电气自动化工程节能设计技术探讨

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电气自动化工程在自动化技术水平不断提升的基础上实现了快速发展。在绿色发展大背景下，为了提升电气自动化工程的效益，在节能设计方面要加快新技术研究，促进节能技术的进步。本文阐述了电气自动化设计的原则、节能技术的设计方案，并提出了在电气自动化工程中如何实现节能技术的合理化应用。以下观点仅供参考和借鉴。城市电网的整体规划建设中，电气自动化工程是一个不容忽视的部分。随着电网规模的不断扩大，工程中使用的变频器和整流器数量也在不断增加，使电网运行中产生了较大的谐波，可能会影响到电网运行的安全和稳定性。此外，谐波的产生会耗费大量电力，引发严重的能源浪费现象。基于上述几点，在电气自动化工程设计的过程中，要充分考虑到谐波产生的不良影响，采取改进措施完善工程的节能技术设计。

1电气自动化设计的原则

1.1安全性

保障电气自动化工程的安全运行是首要任务。在电气自动化设计中，出于节能和遵循可持续发展原则的要求进行了节能设计，这也符合现代化城市的发展特点。尽管在电气自动化运行中节能设计十分重要，但保证安全是一切工作的首要前提。从安全运行的角度出发，要在电气自动化设计中完善节能设计。在人员和工作环境处于安全的前提下要不断革新节能技术，推动电气自动化技术的进步和发展。此外，要本着安全性的原则设计电气设备，确保电气设备在操作中不会引发严重安全问题，且能及时处理和修复。

1.2技术优化

优化电气自动化系统的功能要先优化设计思想，在此基础上展开有效的节能设计工作。在设备优化处理的过程中，工作人员要随时查看和检测电气自动化设备的运行状况，更换老旧设备和零部件。如果发现应用的电气自动化设备过于陈旧影响系统运行就要及时更换，避免设备运作中出现更大的问题，造成严重的资源浪费。定期更换电气自动化设备也是实现节能目标的重要方式，一定程度上提升了企业的工作效率。

1.3体现环保特征

为了适应城市的整体规划设计，要跟随时展要求的变化展开节能技术创新设计，始终体现出绿色环保的意义。为此，节能技术设计人员要尝试新技术运用，保证达到理想的节能效果。在节能设计技术基础上实现创新应用是为了提高设备的运行效率和质量。例如：电气自动化控制系统中的照明设备，一般采用传统的照明技术利用电力来实现；新的技术出现后，照明系统中加入了太阳能节能技术，夜晚照明时不需要直接电力的供应，只需要在白天贮存足够的太阳能就能提供夜晚照明所需要的电量，达到了环保的目的。

2节能设计技术方案

2.1减少线路传输耗损

控制线路传输损耗是为了提升系统的节能效益，改善电阻不良状况。在控制的过程中，我们可以使用功率较小的导线，多采取直线布线的方式，避免工作人员操作失误，也降低了布线的复杂性，这样才能不断优化和提升电能损耗。此外，在安装变压器的过程中，要确保线路与负荷中心的距离，要求尽量缩短供电距离。在实际环境条件允许的情况下，应该选用较大截面积的导线，以便控制电阻损耗。

2.2优化无功补偿

配电设备的无功功率会造成较大的电能消耗导致电压不平衡，在电能资源利用上无法发挥其有效作用。电气设备的无功功率体现在设备低功率上，通过使用有效的无功补偿装备能够维持功率平衡，从而保证供电质量。从提升电气设备节能效益的角度出发，要实现工作秩序的优化，减少不必要的电能损耗，维持电气系统的安全和稳定。在安装导线的过程中会受到电阻的影响，在电流传输阶段释放电能。为了适应现阶段电气系统无功补偿工作的要求，必须要进行相关电气设备的综合性应用。除此之外，电容器无功补偿之前要系统的分析设备的自然功率状况以及电压容量、电压负荷等内容，最终确定其电容器容量。在无功补偿的过程中，如果产生谐波要按照规定使用串联定量电阻器来消除谐波的不良影响。分析无功电流、功率参数时要确定参数的物理量，从而避免投切振荡问题。目前电气自动化系统的节能设计中，多数情况采用模糊投切方法。

2.3合理使用滤波器

电气工程日趋复杂，工作程序繁琐，因此电气设备在运行中容易产生谐波电流。消除谐波电流是降低系统错误操作的有效方式，因此需要合理使用滤波器。滤波器的性能和样式多种，包括源滤波器、带阻滤波器等，在操作中要根据实际电力状况进行选择。其中，有源滤波器的动态性能良好且具有较快的反应速度，其在工作中能够快速消除谐波。在电气自动化控制的过程中，并联应用有源滤波器一定程度上拓展了电能使用范围。通过过滤谐波的方式，可以提升有源滤波器的谐波消除效率，能避免工作人员的错误性操作。总的来说，合理使用滤波器增强了电能运作的效率和电气设备的无功补偿效果，进一步提升了电气设备的节能性。

