電氣工程及其自動化的節能設計

摘要：隨著我國社會經濟以及科學技術的不斷發展，電氣系統的自動化程度得到了顯著的提高，并被廣泛的運用在人們的生產與生活之中。電氣自動化的節能設計技術作為現代新型技術的重要組成部分，發揮了巨大的作用，節能設計技術的運用，不僅可以緩和我國用電緊張的局面、保障輸電質量，而且還能夠在很大程度上降低電能的浪費與消耗，同時還能為人們提供良好的發展空間和環境。對于企業而言，電氣自動化的節能設計技術能夠充分保障供電設備的安全可靠性，同時還能提高運行質量，降低能耗，節約成本，使企業獲得良好的經濟效益和社會效益。因此做好電氣自動化的節能設計技術是實現可持續發展目標的重要途徑。本文就是針對電氣工程及其自動化中的節能措施進行分析。

關鍵詞：電氣工程及其自動化;節能設計;應用

1電氣自動化節能設計原則

（1）先進性。在科技發展的帶動下，各種新的節能設備和節能技術不斷涌現，在電氣自動化工程節能設計中，應該結合實際情況，積極引進先進的節能技術，確保電氣節能技術能夠始終走在行業前列，確保電氣自動化工程節能效果的最大化。（2）環保性。電氣自動化節能的主要目的，是為了提高能源的利用效率，實現能源的節約，提升企業綜合效益。對于電氣工程師而言，在電氣自動化節能設計中，應該對材料進行合理選擇，確保材料的安全性、先進性和經濟性，盡可能減少對于環境的污染和破壞，實現經濟效益和環境效益的統一。（3）安全性。在進行節能設計的時候需要確保電氣設備處于安全穩定的狀態。而在進行電氣工程設計的時候首先需要考慮安全性，因此必須要保證電氣系統各項功能符合要求的前提下確保安全性，必須要兼顧兩者，從而才能夠更好的去把人們的安全，更好地達到節能控制的目的。（4）可持續性。在當前可持續發展背景下，電氣自動化節能設計應該負荷國家節能減排的要求，對于能源的消耗、污染的排放以及能源的節約都應該做好相應的規劃設計。

2電氣工程及其自動化系統中節能設計

2.1變壓器的選擇

變壓器作為供配電系統的重要部分，在電氣工程及其自動化的節能設計中，首先需要重視變壓器的選擇。不同材料的變壓器在工作過程中會產生不同程度的損耗，例如：使用銅材料的變壓器在工作過程中，電流經過變壓器造成的損耗，明顯低于使用鐵材料的變壓器的損耗，因此，在變壓器的選擇中，選擇銅材料的變壓器。變壓器在損耗之后，會使得一部分電能損耗，因此，要取得更好的電氣工程及其自動化節能效果，可以選擇損耗小的變壓器以節約電能。在變壓器的選擇過程中，需要根據工程的實際需求以及節能目標進行選擇：首先，變壓器需要具有節能功能，有節能功能的變壓器在設計的過程中，就克服了多種因素的影響，可以實現更好的節能效果。而沒有節能功能的變壓器在設計的過程中，往往不考慮能耗因素，多方面的能耗因素將會造成變壓器能耗的上升，達不到預期的節能需求。其次，通過降低變壓器的能耗達到節能的效果，具體操作為，通過控制變壓器的電力，保證變壓器電流的平衡，以避免電流不平衡造成變壓器損耗，通過降低變壓器的損耗，達到提升變壓器節能效果的目的。

2.2降低傳輸進行中電能的損失

能量的產生并不是無節制的，無限制地產生，在其中也會消耗一定數量的能量。難以避免的是電能在傳輸中，也會產生能量損耗。能量損耗的越多，對于成本浪費的越來越嚴重，對生產資料就越是浪費。電能在傳輸的過程中會產生熱能等能量，同時也會消耗部分能量，其根本的解決辦法是減小電阻。另外還要注重

