節能技術在電氣自動化中的應用

楊勇

摘要：電能作為傳統四大能源之一有著自身的應變特性。隨著中國制造2025時代到來，工業4.0的提法，電能的需求量一直處于供不應求的正增長階段，彰顯著它的國民能源地位。我們嘗試著把各種形式的能量轉化為電能，而絕大多數設備都是基于電能和化學能的。因此，節電是節能中最基本最重要的節能。節能環保符合時代發展的需求，耗能大戶的電氣行業作為節能的首發場，需要研究電氣自動化系統的節能技術來降低能耗，打造電氣行業綠色生態化發展的動態平衡。

關鍵詞：電氣自動化;節能技術;應用探析

1.電氣自動化節能設計的參考條件

1.1提高硬件設備的使用效率

電氣自動化系統的節能主要是節約人力成本與實現生產工具之間的有效配合，因此，電氣設備在自動化系統中，是否能夠有效的銜接，實現人工參與的降低與電力資源消耗的節省，是判定節能減排工作的重要指標。這就要求，在設備的選擇、使用、組合上要考慮到實用、方便、環節合理。一方面盡量減少不必要的操作;另一方面，要考慮到電力直接與間接損耗，要使各個環節負荷均衡操作，以降低因外界影響造成損害設備或是影響電力輸出的情況。

1.2安全穩定可靠是前提

電力系統的優化主要是供電系統與配電系統的優化，而在供配電系統的調整之前要做好設計工作，首先要確保整個系統運行的安全穩定可靠。由于電氣化設備的更新換代，是在既有的供電配電系統上做調整，所以就需要一個軟硬件協調與試驗的過程。另外，對防雷、防水、防火等涉及到的安全問題也不能忽視，程序不能簡化，必須樹立安全就是生命，安全就是效率的底線意識。各個設備與線路之間的絕緣距離必須要按照要求設計出足夠的空間，并且保證設備的負荷力達到標準，進而保障供配電系統的安全。同時，對于系統所用設備也要做到按需配置與互相匹配，要滿足使用需求，但不能浪費。

1.3盡量的節約成本

根據需求設計電氣自動化電力系統的設計，合理規劃供配電網絡，統籌考慮用電設備使用與放置，充分利用自動化的功能，盡量減少變頻設備、整流器等設備，做好平穩電流措施，保護整個電網安全，確保電力正常輸出。

2.節能技術在電氣自動化領域的應用方式

2.1有效降低電路的傳輸損耗水平

整個電氣自動化系統在正常運轉的過程中，往往會發生功率的消耗現象。而為了將節能理念應用于其中，使得整個系統在運行過程中的傳輸損耗水平能夠大大降低，相關人員就必須致力于降低導線的電阻，以此來提升整個系統的運轉效率。一般來說，導線電阻的大小和導線的截面大小是成反比的，因此相關人員為了實現降低能耗的目標，可以從兩個方面入手，其一是增大導線的橫截面積，其二是減少導線本身的長度。除此之外，在為變壓器選擇具體的安裝位置的時候，也應當使其盡量靠近整個系統的負荷中心，這樣一來，才能夠使得系統的供電線路長度達到最佳的水平。

2.2發揮無功功率補償設備的利用效率

無功功率補償裝置是專門針對電力輸送過程中的無功功率消耗問題的設備裝置，使用無功功率裝置能夠降低電網體系中的無功功率的流動率，根據做功需要最大限度的減少各種無功功率的輸送，從而讓變壓器不再產生多余的無功消耗，也讓線路減少無功消耗，以無功補償的方式來提升電王電網的功率系數，從而達到減少能量消耗、提高電能利用效率、節約成本獲取經濟效益最大化的目標，也是最為有效的節能減排措施保障。因此，電氣自動化節能技術設計應用中，一定要注重無功功率補償設備的選擇，市場上的設備五花八門。不同的無功功率補償設備其性能也有較大的差距，在應用過程中所發揮的作用也有著明顯的不同。因此，在購買安裝無功功率補償設備時一定要精心挑選質量有保障的大品牌設備，還要充分考慮用電電壓負荷量、電容值等。對整個電網體系進行全面評估和篩選，根據電網穩定和節能發展的需要，選擇合適的無功功率補償設備的數量。

