淺析關(guān)于電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的探討

宋文斌

【摘要】隨著技術(shù)的不斷更新，電氣工程及其自動(dòng)化建立了靈活的集成控制系統(tǒng)，滿足了工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的技術(shù)需求，另外，也滿足了商業(yè)企業(yè)從管理層到電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的底層之間的數(shù)據(jù)存取、介質(zhì)的訪問(wèn)控制方式等，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。這種系統(tǒng)的出現(xiàn)，讓工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的控制網(wǎng)絡(luò)更加快捷方便，從而降低了成本。本文分析了電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)及節(jié)能設(shè)計(jì)概述，列出了關(guān)于電氣系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)分析，并提出了電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用及注意關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化 節(jié)能 設(shè)計(jì) 應(yīng)用

一、電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)及節(jié)能設(shè)計(jì)概述

在我們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中都與電氣自動(dòng)化有著息息相關(guān)的聯(lián)系，電氣自動(dòng)化是一門(mén)新興的學(xué)科，是新技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的體現(xiàn)，其不僅可以有效的提高工作效率、降低運(yùn)行成本及改善勞動(dòng)條件，還可以有效的保證電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。近些年來(lái)，能源使用的需求不斷增加，而能源又處于短缺的狀態(tài)，二者之間的矛盾日益突出，所以節(jié)能成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要目標(biāo)。因此，在各行各業(yè)中自動(dòng)化技術(shù)的廣泛使用，不僅有效的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)也推動(dòng)了節(jié)能減排的進(jìn)行。從現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)不難推斷出，節(jié)能是未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的主要趨勢(shì)，誰(shuí)掌握了節(jié)能的先進(jìn)技術(shù)，誰(shuí)就能在未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)主導(dǎo)地位。

所以在當(dāng)前的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，在電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力不斷增容的情況下，各種變頻器和整流器的使用帶來(lái)了大量的諧波，使電網(wǎng)的運(yùn)行的安全受到影響，所以在諧波的消除上需要從節(jié)能的方向進(jìn)行考慮，通過(guò)對(duì)電氣自動(dòng)化各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行控制和處理，從而使電路在傳輸過(guò)程中盡量減少損耗，并優(yōu)越各種元器件的方法來(lái)保持運(yùn)行中盡量達(dá)到節(jié)能的目的，從而使整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能的效果。

二、關(guān)于電氣系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)分析

1、選擇合適的變壓器

變壓器會(huì)因銅損、鐵損、空載損耗和負(fù)載損耗等因素造成許多電能的浪費(fèi)，但是變壓器在供配電系統(tǒng)中的運(yùn)用又非常廣泛，所以變壓器選擇得好可以有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)?？偟膩?lái)說(shuō)，選擇變壓器可以從以下幾個(gè)方面考慮：首先是要將變壓器自身的消耗降到最低，這就要選用單相的自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，使流經(jīng)的三相電流保持平衡，消除或降低負(fù)載的不平衡性，從而實(shí)現(xiàn)變壓器自耗最?。黄浯问且x擇有較好節(jié)能特性的變壓器，進(jìn)一步減少變壓器有功功率的耗能。

2、減少電能在傳輸中的消耗

電能在進(jìn)行傳輸?shù)耐局?，?dǎo)線里的電阻就會(huì)造成一定有功功率損耗，這是無(wú)法避免的。但是，整個(gè)途中線路上的電流是保持不變的，因此要想減少電能在途中的浪費(fèi)，智能使導(dǎo)線所帶的電阻盡可能的小。由電阻的推導(dǎo)公式可知它和電導(dǎo)以及導(dǎo)線的長(zhǎng)度是正比關(guān)系，和導(dǎo)線的橫截面積是反比關(guān)系，所以可以通過(guò)以下的途徑來(lái)減小導(dǎo)線的電阻：第一是合理的布局，避免導(dǎo)線走彎路或回頭路，盡可能降低導(dǎo)線的長(zhǎng)度；第二是選擇電阻率比較小的材料制成導(dǎo)線；第三是同等條件下要選擇一些橫截面積比較大的導(dǎo)線，這樣可以有效降低電阻；第四是使變壓器和負(fù)載中心盡量靠近，使供電的距離減少。

3、使用有源濾波器

在實(shí)際的操作中常常會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作，所以要消除諧波來(lái)避免或減少電氣設(shè)備的誤操作，而最搞笑的方法就是運(yùn)用源濾波器。造成誤動(dòng)作的因素主要就是越來(lái)越多的電氣設(shè)備，其帶來(lái)的諧波也就隨之增加，但是產(chǎn)生的諧波與基波在電網(wǎng)阻抗上會(huì)重疊，從而使電壓形成畸變，由此導(dǎo)致電氣設(shè)備誤動(dòng)作的產(chǎn)生。一般而言，有源濾波器有以下功效：能擴(kuò)寬功率有效利用的范圍；反應(yīng)迅速；能讓無(wú)功補(bǔ)償取得預(yù)期的完美效果；動(dòng)態(tài)性能號(hào)。通常來(lái)說(shuō)，使用有源濾波器能有效的消除諧波，將電氣設(shè)備的誤動(dòng)作阻隔在產(chǎn)生之前，從而提升電氣設(shè)備的運(yùn)作效率，有效的節(jié)能減排。

4、選擇電壓等級(jí)