3电气自动化工程中的节能设计技术

3.1合理选择和应用变压器

对于变压器的选择，应该从以下几个方面着手：（1）变压器材料：秉承节约的理念，变压器的制作材料应该优化选择，通过硅钢片、铜片和绝缘材料的相互组合，在保证变压器性能的前提下实现良好的节能效果。（2）铜材料：铜作为一种非常优秀的材料在变压器节能设计中发挥着非常重要的作用，因此在电线和电柜中应该以铜材料替代硅材料，以便降低变压器空载运行中的能源损耗，从而达到节能的目的。（3）节能变压器：在科技发展的带动下，电气市场中已经出现了许多专门的节能变压器，在电气自动化工程设计中，应该优先选择节能变压器。例如，市场中存在的S10以及S11等型号的节能变压器，不仅具备普通变压器的优点，而且具备良好的节能效果。在应用节能变压器时，应该确保接线方式的合理性以使其有效发挥功用，还应该尽可能避免变压器长期超载运行的情况，以免造成电能的浪费和变压器的磨损。（4）在配置变压器的过程中，要根据实际电力状况确定变压器的容量。如果变压器的容量过大，可能会导致变压器处于轻载状况，浪费电能。变压器在容量较小的情况下会出现长期过载运行，容易出现故障。通常情况下，在确定变压器容量的过程中要综合考虑扩容和过度损耗的情况，预留出电力冗余的空间，要选择合理数量的变压器。

3.2降低电能传输损耗

电线电阻是电能传输中出现损耗的主要原因之一，也就是我们通常所说的线损，控制线路损耗是电气节能的关键。电气自动化工程的设计人员要关注到线损问题并采取科学措施处理，从根源阻断线损情况。首先，在选择电线的过程中，要考虑到使用性能和时间，尽量选用具备较强传输能力的线缆，这样能够降低传输过程中产生的损耗。其次，要科学选择电力传输的线路。在布线时尽量选择直线并缩短电线的长度。最后，就是确保变压器处于负荷集中的位置，供电的距离缩减了线路损耗的情况也会得到一定程度的改善。此外，尽量选择横截面大的电线，减少线路电阻，实现节能的效果。

3.3提高系统功率因数

功率因数是实现电气设备节能操作中最重要的一项参数信息。提高功率因数能够提高转化电能的效率，避免能源的浪费。采取一定方式提升系统功率因数的过程中，要根据电力系统运行要求选择极数少的电动机并利用其运行转矩较大的特点，使其产生更大的电流，这就是提升节能效果最有效的方式。此外，可以通过在低压系统中设置电容柜自动补偿无功功率，并确定补偿的额度为变压器的三分之一，这样可以同时达到节能和电力系统稳定运行的目的。

3.4合理选择电力电缆

在电气工程中，电力电缆是规划设计中的一部分，其容易受到环境因素和人为因素的影响。在选择电力电缆线的过程中要综合多方面影响因素，根据通过的电流强度、电流密度曲线等确定电力电缆截面。市场上流通较为广泛的电力电缆材质有两种，分别是铜材和铝材。两种材质的区别在价格上，铝制电缆要比铜制电缆便宜。正是因为这一点，在许多电气自动化工程中都会选用铝制电缆，但铝制电缆的安全和节能效果要低于铜制电缆。忽略成本因素，从安全和节能的角度出发，建议选择铜制电缆。

3.5选择低能耗光源

为了达到良好的节能效果，在具体工程中要结合电力的实际需求和按照相关规定选择照明光源。照明性能良好，且能耗较小的光源是首选。楼梯和厕所位置应该选用吸顶灯，满足人们的正常生活需要，这种形式的照明灯源的电能损耗较少。在工厂的低能耗光源选择中，会优先选择金卤灯。这是因为只选择一种光源无法发挥节能作用，可以采用多种光源组合的方式，不仅提升了照明的亮度和强度，也减少了能源损耗。

4完善电气自动化节能技术的措施

（1）电气自动化工程中使用的电气设备需要频繁的启动和关闭，可能会出现设备故障问题，针对这种情况要选择软启动器，可以节省电能。选择软启动器的过程中，要结合电气设备启动时间的长短调解可控器件的硅原子器件的导通角，控制电压变化的范围。使用软启动器要保证使用的科学合理性，实现转速和负载匹配操作等，以便发挥其功能作用。（2）电气自动化设备在运行过程中极易出现三相电不平衡的现象，引发变压器损耗的情况。为此，设计电气自动化工程的具体流程步骤时，要采取一定措施平衡三相电负荷，保证电流数值的平衡，避免出现严重的电能损耗，提升供电质量，实现节能目标。（3）从提升电动机效率与节能的角度出发，要合理运用变频调速装置，结合负载的大小自动化调节转速，适应负载变化和自动化。使用交流变频调速装置的过程中应该积极推广和应用交流电机调速变电技术来调节电动机，达到节能的效果。

结束语：

当前阶段电气工程的节能设计成为电力发展的重点之一，相关单位和组织应该为电气工程的节能设计提供充足的保障，从选择变压器、控制功率因素和电力电缆线节能设计的角度出发，降低电能能耗。此外，通过选取合适的变压器，实现不同变压器之间的优化组合以及处理功率因素和无功功率关系的方式，达到了电气工程的整体优化设计，提升了工程的效率和质量。

作者：黄磊 单位：河南信息工程学校