电气自动化中节能设计技术的应用

侯帅男 齐敬春 通讯作者

摘要：电气自动化是电气信息领域的一个新兴的行业，它涉及的范围之广，大到航天航空的研究，小到开关电路的设计。由于与我们的生活以及工业生产都息息相关，它发展迅速，如今已然成为高新产业的重要组成部分。因此电气自动化中节能技术的应用将会变得尤为关键。

关键词：电气自动化；节能设计；技术要点

一、电气自动化节能设计原则

1.1安全性原则

电气自动节能设计不能将全部精力集中在节能上，安全性是电力自动化设计的前提要求，电气自动化节能设计也要重视安全工作，确保电气设备能够长时间安全可靠的运行，保证设备的正常运转和工作人员的生命安全。

1.2可拓展性原则

可拓展性是指电气自动化节能设计要能够对系统中的老化设备提供有效的更新，确保系统中原有的满足技能性能要求的老旧电气设备能够在维修之后正常运转，要节能，也要节约，充分利用原有的满足节能性能要求的设备，节省电自动化节能设计的投入，而一些高能耗的老旧设备则应该及时淘汰，保证电气自动化系统的整体节能性能。

1.3环保性原则

电气自动化节能设计也要重视系统的环保性能，电气自动化节能设计工作实践中，要根据实际情况适当使用各种环保技术，对电气自动化节能技术对生态环境可能造成的影响及进行客观评估，节约资源，减少对周边自然生态环境的影响。

二、节能设计技术在电气自动化中的应用

2.1　降低电能传输中的消耗技术

导线用于传输电能。不同材料其电阻大小也不同。电阻可以把电能转化成热能，因此在电能传输中，电阻率越小其越节能，有功功率消耗的越少。但是，电流的大小却不会被改变。想有效降低传输电能过程中的有功功率损耗，就必须把导线中的电阻降到最低。导线长度、导线的电导和电阻成反比关系，而和截面积却是成正比。因此，在降低电阻的时候，可以从以下几个方面入手：第一，选择导线的时候，一定要注意导线的材质，应该选择电阻比较小的材料，以有效降低线路中电能的消耗。第二，应该在最大限度内减少使用导线的长度，在布置线路时一定要走直线，避免出现过多的弯路。第三，为了缩短供电的距离，可以把负载中心间和变压器之间的距离拉近。第四，导线的截面积越大，其导电能力越强，损失的有功功率就越少，因此选择导线要使用截面较大的导线，从而提高电能的利用率。

2.2　合理选择变压器

设计变压器的时候，一定要注意以下几个方面。第一，选择节能型变压器，以降低其对有功功率的消耗。第二，使用单向的自动补偿设备，以保证三项电电流的平衡。此外，该设备还可以避免负载发生不平衡，让变压器自身的损耗降到最低。第三，满足三相电流始终保持平衡的需求，即让变压器本身降低变压器功率的消耗，在操作上避免变压器出现负荷不平衡，如可以使用单相自动补偿设备，

或者是三相四线制的供电方式。

2.3　无功补偿设备的应用

在所有的配电设备中，无功功率会有非常大的容量，如果不采取处理措施，会增加线路的损耗。不仅如此，电网运行中电压还会有所降低，在很大程度上降低了传输电能的质量，不利于电网经济的运行。无功功率体现在功率因数偏低等方面，如因数如果小于0.9，那么就需要交纳一定的罚款。这无形中提高了用户用电的成本。但是，想要实现无功功率平衡，就必须使用无功补偿设备。在原有基础上增加功率的因数，保证系统电压的稳定性。应用无功补偿设备后，电能质量就恢复到初始水平，以节能减耗。在使用无功补偿设备时，一定要满足下列要求：第一，先确定好电容器的容量，结合配电电压的容量、自然功率等因素，利用公式进行计算，并发现在无功补偿中产生的谐波，以串联一些电抗器，把产生的谐波滤除掉。第二，实际运行中还会发生无功功率的倒送、无功功率过补偿、投切震荡等，因此要选择好投切参数物理量。第三，之前使用的补偿电容中，其等量分组、循环投切以及后期的投切开关都是按比例分配的。虽然工作人员都严格按照规定进行操作，但是结果却差强人意，没有达到理想中的补偿效果。现在技术人员研制出了模糊投切方法，其跟踪定位准确，调节后很平滑，有非常广泛的应用前景。需注意的是，操作的过程中，应该在低压时使用。此外，针孔接触器可以在高压补偿柜中应用。