電壓等級(jí)的合理配置同樣能夠起到較好的節(jié)能效果，一方面是處理好高壓和低壓配電的電壓等級(jí)選擇，另一方面就是在進(jìn)行供電電壓的確定時(shí)，需要綜合性的考慮多方面的影響因素來(lái)進(jìn)行，包括用電設(shè)備的性質(zhì)、設(shè)計(jì)的前景規(guī)劃、電網(wǎng)的發(fā)展計(jì)劃以及供電回路的數(shù)量等。

5、供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

通過(guò)供配電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能無(wú)疑是最為直接也最為有效的方式之一，具體來(lái)說(shuō)可以從以下三個(gè)方面來(lái)著手進(jìn)行：一是盡可能的減少配電的級(jí)別，這樣能夠有效的提高供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；二是要結(jié)合實(shí)際的用電狀況來(lái)對(duì)供配電的狀況進(jìn)行確定，盡可能的保證變壓器處于負(fù)荷的中心位置，這樣就能夠最大程度的降低供電半徑，從而實(shí)現(xiàn)電力節(jié)能，并且這樣一種節(jié)能方式還能夠一定程度上提高供電的質(zhì)量。

6、照明節(jié)能

在電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)中，還可以通過(guò)照明節(jié)能來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體來(lái)說(shuō)同樣是有兩種方式，一種就是直接利用高效光源，傳統(tǒng)的白熾燈雖然簡(jiǎn)單便宜，但是其發(fā)光的效率比較低；另一種就是充分的利用自然光，這就需要對(duì)構(gòu)筑物的門(mén)窗進(jìn)行擴(kuò)大，或者是對(duì)建筑物或者是構(gòu)筑物選擇一個(gè)較好的朝向。

三、電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用及注意關(guān)鍵

要想實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化節(jié)能的目標(biāo)，最重要也是最先要完成的就是很好的完成電氣工程的電氣設(shè)備以及安裝工藝的設(shè)計(jì)。只有完成了這些才能在未來(lái)成功的利用電氣自動(dòng)化來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

1、電氣工程設(shè)計(jì)

想要達(dá)到電氣工程節(jié)能的目標(biāo)，最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)就是設(shè)計(jì)電氣設(shè)備以及安裝電氣工程。這一個(gè)步驟是為了未來(lái)的成功使用以及達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)做一個(gè)良好的鋪墊。

2、優(yōu)化配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)的服務(wù)宗旨就是為安裝電氣系統(tǒng)過(guò)程中要用電的設(shè)備提供所需的動(dòng)力。所以，在整個(gè)配電設(shè)計(jì)過(guò)程中首先要實(shí)現(xiàn)的最低要求就是要將電力系統(tǒng)的適用性充分考慮在內(nèi)。適用性，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是能對(duì)電氣設(shè)備的有效控制作出相應(yīng)的保障，還要達(dá)到用電設(shè)備對(duì)供電設(shè)備以及負(fù)荷容量等因素可靠性的要求。在整個(gè)配電的途中，不僅要滿足電氣設(shè)備以及用電設(shè)備等設(shè)備的要求，而且要確保電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)有一定的穩(wěn)定性、高效性、可靠性、易控性以及靈活性等特性。在設(shè)計(jì)配電時(shí)其次就是要將電力系統(tǒng)的安全性考慮在內(nèi)。為保證電氣系統(tǒng)的安全性，不僅要確保導(dǎo)線具有良好的絕緣性，以及在走線的過(guò)程中要確保各導(dǎo)線間有一定的絕緣距離，而且要確保導(dǎo)線的熱穩(wěn)定性、負(fù)荷能力以及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的裕度，以此來(lái)保證電氣系統(tǒng)的接地和防雷設(shè)施。

3、提高電氣系統(tǒng)運(yùn)行的效率

選擇節(jié)能設(shè)備是電力系統(tǒng)首要完成的事情，當(dāng)然，這也是為節(jié)能做好基礎(chǔ)和鋪墊。與此同時(shí)，電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，為了真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能，還可以采取降低電路的損耗、無(wú)功功率補(bǔ)償以及均衡負(fù)荷等方法。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行配電設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以通過(guò)合理選擇設(shè)計(jì)的系統(tǒng)和合理調(diào)整負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn)。采取這樣的方法，能夠保證在電力系統(tǒng)運(yùn)行及安裝的過(guò)程中，能夠讓設(shè)備運(yùn)行效率和電源綜合利用率都獲得有效的提高，這樣就能夠做到降低電能損耗。

結(jié)束語(yǔ)：

當(dāng)前，電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)尚且處于發(fā)展初級(jí)階段，我們一定要站在節(jié)約能源的立場(chǎng)出發(fā)，盡力降低能源的消耗并且避免污染環(huán)境，為使用者提供一個(gè)舒適健康的環(huán)境?，F(xiàn)如今，在節(jié)能領(lǐng)域，我國(guó)正在努力提升自主創(chuàng)新能力，并且不斷地開(kāi)發(fā)和研究各種先進(jìn)節(jié)能技術(shù)。在這樣大好的形勢(shì)之下，我國(guó)的電氣自動(dòng)化的企業(yè)一定要抓住機(jī)遇，敢于挑戰(zhàn)，樹(shù)立起節(jié)能的理念，努力研發(fā)各種電氣自動(dòng)化的技術(shù)及產(chǎn)品，為節(jié)能經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮促進(jìn)作用。

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