜冬.節(jié)能技術在工業(yè)電氣自動化中的應用[J].科學技術創(chuàng)新，2020（04）：158-159.

[3] 李偉.電氣自動化的節(jié)能設計技術分析[J].信息記錄材料，2020，21（01）：111-112.

[4] 李永男，高任，金松林.電氣自動化工程中的節(jié)能設計技術探究[J].工程技術研究，2019，4（20）：110-111.