2.4　有源滤波器的应用

电气运行中，有很多原因会造成设备误操作，因此控制好谐波的出现非常重要。应用有源滤波器是控制谐波的有效方法之一。实际中，如果设备在运行中发生误操作，基本都是电气数量增多导致了谐波量增加。谐波和电网中的基波阻抗能够重叠，致使电压出现畸形，进而引发设备发生误操作。在实践中总结有源滤波器的功能，主要包括：可以灵敏反应出误操作发生的时间，具备优先的动态特性，功率应用范围宽，可以达到理想的无功补偿效果。通常情况下，有源滤波器可以过滤掉谐波，有效避免误操作的发生，提高电气设备工作的稳定性，达到很好的节能减排目的。

2.5　配电方面的节能设计

电力系统是给电气系统工程提供足够的动力保障。针对这一根本宗旨进行配电方面的设计时，首先要考虑电力系统的适用性。负荷容量和可靠性是非常重要的要求，此外还应该保证电气设备控制方面的需求。进行电力分配时，保证各个电气设备的基础要求非常必要，同时还要保证整个电力系统运行的稳定性和可靠性。工作人员在实际操作上，要确保操作的灵活和高效率。在此基础上，电力系统的安全也非常重要。想要达到这个目标，一定要使用绝缘效果非常好的导线。线路布置过程中，科学掌握导线之间的绝缘距离，保证导线在动态条件下的稳定性。除此之外，还应该做好接地、防雷设施的建设。

三、电气自动化节能设计技术的发展和应用

电气自动化是电气工程及其自动化的简称，这是一门电气信息领域近几年新出现的学科专业，但是在科学技术水平不断进步的影响下，专业的发展速度非常快，现阶段已经达到了相对成熟完善的水平。目前，在高科技产品生产过程中，电气自动化技术在其中起着非常大的作用。在航空、工业、农业以及国防等行业都具有很大影响。运用电气自动化技术设计出的设备多种多样，更应用在各行各业，无论是设计一个普通开关还是制造宇宙飞船都要用到电气自动化的相关技术。电气自动化技术是电气行业中应用极广泛的一项技术，它与工业生产、生活日常都具有直接联系。灵活掌握这项技术的专业人员可以在与电气工程有关的许多专业工作，经过几年的实战磨练基本上都能够成为高级工程技术人才。

运用电气自动化技术可以使企业的生产成本不断降低，提高生产效率和产品品质，为企业带来更大的经济效益。通过这种方式不断提高自动化水平，也可以为企业带来更好的生产空间，解放越来越多的劳动力。为响应国家提出的可持续发展战略、推行节约资源的建设水平，在自动化技术应用时，要做好相应的节能减排工作。在未来生产过程中还要不断倡导节约资源、保护环境的思想，在技术水平中不断创新，形成新型节能技术，使电气化节能技术的应用范围不断扩大。

四、结 论

现阶段，我国社会经济水平不断提高，国家越来越注重节约能源方面的发展。绿色革命的思想在我国具有较大的倡导力度，节约能源已经被划在经济建设的重点任务中。我国的节能研究工作已经投入了大量的人力物力和资金成本，在电气自动化技术中结合节能设计理念，能够使生产工作向着更环保的方向发展，提高电气节能技术的应用范围。

参考文献：

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