從高中生視角談電氣自動(dòng)化中節(jié)能技術(shù)的有效應(yīng)用

摘 要隨著人類社會(huì)的發(fā)展，能源問題日益嚴(yán)峻，關(guān)于節(jié)能技術(shù)的研究成為關(guān)系到人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一。近年來(lái)，電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)的各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在一定程度上解決了我國(guó)所面臨的資源緊張問題，同時(shí)，針對(duì)資源過度消耗帶來(lái)的環(huán)境問題，也有著明顯改善。本文從高中生的視角對(duì)電氣自動(dòng)化中節(jié)能技術(shù)的有效應(yīng)用進(jìn)行分析，并介紹了幾種具有代表性的電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】高中生 電氣自動(dòng)化 節(jié)能技術(shù) 應(yīng)用

目前，我國(guó)在電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域依然處于研究階段，其中涉及到的設(shè)備能耗、安全、維護(hù)等方面的問題，成為制約我國(guó)電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。為提高這一技術(shù)的有效性，則需要從配電、供電等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力的合理利用，降低能量傳輸和轉(zhuǎn)換過程中的損耗，進(jìn)而獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。

1 電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)概況

由于資源的過度開采，我國(guó)能源的可持續(xù)性利用形勢(shì)較為嚴(yán)峻，并且，由于資源的過度開采，環(huán)境污染問題已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的生活，節(jié)能、環(huán)保已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)主要矛盾之一。在此情況下，電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，作為一門新興的科學(xué)領(lǐng)域，電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)與人們的工作、生活和學(xué)習(xí)有著密不可分的關(guān)系，尤其是對(duì)于用電量較大的企業(yè)來(lái)說，電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)能夠明顯降低其生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。

近年來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，城鎮(zhèn)用電規(guī)模不斷增加，用電系統(tǒng)數(shù)量也在持續(xù)增加，在此情況下，整個(gè)國(guó)家電力系統(tǒng)不僅要加大電力供給，還要增加大量的變頻設(shè)備、整流器。但是，以上設(shè)備的使用，將直接影響到電力系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，從節(jié)能的角度來(lái)看，也將導(dǎo)致一定的能源浪費(fèi)。因此，為減少對(duì)電力系統(tǒng)能源的浪費(fèi)，在電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)過程中，將主要精力放在了傳輸環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、變壓器等方面。

2 電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)的兩大原則

2.1 供電與配電的安全設(shè)計(jì)

電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵在于對(duì)供電與配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行電力優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要將安全因素放在首位。

（1）對(duì)電器線路中的電纜芯線間的絕緣性進(jìn)行檢查，保證絕緣電阻滿足要求；

（2）在電纜選擇方面，應(yīng)滿足該電器的最大使用功率；

（3）供電與配電的安全設(shè)計(jì)需要考慮到雷電天氣帶來(lái)的危害，增加避雷設(shè)計(jì)；

（4）為避免電器長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷工作帶來(lái)的散熱問題，應(yīng)增加散熱裝置。

2.2 電氣設(shè)備工作效率優(yōu)化

所謂節(jié)能，是指在滿足工作所需能量的基礎(chǔ)上，盡可能減少無(wú)意義的能量損耗。例如，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能縮短傳輸線路的長(zhǎng)度，在保證安全的情況下，傳輸線路越短，其中的電力損耗也就越低。

這里需要注意的是，電氣設(shè)備工作效率優(yōu)化是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，在考慮直接電力損耗的同時(shí)，還要考慮到在其效率優(yōu)化過程中所造成的間接損耗。

3 幾種常見的電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)

在實(shí)際電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，主要通過降低傳輸過程中的能量損耗、變壓器節(jié)能技術(shù)、智能控制終端等方式實(shí)現(xiàn)。

3.1 降低傳輸過程中的能量損耗

由于傳輸線路中電阻的存在，根據(jù)Q=I2R，在電流I一定的情況下，電阻R越大，其中損耗的電力也就越多，尤其是在遠(yuǎn)距離電力傳輸過程中，這一能量損耗則不容忽視。

（1）根據(jù)高中物理中電學(xué)部分的內(nèi)容可以明確，傳輸電纜阻值與其導(dǎo)線橫截面的大小成反比，導(dǎo)線橫截面積越大，其電阻越小，因此，在選擇電纜時(shí)，在保證電纜抗拉性的前提下，應(yīng)選擇橫截面較小的電纜，以降低電力損耗。

（2）在電纜傳輸線路的選擇上，隨著電纜長(zhǎng)度的增加，其電纜阻值也就越高，在電力傳輸過程中，不僅會(huì)導(dǎo)致電力以熱量的形式損耗掉，還會(huì)導(dǎo)致明顯的壓降，影響電力傳輸質(zhì)量。

（3）為避免過多的電力損耗，則需要選擇電導(dǎo)率較低的材料作為電纜，以降低電力傳輸過程中的能量損耗。

3.2 變壓器節(jié)能技術(shù)

所謂變壓器節(jié)能技術(shù)，是指在電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中降低變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗，對(duì)傳統(tǒng)變壓器的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化。變壓器的變壓功能是基于交流互感現(xiàn)象而實(shí)現(xiàn)的，其中繞阻就損耗了一定的電力，并且，在電磁互感過程中，由于漏磁的存在，導(dǎo)致電力轉(zhuǎn)換效率偏低。

（1）在選擇繞阻時(shí)，應(yīng)選擇阻值較低的導(dǎo)電線材；

（2）為降低漏磁，應(yīng)選擇導(dǎo)磁率較高的金屬芯；

（3）為降低繞組帶來(lái)的損耗，應(yīng)選擇合適的繞阻比。

在電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)中，變壓器的使用不可避免，但是，由于變壓器中的電力損耗較為關(guān)鍵，因此，變壓器的使用應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定，在可能的情況下，盡量減少變壓器的使用。

3.3 智能控制終端的使用

在過去較長(zhǎng)的一段時(shí)間，對(duì)于電力系統(tǒng)的控制多采用人工方式，這種方式不僅增加了人力成本支出，且由于人為疏忽，容易造成一定的電力損耗。在智能技術(shù)不斷發(fā)展的今天，智能控制終端已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)中，并實(shí)現(xiàn)了較好的節(jié)能效果。

例如，在高速公路照明控制系統(tǒng)中，使用智能控制終端能夠感知當(dāng)前路面照度的變化，根據(jù)時(shí)間、照度等多個(gè)條件的共同約束，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間的控制。并且，在特殊情況下，管理人員可以通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)對(duì)該智能系統(tǒng)進(jìn)行人工控制，從而避免了智能控制終端故障狀態(tài)下的正常使用問題。

如此一來(lái)，借助智能控制終端可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，減少人為因素導(dǎo)致的電力損耗，并且，智能控制終端也節(jié)約了人力成本的投入，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

4 總結(jié)

電氣自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)生產(chǎn)力的快速提高，但是，由此帶來(lái)的電力損耗增加、環(huán)境污染等問題也在困擾著人們。電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)﹄姎庾詣?dòng)化系統(tǒng)中的電力使用進(jìn)行合理分配，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，從多個(gè)方面降低電力損耗，從而間接保護(hù)因資源過度消耗而被破壞的環(huán)境，促進(jìn)人類社會(huì)的健康可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介

湯書劍（2000-），男，山東省鄒城市人。就讀于鄒城市第一中學(xué)。

作者單位

山東省鄒城市第一中學(xué) 山東省鄒城市 273500