試論電氣自動化工程中的節能設計技術

萬兵

摘 要：電氣自動化工程在自動化技術水平不斷提升的基礎上實現了快速發展。在綠色發展大背景下，為了提升電氣自動化工程的效益，在節能設計方面要加快新技術研究，促進節能技術的進步。本文闡述了電氣自動化設計的原則，然后提出了電氣自動化工程中的節能設計技術的具體應用，旨在為促進我國電氣自動化技術節能設計水平的提高提供參考與借鑒。

關鍵詞：電氣自動化;節能設計;技術分析;措施研究

1 ?電氣自動化設計的原則

1.1安全性

保障電氣自動化工程的安全運行是首要任務。在電氣自動化設計中，出于節能和遵循可持續發展原則的要求進行了節能設計，這也符合現代化城市的發展特點。盡管在電氣自動化運行中節能設計十分重要，但保證安全是一切工作的首要前提。從安全運行的角度出發，要在電氣自動化設計中完善節能設計。在人員和工作環境處于安全的前提下要不斷革新節能技術，推動電氣自動化技術的進步和發展。此外，要本著安全性的原則設計電氣設備，確保電氣設備在操作中不會引發嚴重安全問題，且能及時處理和修復。

1.2技術優化

優化電氣自動化系統的功能要先優化設計思想，在此基礎上展開有效的節能設計工作。在設備優化處理的過程中，工作人員要隨時查看和檢測電氣自動化設備的運行狀況，更換老舊設備和零部件。如果發現應用的電氣自動化設備過于陳舊影響系統運行就要及時更換，避免設備運作中出現更大的問題，造成嚴重的資源浪費。定期更換電氣自動化設備也是實現節能目標的重要方式，一定程度上提升了企業的工作效率。

1.3體現環保特征

為了適應城市的整體規劃設計，要跟隨時代發展要求的變化展開節能技術創新設計，始終體現出綠色環保的意義。為此，節能技術設計人員要嘗試新技術運用，保證達到理想的節能效果。在節能設計技術基礎上實現創新應用是為了提高設備的運行效率和質量。例如：電氣自動化控制系統中的照明設備，一般采用傳統的照明技術利用電力來實現;新的技術出現后，照明系統中加入了太陽能節能技術，夜晚照明時不需要直接電力的供應，只需要在白天貯存足夠的太陽能就能提供夜晚照明所需要的電量，達到了環保的目的。

2 ?電氣自動化工程中的節能設計技術

2.1合理選擇和應用變壓器

對于變壓器的選擇，應該從以下幾個方面著手：（1）變壓器材料：秉承節約的理念，變壓器的制作材料應該優化選擇，通過硅鋼片、銅片和絕緣材料的相互組合，在保證變壓器性能的前提下實現良好的節能效果。（2）銅材料：銅作為一種非常優秀的材料在變壓器節能設計中發揮著非常重要的作用，因此在電線和電柜中應該以銅材料替代硅材料，以便降低變壓器空載運行中的能源損耗，從而達到節能的目的。（3）節能變壓器：在科技發展的帶動下，電氣市場中已經出現了許多專門的節能變壓器，在電氣自動化工程設計中，應該優先選擇節能變壓器。例如，市場中存在的S10以及S11等型號的節能變壓器，不僅具備普通變壓器的優點，而且具備良好的節能效果。在應用節能變壓器時，應該確保接線方式的合理性以使其有效發揮功用，還應該盡可能避免變壓器長期超載運行的情況，以免造成電能的浪費和變壓器的磨損。（4）在配置變壓器的過程中，要根據實際電力狀況確定變壓器的容量。如果變壓器的容量過大，可能會導致變壓器處于輕載狀況，浪費電能。變壓器在容量較小的情況下會出現長期過載運行，容易出現故障。通常情況下，在確定變壓器容量的過程中要綜合考慮擴容和過度損耗的情況，預留出電力冗余的空間，要選擇合理數量的變壓器。

