電氣自動化工程節(jié)能設(shè)計技術(shù)探討

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了電氣自動化工程節(jié)能設(shè)計技術(shù)探討范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

電氣自動化工程在自動化技術(shù)水平不斷提升的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了快速發(fā)展。在綠色發(fā)展大背景下，為了提升電氣自動化工程的效益，在節(jié)能設(shè)計方面要加快新技術(shù)研究，促進節(jié)能技術(shù)的進步。本文闡述了電氣自動化設(shè)計的原則、節(jié)能技術(shù)的設(shè)計方案，并提出了在電氣自動化工程中如何實現(xiàn)節(jié)能技術(shù)的合理化應(yīng)用。以下觀點僅供參考和借鑒。城市電網(wǎng)的整體規(guī)劃建設(shè)中，電氣自動化工程是一個不容忽視的部分。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，工程中使用的變頻器和整流器數(shù)量也在不斷增加，使電網(wǎng)運行中產(chǎn)生了較大的諧波，可能會影響到電網(wǎng)運行的安全和穩(wěn)定性。此外，諧波的產(chǎn)生會耗費大量電力，引發(fā)嚴重的能源浪費現(xiàn)象。基于上述幾點，在電氣自動化工程設(shè)計的過程中，要充分考慮到諧波產(chǎn)生的不良影響，采取改進措施完善工程的節(jié)能技術(shù)設(shè)計。

1電氣自動化設(shè)計的原則

1.1安全性

保障電氣自動化工程的安全運行是首要任務(wù)。在電氣自動化設(shè)計中，出于節(jié)能和遵循可持續(xù)發(fā)展原則的要求進行了節(jié)能設(shè)計，這也符合現(xiàn)代化城市的發(fā)展特點。盡管在電氣自動化運行中節(jié)能設(shè)計十分重要，但保證安全是一切工作的首要前提。從安全運行的角度出發(fā)，要在電氣自動化設(shè)計中完善節(jié)能設(shè)計。在人員和工作環(huán)境處于安全的前提下要不斷革新節(jié)能技術(shù)，推動電氣自動化技術(shù)的進步和發(fā)展。此外，要本著安全性的原則設(shè)計電氣設(shè)備，確保電氣設(shè)備在操作中不會引發(fā)嚴重安全問題，且能及時處理和修復(fù)。

1.2技術(shù)優(yōu)化

優(yōu)化電氣自動化系統(tǒng)的功能要先優(yōu)化設(shè)計思想，在此基礎(chǔ)上展開有效的節(jié)能設(shè)計工作。在設(shè)備優(yōu)化處理的過程中，工作人員要隨時查看和檢測電氣自動化設(shè)備的運行狀況，更換老舊設(shè)備和零部件。如果發(fā)現(xiàn)應(yīng)用的電氣自動化設(shè)備過于陳舊影響系統(tǒng)運行就要及時更換，避免設(shè)備運作中出現(xiàn)更大的問題，造成嚴重的資源浪費。定期更換電氣自動化設(shè)備也是實現(xiàn)節(jié)能目標的重要方式，一定程度上提升了企業(yè)的工作效率。

1.3體現(xiàn)環(huán)保特征

為了適應(yīng)城市的整體規(guī)劃設(shè)計，要跟隨時展要求的變化展開節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計，始終體現(xiàn)出綠色環(huán)保的意義。為此，節(jié)能技術(shù)設(shè)計人員要嘗試新技術(shù)運用，保證達到理想的節(jié)能效果。在節(jié)能設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)上實現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用是為了提高設(shè)備的運行效率和質(zhì)量。例如：電氣自動化控制系統(tǒng)中的照明設(shè)備，一般采用傳統(tǒng)的照明技術(shù)利用電力來實現(xiàn)；新的技術(shù)出現(xiàn)后，照明系統(tǒng)中加入了太陽能節(jié)能技術(shù)，夜晚照明時不需要直接電力的供應(yīng)，只需要在白天貯存足夠的太陽能就能提供夜晚照明所需要的電量，達到了環(huán)保的目的。

2節(jié)能設(shè)計技術(shù)方案

2.1減少線路傳輸耗損

控制線路傳輸損耗是為了提升系統(tǒng)的節(jié)能效益，改善電阻不良狀況。在控制的過程中，我們可以使用功率較小的導(dǎo)線，多采取直線布線的方式，避免工作人員操作失誤，也降低了布線的復(fù)雜性，這樣才能不斷優(yōu)化和提升電能損耗。此外，在安裝變壓器的過程中，要確保線路與負荷中心的距離，要求盡量縮短供電距離。在實際環(huán)境條件允許的情況下，應(yīng)該選用較大截面積的導(dǎo)線，以便控制電阻損耗。