導線的布局，避免彎路的出現，需要使導線的長度變短，導線材料的電阻值越小就越會使產生的能量越小，能源消耗也越小，當然也要保證能源在一定的范圍之內，條件統一的情況下，選擇使用橫截面積較大的導線，使實際供電的距離減少，需要靠近負載中心。

2.3選擇有源濾波器

有效的將有源濾波器運用于電氣自動化節能的設計過程中，可以避免諧波產生的影響。由于諧波會在很大程度上對設備質量產生損耗，浪費較多的電能。因此由于諧波的頻繁出現，導致電網電壓也在不斷的改變，使得工作人員在操作過程中出現許多問題，從而影響到設備的正常運行，并同時對其他設備的正常工作產生干擾。此外，有源濾波器具有速度快、濾波徹底的有點，所以可以充分保證電氣設備的安全運行，提高電力系統的穩定性，并對相關設備進行保護。雖然有源濾波器的價格高于無源濾波器，但是濾波效果卻更加徹底，有效的避免了諧波產生的危害。

2.4降低高次諧波

諧波往往會對用電設備造成多方面的危害，例如，導致電網的負擔加重，可用容量下降;降低設備的利用率以及經濟效益;影響繼電保護以及自動裝備的可靠性、安全性。通常情況下，降低高次諧波的措施主要有：變壓器宜使用Δ/Y節接線，從而能夠消除3的整數倍的高次諧波;增加整流變壓器二次側的相數;采用無諧波污染的綠色變頻器;采用無源濾波器或是有源濾波器。當操作人員出現錯誤操作，引發電力供應波動異常時，借助有源濾波器，可以消除對諧波，從而實現配電系統的穩定運行，同時還能減小工作人員錯誤操作造成的損失。在電氣工程自動化中，信息技術的應用，可以促進不同設備之間的信息交流，提升電氣工程自動化的系統性與協調性，從而降低電氣工程中自動化的能耗。

2.5合理選用無功補償設備

以下為選擇無功補償設備的幾項原則：（1）根據參數進行選擇。應在充分考慮電壓的容量以及負荷等具體參數的前提下選擇無功補償設備。（2）查看電網運行的情況。電網包括的內容十分廣泛，但主要指電網中的補償電路，以及電路的耗電情況等，在無功補償的問題上主要是根據電路負載的大小來決定無功補償的數據的。但是最科學的補償方式就是動態補償，它是一種智能化的設備，可以自行根據變壓器工作的狀態來決定功率補償的大小，從而達到節約資源的目的。（3）投切方式的選擇。一般來講，選擇適應面廣、調價平滑以及跟蹤定位準確的模糊投切方式，可以使補償效果達到最佳。因為這種投切方式區別于以往傳統的方式，能夠讓我們實際需要的補償效果得到實現。（4）投切參數的選擇確定。考慮實際條件情況的前提下，如果使用其他不合理的功率，就出現一些壞的情況，因此需要重視。

3結束語

總而言之，電氣自動化技術的不斷發展盡管給我們的生產生活帶來了很多便利性，但其嚴重的能源消耗問題已經成為威脅人類生存的因素。隨著人們綠色節能意識的提升，電氣自動化的節能設計問題成為了廣泛關注的焦點，為減少電能的消耗和損失，我們選擇電能損耗小的電氣設備元件，通過使用無功補償設備，利用有源濾波器等方式，再加以推廣光伏發電等創新高效能源的技術運用，實現電氣自動化的節能設計，促進能源的可持續發展。

參考文獻：

[1]關于電氣工程自動化信息技術及其節能設計探討[J].羅英濤.科學技術創新.2019（23）.

[2]試論電氣工程自動化及其節能設計[J].路海勇.現代工業經濟和信息化.2019（06）.

作者簡介：王碩（1983年2月-）男，本科，主要從事電氣工程及自動化工作。