电气自动化节能设计技术的分析

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：在电气设备使用的过程中，电气自动化技术应用的非常广泛，能够增强使用的效果，实现节能的目标。需要结合实际需求，对自动化技术的节能特点进行详细分析，站在节能设计的角度，研究和分析自动化节能技术的应用。本文对电气自动化节能设计技术进行了全面论述，提供相应的参考和借鉴。
　　关键词：电气自动化;节能设计技术;参考和借鉴
　　1 电气自动化及节能设计简述
　　 在电气信息发展领域，电气自动化是一门新兴的科学性学科，对我国的工业生产和人民群众的日常生活起到很大的作用。电气自动化不仅可以提高工业领域的工作效率和运作成本，还可以促进劳动生产率的提高和改善工业发展的劳动条件。近年来，随着我国工业生产技术的提高和人们环保意识的增强，提出了“绿色工业革命”的发展理念，因而工业节能和环保成为当前经济建设的重要目标，所以先进的自动化技术的出现为相关行业的节能减排提供了有力的保障。由此可知，未来的经济发展状况就是谁掌握先进的节能科技，就可以获得掌控经济的主导权。
　　2 电气节能设计的技术应用
　　2.1 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。
　　2.2 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。
　　2.3 選择合适的电力电缆
　　 在输配电系统中，电力电缆是至关重要的部分，在电力工程中占据很大的投资成本，而且在电力线路的维护和保修中，需要大量的资金支持。在选择电力电缆的时候，需要根据电流的密度和强度来决定电缆截面的设计，所以在电力电缆的材质选择上很关键。一般而言，电力电缆的材质因其特性和使用期限的影响，钢材和铝材是两种主要的材料。由于电气系统的建设本身是一个高投资的工程，所以电力电缆的设计也要考虑成本的投入。钢材和铝材相比较而言，铝电缆的成本稍微低一点，所以大多数的电气工程选择铝电缆。然而，除开成本的因素外，铜电缆的安全和节能性能却要优于铝电缆。由于铜电缆的截面较粗，所以价格偏高。
　　2.4 输电线路传输消耗的减小
　　 电能在传输的过程中，一般情况下由于导线上存在着电阻就会产生有功功率损耗。然而，线路上的电流是不能改变的，因此，为了有效减少电能在线路上的传输损耗，就只有减小导线的电阻。实际上，导线的电阻是与导线的截面积成反比，而与电导、导线长度成正比的。具体来说，要有效减少导线的电阻，就应该从以下几个方面入手：一是选用电导率较小的材质做导线，这样可以减少电能在来回的电路上的损失;二是减小导线的长度。这可以在进行布线时，让导线尽量走直路，避免过多的走弯路，从而减少导线的长度;三是变压器应该尽量接近负荷中心，从而减小供电距离。四是增大导线的横截面积。在各方面条件允许的情况下，尽量选择横截面积较大的导线，从而通过减小电阻减少损耗，达到节能的目的。
　　2.5 无功补偿
　　 在电力系统中，无功功率占有供配电设备的很大一部分容量，因此增大了线路的损耗，从而造成电网的电压下降，也因此影响了电能质量和电网的经济运行。而对于用户而言，无功功率的直观表现为功率因数偏低，而当功率因数小于0.9时，用户就会向供电部门缴纳一定比率的罚款，因此用户用电的成本也增高，经济效益就会下降。但是我们若选用恰当的无功补偿设备的话就可以实现无功就地平衡，提高功率因数，从而实现节能减耗、提高电能质量、稳定系统电压的目的，而且能够提高经济效益和社会效益。比如，在受导电抗的作用下，电机发出的交流电流和交流电压的相位角不为零，因此电机发出的电能不能完全被用电器吸收，不能被吸收的部分则在电机和用电器之间往返变化而不会释放出来。又因为电容器产生的是超前的无功，因此采用电容器补偿可以与无功率的电能进行抵消。
　　2.6 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 结束语
　　 在时代进步的过程中，各行各业的发展越来越注重能源的节约，需要在实践的基础上，不断推广相应的战略，实现资源的节约和能源的高效利用。电气系统的自动化也实行了节能的设计，必须将理论与实践相互结合，不断研发相应的节能技术，创新应用方式方法，促进节能经济的高速发展。
　　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）.
　　[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）.
　　[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）.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14888584.htm