| 标题 | 电气自动化的节能设计技术研究 |
| 范文 | 王付亮+张凯军 摘 要：随着社会的不断发展，电力系统不仅逐渐走向自动化，还广泛使用节能设计技术。本文从电气自动化入手，对电气自动化节能设计技术进行了探讨，提出应重视变压器等节能技术，以期充分发挥电气自动化节能技术的作用。 关键词：电气自动化；节能设计；基本要求 1 电气自动化及节能设计概况 电气自动化节能技术是一项利国利民的科学技术，也是实现电气自动化行业稳步发展的重要保障。电气自动化节能技术不仅减少电能的消耗和损失，提高资源的使用效率，满足我国社会经济发展对能源不断的需求。还能够缓解电网供电的紧张现状，避免输电受阻的恶性循环。可以说，先进的自动化技术正是推动各行业节能减排的有效武器。未来全球经济发展的趋势是谁率先掌握节能的高新技术产业的主导权，谁将主导未来的全球经济。对于电气自动化系统来说，由于城市电网的不断扩大，电力也不断增容，因此会使用很多的变频器、整流器等，而这样会造成大量的谐波产生，从而危害到电网。由此，为了消除谐波，从节能的方向考虑，电气自动化应主要从变压器、无功补偿、有源滤波器等技术上下功夫，可以利用减少电路的传输损耗、优选变压器、补偿无功、使用有源滤波器等方法来使电气系统在运行的过程中达到节能的目的。也只有这样才能使电气自动化系统使用时达到节能的效果。 2 电气工程设计的基本要求 1、优化供配电设计，促进电能合理利用。首先做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。其次考虑的是安全性，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度；确保供电、配电与用电设备的安全运行；有可靠的防雷装置、防雷击技术措施。在满足电气工程的实用性和安全性的基础上，利用先进的技术，优化供配电设计，促进电能合理利用。 2、提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗。在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高电源的综合利用率，提高设备运行效率、减少电能的间接或直接损耗。 3、合理调整负荷，选取合理的设计系数，提高负荷率和设备利用率。在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率节约电能。 3 电气自动化节能设计技术的应用 1、变压器的节能设计 变压器是电力自动化工程中的重要设备，承担着转换电压、电流和功率的重要作用。变压器是耗能的大户，当变压器处于空载运行状态时，低压系统的能源损耗绝大部分是变压器自身的运行损耗。因此，变压器的节能设计是否合理是整个电力工程节能设计的关键环节。 通常，变压器的节能设计要从下面几个环节来考虑： （1）减少变压器的型材损耗。例如，变压器用的硅钢片、钢材、铜线和绝缘材料、绝缘子和变压器油等都是正常变压器所构成所必备的材料，这些材料的设计选择如果不合理，要消耗供電系统的大量电能，若是本着厉行节约的理念，在满足变压器工作要求的前提下，周密合理地选择材料和运行介质，可为电力工程间接地节约施工成本和节约电能。 （2）为降低变压器的电能损耗，配电线路和配电柜，应尽量选择铜材并且采用换位导线措施，基于降低变压器的空载损耗考虑，应降低磁密并应尽量的选取冷轧用的高质硅钢片，在满足设备运行要求的条件下，尽量采用较薄的硅钢片，达到节能的目的。 （3）选用节能方式的变压器。目前，S11和S10都是为节能的设计要求而“量身打造”这种变压器不仅继承了原有变压器的优点，还具有高效的节能特性，从生产长期运行来看，节能效果比较显著，可作为节能设计的首选变压器。同时，设计时，要注意选择合理的变压器接线方式，合理的接线方式对节能的影响也十分重要，同时，在变压器的生产运行期间，不应让变压器长期过载运行，使得变压器处于超温运行状态，这样不仅加速变压器的老化，同时也增加了变压器的电能损耗。 2、提高功率因数 功率因数是电气运行的重要物理量，它与电气设备的节能密切相关。功率因数如果长期控制在比较高的水平上，电力系统的无功功率就会变大，系统电能的转化率就会变高。提高功率因数的方法：一是通过提高用户负载率，例如对于动力电气设备，诸如电动机，可以在满足工艺生产要求的前提下，尽量选择极数较少的电动机。因为少极数的电机，其起动转矩较大，起动过程中的电流也相对较大，所以电气设备在最快的时间内正常运行，效率很高，同时也节约电能的损耗。此外，可让电动机实现变频自动控制，使得电机在负载较小时，获得较高的功率因数。当用户的负载率控制稳定在0.7左右，会使变压器的一次侧功率因数达到最高。二是在低压电力系统中装设自动补偿的电容柜，来补偿无功功率。一般来说，其无功功率的选择尽量控制在变压器的20%-30%，这样使得电力系统稳定，并且节能效果最佳。 3、电力电缆的选择 电力电缆是输配电系统的重要组成部分，其线路成本占总的电力工程的投资而言，相对较大，特别是电力线路长期投入使用，维护量会越来越大，所以电力电缆的选择应谨慎选择。电力电缆的截面选择：通常按照经济电流密度的曲线和持续允许的电流来进行选择。在一年中负荷最大的使用小时数相同的情况下，利用前者选择电力电缆通常比按后者选择的电缆截面要大一个等级，这样对于电缆材料的投资和使用量非常不利。在选择电缆材质时，因为铜电缆价格的确比铝电缆的价格贵许多，因此不少工程都选购了铝电缆，其实从电力电缆的长期经济稳定运行的角度来看，铝电缆在安全和节能方面是不占据优势的。但是铜电缆越粗，比相同截面的铝电缆贵重的倍数越大，所以在保证安全的前提下，个别截面较粗的电缆可以选取铝电缆，这个有待于探讨，具体情况具体分析，但是较小截面的铜电缆比铝电缆贵不太多，推荐选择铜电缆。 4、合理选择光源 为了达到照明工程的节能设计，其光源的选择推荐选用高效能的光源，这种高效能的光源的发光效率是普通照明灯的好几倍，可以大量的节约电力电能。对于工厂、住宅用的卫生间及其上下楼梯间应尽量选择节能显著的吸顶灯为宜，虽然这类灯具的功率相对较低，但是也可以满足人们和用户生活的需要，所以选择此类灯具会节约很多的电能。对于图书馆、阅览室和超市的货架处可以选择紧凑型荧光灯，因为它的光通量较高，光线比较集中，适合这类场所和人们生活的实际需要，且减少了照明工程的投入成本和安装。 4 结束语 综上所述，电气自动化节能设计技术在整个自动化系统中起着非常重要的作用，优良的节能技术方案可以降低电力用户的用电成本以及减小能源消耗。在电气自动化系统中，实现节能的前提条件是确保系统可靠运行，并在此基础上不断优化各个电力传输环节，实现电能的高效利用。在节能设计过程中，需要以提高电气自动化系统的运行效率为目标，最大可能地降低电力能源的各种损耗。只有充分发挥电气节能技术的优势，才能真正实现电气自动化系统的高效优质管理与传输电能的作用与价值，为国家带来良好的经济和社会效益。 参考文献 [1]张兰兰.电气自动化节能设计技术应用研究[J].科技致富向导，2012，（29）. [2]于士国.电气自动化的节能设计技术分析[J].硅谷，2011，（15）. [3]张勇，陈传龙.电气自动化节能设计技术研究和分析[J].电源技术应用，2014，（3）. [4]陈略.节能设计技术在电气自动化中的应用[J].商业文化（下半月刊），2012，（2）. [5]黄敏，文茂霖.电气自动化中节能设计技术的应用[J].科技与企业，2013，（22）. |
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