電氣工程自動化及其節能設計的應用

蔣情

摘要：社會經濟隨著時代的進步不斷發展，在此之中發展和解放生產力是最基本的要求。發展生產力需要大量生產資料的投入，因此發展生產力過程中需要的能源也越來越多。盡管社會經濟的發展需要以能源作為基礎，但若想二者可持續的發展，則一定要節約生產能源，從而防止生產能源對社會經濟發展產生負面影響。所以在社會生產活動中最重要的一點就是節約能源。

關鍵詞：電氣工程自動化;節能設計;應用

1 電氣工程自動化技術中存在的問題

1.1 系統集成化程度不高

所謂集成化指的是電氣工程自動化技術中，各項控制環節處于同一個系統中，進而提升電氣工程自動化技術的應用性。在具體實踐中，我國電氣工程自動化技術集成化程度不高，各項控制系統多處于分散、獨立狀態，沒有形成一個集合系統。造成這些問題原因是電氣工程自動化系統逐漸向復雜化和規模化方向發展，從而導致電氣工程自動化及其節能技術難以得到有效提升。

1.2 電氣自動化系統技術仍不太系統，較為零散

對于自動化技術，電氣自動化的系統功能過于零散，沒有將其整理并納入到電氣自動化的系統內，特別是當前國內電氣工程自動化大都是以多島自動化為主，很多產品之間系統相互不兼容。此類自動化方式運行模式落后，無法迎合現代科技的設施要求，存有太多弊病。

1.3 網絡架構的發展存在不一致性的缺陷

由于在電氣自動化行業中還沒有對網絡有深入的認識，因此，網絡結構時存在很大的不一致性。而事實上，電氣自動化的發展離不開網絡的支持，但是由于網絡結構的問題，成為了電氣自動化的發展的瓶頸。此外，在信息軟件的使用過程中，出現了不同主體接口不匹配的嚴重問題，數據、信息等溝通和共享的效率收到影響，電氣工程自動化的效果大大降低。

2 電氣工程自動化的節能設計

2.1 無功補償設備的設計

無功補償是在電氣自動化系統運行中產生的無功功率，會加大變壓器的輸電消耗，使電能的質量降低。所以在節能設計中，無功補償設備的設計也是電力系統的關鍵之一，能在提高輸電效率的同時降低輸電損耗，而無功設備設計的主要原則就是合理選擇無功補償方式，具體可以通過對電網運行情況，具體的參數，最佳的補償效果進行具體合理有效地選擇，以此達到電氣工程自動化系統的最佳運行效率。

2.2 優化配電系統的設計

因為在電氣系統的安裝過程中需要消耗電，這就對電氣自動化的電力系統有了要求。所以為了有充足的電力，我們應該對電力系統的適用性做出嚴格要求。為了讓電氣工程自動化能夠正常運行工作，我們就要嚴格檢驗控制電氣設備，并且還要考慮到用電設備對供電設備以及負荷容量等因素可靠性的要求。在電氣系統安裝的用電過程中，要符合滿足電氣設備以及用電設備等設備的要求，并且要保證電力系統正常運行。除此之外還要對電力系統的安全性負責，要讓電力系統的安全性夠高，既要保證導線的絕緣性能很好，還要對導線間的距離有嚴格的要求，讓導線間保持一定的距離，又要讓導線具備熱穩定性、負荷能力以及動態穩定的裕度。這樣的嚴格要求過后，會讓電力系統的的安全性大大提高。

2.3 變壓器的節能設計

在電氣自動化當中，變壓器是主要的能耗來源，是由絕緣材料、硅鋼片以及銅片等組成的，所以要想對變壓器進行節能設計，就必須對其的構成要素進行合理選擇。其中，在對絕緣材料進行選擇時，可以優先選擇銅質材料;在對硅鋼片進行選擇時，應該對它的薄度進行有效控制，在滿足設備運行要求的前提下，盡可能實現硅鋼片薄度的最小化。在對變壓器的容量以及數量等進行配置時，需要對尺度進行有效把握，根據實際情況對容量進行科學確定，在數量方面，需要避免多臺使用，一旦需要多臺使用，那么可以利用并聯的方式，這樣不僅可以提高其運行效率，減少能量損失，同時也可以對安全性進行有效保障。另外，在對節能變壓器進行使用時，需要對接線方式進行合理選擇，對長時間運行以及超負荷運行等問題盡量避免，進而全面發揮它的節能效果。

2.4 減少電能的傳輸損耗

一般來說，電能在傳輸過程中都會出現損失，因為導線存在電阻，有電流流過時就會發熱，出現有功功率損耗。根據熱功率方程P=U？/R，為了降低電能在線路當中的傳輸損失，降低導線電阻是最為行之有效的方法。大家都知道，導線電阻大小和導線截面積、電導、長度相關。電阻和導線截面積構成反比例關系，和電導、長度成為正比例關系。所以，為了將導線電阻改變，需要從下面幾個方面著手：第一，選擇導線的同時，要選擇電導率比較小的材料，從而降低電能傳輸消耗。第二，電網設計當中，布線流程中盡可能保證導線走直線，避免出現很多彎路，節約導線長度，減少電能在電路上的損耗。第三，選擇變壓器的位置上要盡可能的接近負荷中心，用來將供電距離減少。第四，如果每一個方面的條件滿足，盡量將導線的橫截面積增加，有效的降低導線的電阻，從而將電能傳輸損耗降低，實現節能目標。

2.5 盡量沿用有源的濾波器

在進行電氣工程自動化控制過程中，因為相關人員專業技能和職業道德素質低下，經常會出現錯誤性操作現象，想要針對該類問題加以預防，最好的途徑就是進行自動化系統中的諧波抵消。因為我國電氣設備樣式豐富且數量繁多，新進職員動作誤差幾率同步全面提升，諧波數量自然有增無減，不過從中衍生的諧波和基波，會自然地在電網阻抗上加以交互重疊，使得電壓畸形隱患愈加深入，造成后續愈加嚴重的電氣設備錯誤反應動作。

2.6 電纜線環境溫度

電纜線芯溫度較高，降低電纜載流量，嚴重時會發生電纜著火的現象。電纜應該按照環境溫度30℃進行截面選擇，在特殊情況時需要進行調整。例如，在非洲溫度較高的地區，溫度一般都超過40℃，而此時的電纜環境溫度應該按照高溫度要求來選擇。隨著我國經濟形勢發生變化，工程建設的長遠發展被注重。不僅重視投資的控制，也對電氣自動化設備運行成本進行控制。要想做到節能，就需將二者有機統一，倡導優化工程設計。電纜線的選擇應該綜合考慮初始投資和線路損耗，當線芯截面減小時，初始投資則降低，相反則導致了線路損耗費用增大。當適當的增大線芯截面時，線路中的損耗減小，但是初始投資卻有所增加。

3 結語

電氣自動化在運行過程中有著很高的運行效率，有助于我國經濟效益的持續提升，同時對于工作可靠開展、環境改善等各個方面發揮著非常重要的作用。電氣自動化是當前企業市場競爭中獲勝的一項有力的支持，正確認識當前我國電氣工程自動化開展情況，對其自動化技術加以不斷改革和創新，對于實現節能減排有著非常重要的作用。

參考文獻：

[1]王偉.探究電氣工程自動化及其節能設計的應用[J].工程技術：全文版，2016（11）：00256-00256.

[2]孔德騰.電氣工程自動化系統中節能設計技術的應用研究[J].城市建設理論研究：電子版，2014（20）.

（作者單位：遼寧華泰環保科技集團有限公司）