2.2優(yōu)化無功補償

配電設(shè)備的無功功率會造成較大的電能消耗導(dǎo)致電壓不平衡，在電能資源利用上無法發(fā)揮其有效作用。電氣設(shè)備的無功功率體現(xiàn)在設(shè)備低功率上，通過使用有效的無功補償裝備能夠維持功率平衡，從而保證供電質(zhì)量。從提升電氣設(shè)備節(jié)能效益的角度出發(fā)，要實現(xiàn)工作秩序的優(yōu)化，減少不必要的電能損耗，維持電氣系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。在安裝導(dǎo)線的過程中會受到電阻的影響，在電流傳輸階段釋放電能。為了適應(yīng)現(xiàn)階段電氣系統(tǒng)無功補償工作的要求，必須要進行相關(guān)電氣設(shè)備的綜合性應(yīng)用。除此之外，電容器無功補償之前要系統(tǒng)的分析設(shè)備的自然功率狀況以及電壓容量、電壓負荷等內(nèi)容，最終確定其電容器容量。在無功補償?shù)倪^程中，如果產(chǎn)生諧波要按照規(guī)定使用串聯(lián)定量電阻器來消除諧波的不良影響。分析無功電流、功率參數(shù)時要確定參數(shù)的物理量，從而避免投切振蕩問題。目前電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計中，多數(shù)情況采用模糊投切方法。

2.3合理使用濾波器

電氣工程日趨復(fù)雜，工作程序繁瑣，因此電氣設(shè)備在運行中容易產(chǎn)生諧波電流。消除諧波電流是降低系統(tǒng)錯誤操作的有效方式，因此需要合理使用濾波器。濾波器的性能和樣式多種，包括源濾波器、帶阻濾波器等，在操作中要根據(jù)實際電力狀況進行選擇。其中，有源濾波器的動態(tài)性能良好且具有較快的反應(yīng)速度，其在工作中能夠快速消除諧波。在電氣自動化控制的過程中，并聯(lián)應(yīng)用有源濾波器一定程度上拓展了電能使用范圍。通過過濾諧波的方式，可以提升有源濾波器的諧波消除效率，能避免工作人員的錯誤性操作。總的來說，合理使用濾波器增強了電能運作的效率和電氣設(shè)備的無功補償效果，進一步提升了電氣設(shè)備的節(jié)能性。

3電氣自動化工程中的節(jié)能設(shè)計技術(shù)

3.1合理選擇和應(yīng)用變壓器

對于變壓器的選擇，應(yīng)該從以下幾個方面著手：（1）變壓器材料：秉承節(jié)約的理念，變壓器的制作材料應(yīng)該優(yōu)化選擇，通過硅鋼片、銅片和絕緣材料的相互組合，在保證變壓器性能的前提下實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。（2）銅材料：銅作為一種非常優(yōu)秀的材料在變壓器節(jié)能設(shè)計中發(fā)揮著非常重要的作用，因此在電線和電柜中應(yīng)該以銅材料替代硅材料，以便降低變壓器空載運行中的能源損耗，從而達到節(jié)能的目的。（3）節(jié)能變壓器：在科技發(fā)展的帶動下，電氣市場中已經(jīng)出現(xiàn)了許多專門的節(jié)能變壓器，在電氣自動化工程設(shè)計中，應(yīng)該優(yōu)先選擇節(jié)能變壓器。例如，市場中存在的S10以及S11等型號的節(jié)能變壓器，不僅具備普通變壓器的優(yōu)點，而且具備良好的節(jié)能效果。在應(yīng)用節(jié)能變壓器時，應(yīng)該確保接線方式的合理性以使其有效發(fā)揮功用，還應(yīng)該盡可能避免變壓器長期超載運行的情況，以免造成電能的浪費和變壓器的磨損。（4）在配置變壓器的過程中，要根據(jù)實際電力狀況確定變壓器的容量。如果變壓器的容量過大，可能會導(dǎo)致變壓器處于輕載狀況，浪費電能。變壓器在容量較小的情況下會出現(xiàn)長期過載運行，容易出現(xiàn)故障。通常情況下，在確定變壓器容量的過程中要綜合考慮擴容和過度損耗的情況，預(yù)留出電力冗余的空間，要選擇合理數(shù)量的變壓器。

3.2降低電能傳輸損耗

電線電阻是電能傳輸中出現(xiàn)損耗的主要原因之一，也就是我們通常所說的線損，控制線路損耗是電氣節(jié)能的關(guān)鍵。電氣自動化工程的設(shè)計人員要關(guān)注到線損問題并采取科學(xué)措施處理，從根源阻斷線損情況。首先，在選擇電線的過程中，要考慮到使用性能和時間，盡量選用具備較強傳輸能力的線纜，這樣能夠降低傳輸過程中產(chǎn)生的損耗。其次，要科學(xué)選擇電力傳輸?shù)木€路。在布線時盡量選擇直線并縮短電線的長度。最后，就是確保變壓器處于負荷集中的位置，供電的距離縮減了線路損耗的情況也會得到一定程度的改善。此外，盡量選擇橫截面大的電線，減少線路電阻，實現(xiàn)節(jié)能的效果。