2.2降低電能傳輸損耗

電線電阻是電能傳輸中出現損耗的主要原因之一，也就是我們通常所說的線損，控制線路損耗是電氣節能的關鍵。電氣自動化工程的設計人員要關注到線損問題并采取科學措施處理，從根源阻斷線損情況。首先，在選擇電線的過程中，要考慮到使用性能和時間，盡量選用具備較強傳輸能力的線纜，這樣能夠降低傳輸過程中產生的損耗。其次，要科學選擇電力傳輸的線路。在布線時盡量選擇直線并縮短電線的長度。最后，就是確保變壓器處于負荷集中的位置，供電的距離縮減了線路損耗的情況也會得到一定程度的改善。此外，盡量選擇橫截面大的電線，減少線路電阻，實現節能的效果。

2.3提高系統功率因數

功率因數是實現電氣設備節能操作中最重要的一項參數信息。提高功率因數能夠提高轉化電能的效率，避免能源的浪費。采取一定方式提升系統功率因數的過程中，要根據電力系統運行要求選擇極數少的電動機并利用其運行轉矩較大的特點，使其產生更大的電流，這就是提升節能效果最有效的方式。此外，可以通過在低壓系統中設置電容柜自動補償無功功率，并確定補償的額度為變壓器的三分之一，這樣可以同時達到節能和電力系統穩定運行的目的。

2.4合理選擇電力電纜

在電氣工程中，電力電纜是規劃設計中的一部分，其容易受到環境因素和人為因素的影響。在選擇電力電纜線的過程中要綜合多方面影響因素，根據通過的電流強度、電流密度曲線等確定電力電纜截面。市場上流通較為廣泛的電力電纜材質有兩種，分別是銅材和鋁材。兩種材質的區別在價格上，鋁制電纜要比銅制電纜便宜。正是因為這一點，在許多電氣自動化工程中都會選用鋁制電纜，但鋁制電纜的安全和節能效果要低于銅制電纜。忽略成本因素，從安全和節能的角度出發，建議選擇銅制電纜。

2.5選擇低能耗光源

為了達到良好的節能效果，在具體工程中要結合電力的實際需求和按照相關規定選擇照明光源。照明性能良好，且能耗較小的光源是首選。樓梯和廁所位置應該選用吸頂燈，滿足人們的正常生活需要，這種形式的照明燈源的電能損耗較少。在工廠的低能耗光源選擇中，會優先選擇金鹵燈。這是因為只選擇一種光源無法發揮節能作用，可以采用多種光源組合的方式，不僅提升了照明的亮度和強度，也減少了能源損耗。

3 ?完善電氣自動化節能技術的措施

（1）電氣自動化工程中使用的電氣設備需要頻繁的啟動和關閉，可能會出現設備故障問題，針對這種情況要選擇軟啟動器，可以節省電能。選擇軟啟動器的過程中，要結合電氣設備啟動時間的長短調節可控器件的硅原子器件的導通角，控制電壓變化的范圍。使用軟啟動器要保證使用的科學合理性，實現轉速和負載匹配操作等，以便發揮其功能作用。

（2）電氣自動化設備在運行過程中極易出現三相電不平衡的現象，引發變壓器損耗的情況。為此，設計電氣自動化工程的具體流程步驟時，要采取一定措施平衡三相電負荷，保證電流數值的平衡，避免出現嚴重的電能損耗，提升供電質量，實現節能目標。

（3）從提升電動機效率與節能的角度出發，要合理運用變頻調速裝置，結合負載的大小自動化調節轉速，適應負載變化和自動化。使用交流變頻調速裝置的過程中應該積極推廣和應用交流電機調速變電技術來調節電動機，達到節能的效果。

4 ?結束語

當前階段電氣工程的節能設計成為電力發展的重點之一，相關單位和組織應該為電氣工程的節能設計提供充足的保障，從選擇變壓器、控制功率因素和電力電纜線節能設計的角度出發，降低電能能耗。此外，通過選取合適的變壓器，實現不同變壓器之間的優化組合以及處理功率因素和無功功率關系的方式，達到了電氣工程的整體優化設計，提升了工程的效率和質量。

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