电气工程节能设计探究

郭斌，梅巧红

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摘要：当今社会，随着智能技术的飞速发展，电气工程技术与人们的日常生活息息相关。电气设备的节能优化设计是一项非常有价值的工作，可以减少各种故障发生的几率。在当今时代，节能设计已经成为一种主流趋势。通过加强电气工程的节能设计，可以有效节约城市资源的消耗，为企业带来更大的经济效益，同时也对当代社会经济的可持续发展起到积极的影响。文章对电气工程节能设计中存在的一些问题进行了分析，希望能够对电气工程节能设计工作具有一定的借鉴意义。

关键词：电气工程；节能设计；原理

前言

作为现代科学技术的一门重要学科，电气工程的发展在某种意义上可以说明一个国家的科 技实力。电气工程技术已经广泛应用于现代制造、冶金、建材等众多行业，并不断追求卓越，实现技术上的新突破。同时，为了有效利用电力资源，电气工程领域的各种节能技术也得到了发展、认可和推广。

1.电气工程节能设计的基本原理

1.1环境友好型

在电气工程建设过程中，必须要进行节能、环保、高效的电气工程建设。因此，在进行电气工程节能设计时，要科学选择材料，保证其安全性与经济性，同时减少对环境的污染，实现环境保护与经济效益的有机结合。

1.2安全性能

在电气工程节能设计中，最重要的问题之一就是安全问题。在进行节能设计时，设计人员不仅要考虑到节能问题，还要考虑到电气设备的安全问题，只有这样才能保证实际生产工作的顺利进行。因此，在电力系统的节能设计中，必须保证系统的安全平稳运行。

1.3与时俱进

随着科学技术的不断发展，新的节能设备和技术不断涌现，在电气工程节能设计中，既要与实践紧密结合，又要引进先进的节能技术，确保电气节能技术走在行业前列，最大限度地发挥节能效果。

2.电气工程中的节能设计

在电气工程中进行节能设计，既可以降低传输损耗，也可以降低电能消耗；选择合适的补偿设备，提高变流器的工作电压；通过有源滤波器的合理应用，降低能源消耗，优化照明的设备，满足照明的要求，降低电气工程中自动化传输的消耗，达到自动化、节能化的目的。

2.1科学合理利用有源滤波技术降低能耗

在电气工程中，由于自身的特点，谐波使电气工程受到严重的影响，因此，对电气工程的安全运行提出了更高的要求。虽然与基波电流相比，谐波分量并不大，但随着其频率的升高，当其汇聚到导线表面时，就会造成较大的电压阻抗，其数值远远大于基波，进而造成各类线路损耗。在电路设计过程中，可以利用消谐装置对谐波进行滤波。该系统主要采用动态性能良好的有源滤波器。通常情况下，当电气设备出现故障时，有源滤波器可以有效改善电气设备的运行状况，从而达到节约能源、保护环境、降低电能消耗的目的。

2.2降低电气传输损耗，减少能源浪费

通常情况下，电能在传输时会有一定的损耗，毕竟电线是电阻性的，在传输时会发热，造成电能的损耗。从热功方程 P=U2/R 可以看出，要想减少电能在输电线路上的传输损耗，就必须降低导线的电阻。导线的电阻主要取决于导线的横截面积和导线的长度。电阻率与导线的横截面积呈负相关，与导线的长度呈正相关。因此，在具体的工程设计中，应注意以下问题：选择导电系数相对较低的导线，以降低电能传输的损耗；在进行电网设计时，应尽量保证线路的平直，同时防止出现弯曲，减少线路的长度，降低电能在线路中的损耗；在选择变压器时，应尽量靠近负荷的中心，明确导线的截面积 增大与导线电阻之间的联系，并应采用电能传输损耗控制，以达到更好的节能效果。

2.3选用合适的补偿装置，提高变压器的电压

在电网中，选择合适的无功补偿装置不仅可以有效降低电网输送的能量，而且对提高电网的运行效率也起到了非常关键的作用。在电气工程中，提高电气工程的供电质量、节能降耗是非常重要的。在选择无功补偿装置时，需要考虑两个因素，一是明确电压容量、电压负荷情况等基本参数，并将其与电力系统的运行状况联系起来，同时要注重选择满足电气工程负荷要求的补偿线路；通过投切的方法优化选择无功补偿装置，并对电源中的功率波动情况进行实时跟踪，合理选择无功补偿装置和投切方法，实现适当的补偿处理。

电气自动化节能设计的效果还受到变压器的影响，变压器的运行原理是转换交流电压，根据电磁感应原理进行工作。在电力传输过程中，输电电压的降低会导致输电线路的损耗。因此，为了适应电气工程的实际需要，所以电气工程的节能设计必须要根据电气工程的运行和损耗这两个因素来进行。

2.4电机驱动节能技术

2.4.1电机软启动节能技术

三相异步电动机的启动能力较弱，在运行的过程中，如果在正常的运行条件下，启动电流会很大，从而增加了系统的能耗。以晶闸管为开关器件，以单片机为控制中心，启动异步电动机。电子软起动装置可根据驱动负载的特性（如试运行工况、电流、直流电阻工况等），调节电动机起动时反映驱动设备特性的各种参数，保证电动机在运行时处于最佳、最高效的工作状态，以降低电动机的有功和无功损耗，提高线路的功率因数，从而降低线路损耗，节约电能。

2.4.2采用变频控制的节能技术

以排片式鼓风机为例，导致排片式鼓风机运行不畅的主要因素有两个，一是排片式鼓风机匀速运行时发出的风量与所需风量不符，二是排片式鼓风机的运行工况没有调整到最佳。在工程实践中，调节风量通常有两种方法：一种是利用管道本身的特性，即节流；一种是调节风机的性能，或调节风机的转速，从而达到调节风量的目的。调节节流时，风机的输出功率保持不变，因此节流效果不明显；采用风机变速时，由于风量相应减少，风压也会随之降低，同时风机的输出功率也会随之降低，从而达到节能的目的。

2.5根据照明要求优化照明配置

照明产品的能耗也很大，因此必须加强照明产品的节能性。在照明灯具的设计中，要注意照明用节能镇流器的选择，要遵循科学发展的理念，在大型工业厂房中采用能耗低的节能灯具。对于不同类型的镇流器、钠灯、卤素灯、LED 灯等，可以在不同的照明条件下进行不同类型的照明，从而实现节能的目的。在灯具的选择上，尽量使用能耗低的灯具。

结束语

因此，在现代城市的发展过程中，应大力发展节能技术。随着社会能源消耗越来越大，电气工程的节能思想和优化结构设计越来越受到重视。在电气工程的规划中，可以减少传输损耗，降低电能的消耗；选择合适的补偿设备，提高变流器的工作电压；科学使用有源滤波器，降低能源消耗，优化照明的设备设计等。并根据新发展的特点，不断进行创新，融入更多的新工艺、新技术、新理念，注重新技术的使用效果以及其节能价值，从而达到电气工程自动化节能的目的。

参考文献

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