3.3提高系統(tǒng)功率因數(shù)

功率因數(shù)是實現(xiàn)電氣設(shè)備節(jié)能操作中最重要的一項參數(shù)信息。提高功率因數(shù)能夠提高轉(zhuǎn)化電能的效率，避免能源的浪費。采取一定方式提升系統(tǒng)功率因數(shù)的過程中，要根據(jù)電力系統(tǒng)運行要求選擇極數(shù)少的電動機并利用其運行轉(zhuǎn)矩較大的特點，使其產(chǎn)生更大的電流，這就是提升節(jié)能效果最有效的方式。此外，可以通過在低壓系統(tǒng)中設(shè)置電容柜自動補償無功功率，并確定補償?shù)念~度為變壓器的三分之一，這樣可以同時達到節(jié)能和電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的目的。

3.4合理選擇電力電纜

在電氣工程中，電力電纜是規(guī)劃設(shè)計中的一部分，其容易受到環(huán)境因素和人為因素的影響。在選擇電力電纜線的過程中要綜合多方面影響因素，根據(jù)通過的電流強度、電流密度曲線等確定電力電纜截面。市場上流通較為廣泛的電力電纜材質(zhì)有兩種，分別是銅材和鋁材。兩種材質(zhì)的區(qū)別在價格上，鋁制電纜要比銅制電纜便宜。正是因為這一點，在許多電氣自動化工程中都會選用鋁制電纜，但鋁制電纜的安全和節(jié)能效果要低于銅制電纜。忽略成本因素，從安全和節(jié)能的角度出發(fā)，建議選擇銅制電纜。

3.5選擇低能耗光源

為了達到良好的節(jié)能效果，在具體工程中要結(jié)合電力的實際需求和按照相關(guān)規(guī)定選擇照明光源。照明性能良好，且能耗較小的光源是首選。樓梯和廁所位置應(yīng)該選用吸頂燈，滿足人們的正常生活需要，這種形式的照明燈源的電能損耗較少。在工廠的低能耗光源選擇中，會優(yōu)先選擇金鹵燈。這是因為只選擇一種光源無法發(fā)揮節(jié)能作用，可以采用多種光源組合的方式，不僅提升了照明的亮度和強度，也減少了能源損耗。

4完善電氣自動化節(jié)能技術(shù)的措施

（1）電氣自動化工程中使用的電氣設(shè)備需要頻繁的啟動和關(guān)閉，可能會出現(xiàn)設(shè)備故障問題，針對這種情況要選擇軟啟動器，可以節(jié)省電能。選擇軟啟動器的過程中，要結(jié)合電氣設(shè)備啟動時間的長短調(diào)解可控器件的硅原子器件的導(dǎo)通角，控制電壓變化的范圍。使用軟啟動器要保證使用的科學(xué)合理性，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和負載匹配操作等，以便發(fā)揮其功能作用。（2）電氣自動化設(shè)備在運行過程中極易出現(xiàn)三相電不平衡的現(xiàn)象，引發(fā)變壓器損耗的情況。為此，設(shè)計電氣自動化工程的具體流程步驟時，要采取一定措施平衡三相電負荷，保證電流數(shù)值的平衡，避免出現(xiàn)嚴重的電能損耗，提升供電質(zhì)量，實現(xiàn)節(jié)能目標。（3）從提升電動機效率與節(jié)能的角度出發(fā)，要合理運用變頻調(diào)速裝置，結(jié)合負載的大小自動化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，適應(yīng)負載變化和自動化。使用交流變頻調(diào)速裝置的過程中應(yīng)該積極推廣和應(yīng)用交流電機調(diào)速變電技術(shù)來調(diào)節(jié)電動機，達到節(jié)能的效果。

結(jié)束語：

當(dāng)前階段電氣工程的節(jié)能設(shè)計成為電力發(fā)展的重點之一，相關(guān)單位和組織應(yīng)該為電氣工程的節(jié)能設(shè)計提供充足的保障，從選擇變壓器、控制功率因素和電力電纜線節(jié)能設(shè)計的角度出發(fā)，降低電能能耗。此外，通過選取合適的變壓器，實現(xiàn)不同變壓器之間的優(yōu)化組合以及處理功率因素和無功功率關(guān)系的方式，達到了電氣工程的整體優(yōu)化設(shè)計，提升了工程的效率和質(zhì)量。

作者：黃磊 單位：河南信息工程學(xué)校