2.3選擇性能最為理想的變壓器

變壓器的性能將會在很大程度上對電氣自動化系統的運行效率產生不容忽視的影響。而為了使節能理念能夠真正應用于自動化系統當中，相關人員必須在選擇變壓器的時候，對其性能進行綜合的考量。首先，應當選擇一些具有良好節能效果的變壓器，同時在變壓器的工作過程中，要使其有功功率能夠得到充分的利用。其次，在三相電通過時，所選擇的變壓器必須具備良好的性能，來對電流的方向進行有效的平衡。最后，因為變壓器在長期的運轉過程當中也會出現不同程度的功率消耗問題，因此相關人員也必須提前設計相應的平衡負荷方式，來緩解其損耗問題。

2.4盡量選擇有源濾波器

近些年來，我國許多地區用電需求的增加，使得接入電氣自動化系統中的設備數量已經遠遠超過了其自身所能夠承擔的最大水平。在這種情況下，如果電容量持續增大，那么整個系統所產生的諧波數量也會隨之增加。長此以往，系統當中的電壓和基波電壓必然會發生重疊的現象，這樣一來，整個系統在運行過程當中就會出現嚴重的設備故障問題，進而使得系統的節能效果大打折扣。為了解決這種問題，技術人員必須在系統中安裝相應的有源濾波器，安裝這種濾波器不僅僅是為了防止系統電壓出現畸變的現象，也是為了從根本上消除諧波。在安裝這種濾波器之后，整個系統電路的反應效率就會隨之而獲得極大的提升。而在選擇濾波器類型的時候，相關人員不僅要關注其動態性能，還要對其綜合的反應速度進行有效的測試。

2.5減少電力在輸送過程中的損耗現象

電力輸送是一項綜合性保障工程，需要為電氣化設備應用提供各種電力資源，還要最大限度的減少電力在輸送過程中的各種損耗，提高電力的輸送效率。減少損耗是提高電力使用效率的主要途徑，各種電器設備電能損耗是由制造商的設計能力和產品性能決定的。而電力企業在推動電氣自動化技術應用的過程中，最大限度地減少降低電能在輸送過程中的各種損耗，則是長期存在的問題，也是最為復雜的問題。我國電網建設基本完成，電網覆蓋面越來越廣，電網密度越來越大，電力輸送需要更長的線路，更密的高低壓電網和各種保變設備。要將電線線纜架設到每一個用電單位，接入更多的電氣化設備，電線路越長，電力在輸送過程中的損耗越大。因此，電氣自動化要更加科學有效的選用各種變壓器，將電路的無功補償作為電力線路設計和優化的重要目標，盡量減少電力線路的延伸距離。不僅可以節約鋪設線路的材料成本，更能夠在長期的使用過程中減少無功損耗。電路線路越長，電阻越大，在運營過程中消耗的電力越多，合理采用有源濾波器是實現節能的有效方法。最大限度的減少電阻值，不同材料的電阻值不同，造成的電路損耗也不同，在保障安全的前提下，在成本核算有保障的基礎上，選用導電率較高的材料作為傳輸介質。盡可能地選擇大截面的導線，并將布線的線程控制在最為合理的范圍之內，從而真正做到科學合理地縮小電阻值，以此來減少傳輸過程中的各種電力消耗。

結束語

總之，節能技術在電氣自動化系統設計中便能得到普及推廣，對強力推進節能降耗、推動循環經濟做大做強有著無可替代的技術優勢與實際利益。若想走順綠色低碳經濟的良性循環發展路，在現有基礎深化節能節電技術升級與策略更新，實現可持續發展，是利國利民利己的一項偉大事業。

參考文獻

[1] 劉曉東.電氣自動化工程中的節能設計技術思路[J].智能城市，2020，6（04）：116-117

[2] 姜冬.節能技術在工業電氣自動化中的應用[J].科學技術創新，2020（04）：158-159.

[3] 李偉.電氣自動化的節能設計技術分析[J].信息記錄材料，2020，21（01）：111-112.

[4] 李永男，高任，金松林.電氣自動化工程中的節能設計技術探究[J].工程技術研究，2019，4（20）：110-111.