电气自动化节能设计技术应用研究刘金鑫

刘金鑫杨金龙

摘要：电气自动化是电气信息领域一门新兴的学科，其触角延伸到各行各业，与我们的日常生活息息相关。特别是在生产效率的提升、劳动生产成本的降低及劳动环境的改善等方面都有它的身影，其显著作用也是不容忽视的。绿色环保、零碳、零污染等一系列口号的应运而生，家喻户晓，节能减排意识也得到了社会各界的广泛认可，现在已变成衡量经济是否健康的重要标准。

关键词：电气自动化；节能设计；技术应用

1前言

保证用电的安全、可靠，是电气自动化系统的必备功能，同时还应为建筑和电力系统的工程建设创造更好的经济效益和社会效益。因为日益扩大的城市电网，也使电力增容不断增加，需要大量的变频器和整流器，随之会产生大量的谐波，对国家电网造成了危害。所以从节能和谐波消除的方向入手，着眼于变压器、无功补偿和电力滤波器的技术，研究电气自动化节能技术的应用。

2电气自动化节能设计技术的重要性

电气自动化与人们的生产生活联系越来越紧密，而且在各行各业中得到越来越广泛的运用。作为我国新能源领域重点发展和突破的部分，电气自动化的节能技术设计就会显得尤为重要，节能技术的大力发展可以有效减少电能的消耗和浪费，输电网就不会进入供电、输电受阻的恶性循环，与此同时，节能技术的运用还会为广大居民提供更加良好的环境和发展空间；对于企业生产而言，电气自动化技术的运用会让各种电气设备更加安全可靠，一方面降低了能源消耗、减少能源成本开支，另一方面也也提高了企业的工作效率，最终使得企业获得最大的经济效益。所以，对电气自动化节能技术的研究是一项非常有意义的事情，也是追求可持续发展要求的我们所要求的方向和目标。

3电气自动化节能设计技术的应用

3.1减少电能的传输损耗

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人手：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。

3.2无功补偿技术

在电气自动化系统中，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，从而大幅度影响到电能质量和电网的经济运行。因此，为了实现无功就地平衡，减少损耗，可以选用恰当的无功补偿设备，这样也能够有效提高社会和经济的双重效益。具体而言，对无功补偿设备有以下几点要求：一是在使用电容器补偿时，电容器容量的确定应该根据具体参数，如目标功率因数、配电电压的容量、负荷等等，通过对这些参数的计算来确定；二是为了达到良好的补偿效果，应该采用集调节平滑、跟踪准确、适应面广等优点为一体的模糊投切方式，因为以前的补偿电容组中电容器的分担方式、投切开关的方式、按编码配置的方式、按比例分配的方式等，都不能达到现在我们想要的补偿效果；三是最好选择无功功率作为投切参数物理量，以有效防止投切振荡、无功倒送等情况的发生。此外，无功补偿装置最好就地安装，实行就地补偿，这样才能使线路上的无功传输减少，达到节能的目的。

3.3变频技术的应用

目前，变频器主要是应用在交流电动机（异步电动机、同步电动机）的转速的调节方面，是目前为止公认的最有前途的交流电动机调速的方案。变频器在具有优秀的调速性能外，还具有显著的节能作用。在中国是在20世纪80年代所引进的，随之在我国节能的应用方面，变频器成为了很重要的节能自动化设备，得到了迅速的发展与大范围的应用。变频器在生产之初是在对速度进行调控方面来发挥作用的，我国目前将这种调节速度的功能应用在节能的功能上，并且取得了一些成效。我国每一年的电力消耗中，有60%～70%是动力电，在总容量5.8亿的电动机中，变频控制的电动机设备只2000万千瓦，所以，我国提倡节能降耗的同时也非常注重发展变频调速技术的发展。变频调速技术使电动机在节能的转速形式下运行，并且在一定程度上对电动机的转速控制精度进行提高。

3.4使用有源滤波器来进行节能

要根据滤波器的技术处理要求，对电气设备错误操作状态下的滤波器控制方案予以分析，根据谐波的实际存在特点，对滤波器的有效应用技术进行全面的分析，切实保证谐波处理技术能够在滤波器的技术方案得到精准控制的情况下，与电气设备的数量控制要求相适应，保证所有的电网阻抗分析都能在电压重叠状态下加以处置，增强电气设备误操作状态下的电压控制价值。除此之外，要加强对滤波器阻抗特点的关注，根据错误操作状态下的滤波器特性，对具体的滤波动态体系特征加以研究，以便具体的动态性能分析工作可以在功率范围得到精准控制的情况下，与电压控制体系的应用要求相适应，增强变压器的技术优化需要，并保证电力资源可以在节能技术的优化应用中得到全面完善。要结合无功补偿技术的节能控制特征，对自动化技术在这一过程中的转变特点予以分析，以便自动化技术的优势条件可以更好的适应节能技术的处理特点，并保证节能技术不会与电气自动化的操作要求形成冲突。

3.5提升电力设备的功率因数

提升电力设备的功率因素有助于具体实现电力系统的节能降耗，提升设备功率的具体措施主要有：首先，提高电力系统的自然功率，在符合电力输送需求的条件下，选用级数较少的电动机，提高设备的运行效率，达到节能降耗的目的。其次，工业生产用电需求通过提高系统的自然功率不能得到有效的满足，那就需要采取人工补偿方式，设置补偿装置提高系统功率因数，常见的方法有集中补偿和就地补偿，本着分级补偿及就地平衡原则，减少无用功的传输，提高供电质量、稳定电压，实现节能降耗的目的。

4结束语

总而言之，在现代科学技术飞速发展的大环境下，为了节能型经济能够得到有效的开发和推广发展，我国已开始大范围开展节能型经济模式，并制定出一系列的相关政策为此保驾护航。同时对于电力自动化的行业来说，也必然要将以上作为企业发展的契机，深入行业节能理念，充分深入研究节能设计这一技术并运用到企业的研究设计领域，提高电力自动化的节能性价比，贯彻执行可持续发展理念。

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