电气自动化节能设计技术的分析
朱慧莹 王亚锋
摘 要：现阶段，随着社会的发展，电气行业取得了较大进步，使用节能技术符合时代趋势。本文先分析了电气自动化节能设计技术的原则，然后具体论述了具体应用，最后提出了质量控制措施，希望能够保护环境，促进行业的发展。
关键词：电气自动化;节能设计技术
DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.25.309
电气自动化工程是目前随着时代的发展新出现的一个新兴内容，这个新兴内容的出现主要就是因为根据相关调查研究表明，我们国家在对于寻求经济，能源方面的发展过程中存在很多的盲区，导致大肆浪费资源的情况出现。因此节能环保又称为目前国家和人民十分关心的一个话题。而节能设计在电气自动化工程中的应用主要就是解决这个问题。它涉及生活中的方方面面，从一些工厂加工到某些物品的设计制造再到人们所使用物品的每个层次。因此发展节能设计在电气工程中是十分重要的，不仅可以很大程度上改善人们的平均生活水平，而且对于目前产生的资源浪费方面得到很大的减少。
1 电气自动化工程中节能设计技术所遵循的原则
第一、安全性。各行各业在开展一切工作期间，安全问题是首要考虑的因素。对于设计工作人员来说不应只重视能源的节约，同时要重视电气设备的安全、稳定运转，进而保障生产活动进行的顺利，所以节能设计工作要在维持电气设备运行稳定性的前提之下进行。
第二、先进性。随着科学信息技术的发展，各类新型节能设施、节能技术层出不穷。对于此，在电气自动化工程节能设计工作开展期间，工作人员要结合实际的情况、设备应用需求积极引用先进的节能技术，保障电气节能技术应用的先进性和稳定性，进而实现电气自动化工程能源节约效益的最大化。
第三、环保性。进行电气自动化能源节能的主要目的是在于不断提升能源的利用率，进而实现能源的持续节约，提升企业的竞争力和综合经济效益。对于电气工程设计师来说，在进行电气自动化节能设计工作时要合理筛选所应用的材料，保障材料的质量先进性以及应用安全性，最大限度减少应用材料对环境所带来的污染和破坏，实现经济效益和环境发展效益的有机统一。
第四、可持续性。随着当前可持续发展的全面深入，电气自动化工程能源节约的设计要和国家节能减排需求相符;对于能源的消耗、污染排放能源节约工作而言，要在前期做好相应的部署规划，以长远眼光为切入点实行可持续发展战略的应用。
2 电气节能设计的技术应用
1）通过供配电系统的合理分布减少线损。线损是能耗的重要部分，线损的存在意味着一部分能源做了无用功，为此，设计人员应该通过供配电系统的合理分布来达到减少线损的目的。设计人员在方案设计时间就应考虑到变配电室、配电小间的位置，以满足供电半径和所选线路长度的需要;在线路选择上应以走直线为原则，以减少导线长度。在系统整体分布上应尽量减少或者不走回头线，以减少回在线的线损。在变压器的位置设计上，需要尽量靠近整个建筑的负荷中心，通过减少供电距离来达到减少线损的目的。在高层建筑供配电系统布置当中，低压配电室的位置应该布置在竖井位置，由低压配电室提供竖井干线，以保证线路都向前送，避免出现线路返送。这种系统布局方案在高层建筑中起到了广泛应用。
2）选择变压器。在电气自动化工程中，变压器属于尤为重要的设备，其能够有效转变电流、电压和功率，对系统可靠运行具有一定的影响。在实现变压器节能设计的过程中，要注意以下方面：首先，合理选择变压器材料，保证其具备良好节能效果，并且保证硅、铜和各绝缘材料合理搭配，降低不必要能耗;其次，使用钢材，其属于优秀导体材料，铜能够在电力电缆和配电柜中代替硅材料，以此使變压器在运行过程中能耗降低，实现节能效果;另外，使用节能变压器，比如S11和S10型变压器，其自身节能效果良好。在实际使用过程中要选择一用一备，避免变压器长时间超负荷运行，对其寿命造成影响;最后，合理选择变压器容量，对实际需求进行充分的考虑，如果容量比较小，并且变压器长时间超负荷的运行，就会出现问题;如果容量较大，就会导致长时间处于轻载状态中，浪费电能。所以，在选择变压器容量过程中，要基于实际的用电需求，留出20%冗余。
3）补偿无功功率。在电路传输的过程中，由于线路损耗的影响，设备本身寿命也会缩短。设备中的损耗会导致电压不稳，影响正常供电，从而降低整个传送系统的效率。在用电的过程产生的能量耗费中，其无功功率占据的比例相当大，针对这一问题，通过科学、规范的补偿设备，可以补偿无功功率，提供稳定的电压，保证供电质量，对企业来说，既提高经济效益又节约电能。为了保证后续投切开关和传统补偿电容内部循环的投切比合理，故提出以下三点要求：（1）选择无功功率作为计算和确认投切开关参数的标准以遏制补偿过度、无功倒退和投切震荡等问题。（2）通过按照一定的比例分配旧的补偿电容，可以得到合理的结果。（3）通过计算电容量和自然功率来确定固定电容，同时，将谐波电抗器连接起来，消除无功补偿中产生的谐波。
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。
3 电气自动化系统节能质量控制措施
1）选择技术经济合理的配电方案。在配电系统方案设计过程中，设计人员需要详细分析方案的技术性和经济性，在此基础上选择最经济的方案。设计人员需要对方案的整体耗能情况进行分析，在此基础上对一些耗能的细节进行完善，以求方案的经济性和节能性。如，对空调等季节性负荷单独设置变压器，将不同季节或时间段使用负荷可由同1台变压器负担，以减少配电系统整体变压器的容量。对某些季节性的负荷线路，共享不仅能节约投资，更能够减少电阻和线损。配电系统变压器的容量和数量需要进行详细计算，充分考虑变压器的初投资、负载率等因素。
2）利用自然光源。自然能源是非常有限的，所以要开发可再生、清洁能源，才能不断优化能源结构。太阳光是取之不竭的，要进行充分利用，可以减少能源使用量，获得更高的经济效益。要将自然光和人工光源有机结合，这样才能发挥出有效作用，例如居民在白天时可以打开窗户，利用太阳光来照明，从而减少电能的使用。运用先进技术对太阳能进行转换，可以变成电能，满足更多人的需求。同时在设计中要加强宣传工作，不断增强人们节能意识，从日常生活中的小事做起。另外太阳光源具有无污染的特点，不会对自然环境产生影响，所以要积极开发，寻找到更好的方式。给路灯安装太阳板电池，通过照射来储存电能，晚上可以为行人照明，这是一种绿色环保的方式，符合可持续发展理念，要在不同领域推广。
4 结束语
自动化技术推动社会发展，电气行业步伐加快，使用节能设计，符合能源可持续化的要求，应引起高度重视。因此，必须完善供电系统的节能化体系，创新应用方式方法，高效运行电气系统，增强用电的可靠性与安全性，实现电气行业的节能性。
参考文献
[1]张卫红.电气自动化的节能设计技术的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2017（34）：90-91.
[2]何长亮.电气自动化节能设计技术的应用分析[J].南方农机，2018（01）：89-90.
[3]李振荣.电气自动化的节能设计技术探析[J].绿色环保建材，2018（01）：12-13.
