电气自动化的节能设计技术黑悦

黑悦马思聪张锋杨帅

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摘要：目前电气自动化的节能设计技术还处于不断发展的阶段，对于电气自动化系统而言，为了实现节能的目的，在整个设计过程中，必须确保电力系统在供电过程中设备安全、安装可靠，不断优化配电设计，只有这样才能保证电能得到科学合理的利用。另外，电气自动化系统的运行效率要不断提高，从而使电能的直接或间接损耗逐渐降低。电气自动化的节能设计技术能够为企业带来良好的经济效益和社会效益，因此，电力企业应该给予高度关注。

关键词：电气自动化；节能设计；技术；分析

1导言

对于电气自动化中的节能技术而言，目前还处于发展阶段。在电气自动化系统中，要达到节能的目的，首先第一步必须做好系统供电中设备安全、安装可靠的设计，换而言之，在整个设计的过程中必须不断优化配电设计，促进电能合理利用；必须提高电气自动化系统的运行效率，减少电能的直接或间接损耗。只有这样，才能保证整个系统在设计与安装完成后使用时达到节能的作用，从而为其带来良好的社会效益和经济效益。

2电气自动化及节能设计概述

随着信息技术的不断完善，电气自动化作为电气信息领域的新兴学科，受到了人们的广泛关注，也与人们的日常生活和工作息息相关。电气自动化系统不仅能够提高电力系统的工作效率，还在运行成本、劳动生产率以及改善工作条件等方面发挥着非常关键的作用。近年来，绿色工业革命逐渐兴起，当前经济建设最重要的目标便是节能减排。而先进的自动化技术成为了推动各行各业节能减排的有效手段。随着全球化的不断发展，只有掌握节能的高新技术产业的主导权，才能在未来竞争激烈的全球经济中占有一席之地，才有权利去主导未来的全球经济。对于电气自动化系统而言，不断扩大的城市电网，不断增容的电力系统，是其必须运用大量的变频器和整流器等，而这些会导致其产生大量的谐波，对电网造成极大的威胁。为了消除谐波，并达到节能的效果，电气自动化需要从变压器、无功补偿、有源滤波器等方面进行考虑，从而使电气系统在运行过程中实现节能的目标。

3设备应用以及必要性

3.1电气自动化简介

电气自动化是指在利用电能的基础下，驱动电力设备，从而实现生产工作自动化的全新科学技术。例如，生活中的自动洗衣机、家用电器等。而在大型企业中的电气自动化不仅能够提高企业的生产效率，还能降低生产成本，在社会中获得广泛应用。

3.2实际应用

众所周知，钢铁行业在实施过程中十分复杂，其中电气自动化设备在这其中的作用不能被取代。例如，自动化炼钢设备、材料传输以及钢铁灌注设备，在钢铁生产中作用至关重要。此外，电气自动化技术在石灰产业上的应用成果也较为显著，例如以现代技术为依托的，具有节能环保、自动化程度较高的石灰窑的建设。它利用现代电气自动化技术，对环境有污染的气体进行处理，实现变废为宝。电气自动化设备不仅可以大幅度地提高生产效率，还能减少生产成本，有效推动石灰产业发展。

4节能设计原则

4.1保证正常用电

电气自动化节能设计的大前提就是保证生产和生活正常用电。如果节能效果好，但是使得人们用电受到阻碍，那么电气自动化节能设计技术将失去意义。换言之，节能的同时还要保证人们生活的质量，不能以牺牲生产和生活的代价来进行电气节能。

4.2经济效益

电气节能要根据实际的情况来进行，不能只追求单纯节能目标，使电气节能上的成本盲目增加。电气工程师在进行电气自动化节能设计的过程中，需要投入的资金应该合理且符合实际，不能舍本逐末，充分保证电气自动化设备实际运行时的效益。

4.3环保

电气自动化节能设计主要是为了提高电气能源的使用率以及综合方面的经济收益。在做电气自动化节能设计时，需要对节能材料进行选择，并保证材料的节能环保性以及安全实用性。同时根据实际情况，需要对原材料进行筛选，对电气报废等过程应该对污染加以控制，不仅出于对环境的保护，也实现了能源的循环利用。

5电气自动化的节能设计技术

5.1减少电能的传输损耗

电能在传输的过程中，一般情况下由于导线上存在着电阻就会产生有功功率损耗。然而，线路上的电流是不能改变的，因此，为了有效减少电能在线路上的传输损耗，就只有减小导线的电阻。实际上，导线的电阻是与导线的截面积成反比，而与电导、导线长度成正比的。具体来说，要有效减少导线的电阻，就应该从以下几个方面入手：一是选用电导率较小的材质做导线，这样可以减少电能在来回的电路上的损失；二是减小导线的长度。这可以在进行布线时，让导线尽量走直路，避免过多的走弯路，从而减少导线的长度；三是变压器应该尽量接近负荷中心，从而减小供电距离。四是增大导线的横截面积。在各方面条件允许的情况下，尽量选择横截面积较大的导线，从而通过减小电阻减少损耗，达到节能的目的。

5.2变压器的选择

具体而言，在设计选择变压器时，应该满足以下几点要求：一是变压器应选用节能型的，以大大减少变压器的有功功率损耗；二是为了使流过的三相电的电流保持平衡，应减少变压器本体损耗，最好采用一些诸如单相自动补偿设备、三相四线制供电、将单相用电设备均匀分接在三相电源上等有效的减少负荷不平衡的方法。

5.3无功补偿

在电气自动化系统中，无功功率占有供配电设备的很大一部分容量，因此增大了线路的损耗，从而造成电网的电压下降，从而大幅度影响到电能质量和电网的经济运行。因此，为了实现无功就地平衡，减少损耗，可以选用恰当的无功补偿设备，这样也能够有效提高社会和经济的双重效益。具体而言，对无功补偿设备有以下几点要求：一是在使用电容器补偿时，电容器容量的确定应该根据具体参数，如目标功率因数、配电电压的容量、负荷等等，通过对这些参数的计算来确定；二是为了达到良好的补偿效果，应该采用集调节平滑、跟踪准确、适应面广等优点为一体的模糊投切方式，因为以前的补偿电容组中电容器的分担方式、投切开关的方式、按编码配置的方式、按比例分配的方式等，都不能达到现在我们想要的补偿效果。

5.4使用有源滤波器

为了有效避免与电网联结电气设备的误动作，就必须消除谐波，而消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。误动作主要是由于电气设备数量的增加，产生的谐波越来越多，又由于这些谐波电流在电网阻抗上产生的电压与基波电压重叠，就会引起电压的畸变，从而造成电气设备产生误动作。概括起来，有源滤波器主要以下特性：具有优异的动态性能；反应快；能使功率范围更宽大等，能使无功补偿达到更好的效果。一般情况下，采用有源滤波器对产生的谐波进行过滤，在电气设备误操作之前就能够将其阻止，使电气设备的运行更加有效率，从而达到节能的目的。

6结论

综上所述，电气自动化的节能设计在各个方面都对人们产生着很大的影响，减少电能消耗和损失、选用电能损耗小的变压器和无功补偿设备、使用有源滤波器、采用高效光源、大力发展光伏设备等都是加强电气自动化节能设计技术的良好措施，这不仅为节能环保提供了更好的实施途径，是实现可持续发展的目标和方向，还能为企业创造最大的经济效益和社会效益，有效促进我国光伏产业的创新和发展。

参考文献

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