劇鳳玲

（開灤集團(tuán)唐山礦業(yè)分公司洗煤廠，063000）

電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)分析

劇鳳玲

（開灤集團(tuán)唐山礦業(yè)分公司洗煤廠，063000）

無論是在工業(yè)還是人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中，節(jié)能都成為國家和人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。就工業(yè)行業(yè)來講，電氣是其中的重要的節(jié)能領(lǐng)域之一，做好電氣節(jié)能是所有電氣行業(yè)的從業(yè)者都應(yīng)該關(guān)注的課題。做好電氣節(jié)能工作，不僅可以保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，還可以提高工業(yè)的生產(chǎn)效益，推動工業(yè)的進(jìn)步。因此，本文簡要分析了電氣自動化領(lǐng)域的節(jié)能設(shè)計技術(shù)的基本原則，并提出了一些可能的策略和做法。

電氣自動化；節(jié)能設(shè)計；原則；技術(shù)

0 前言

我國一直在努力建設(shè)環(huán)境友好型和資源集約型社會，節(jié)能已經(jīng)成為人們生活中常常討論的話題之一。而就電氣自動化領(lǐng)域的從業(yè)人員來講，不僅要保證供電的安全性與可靠性，還要努力使整個供電工程同時具有良好的生產(chǎn)效益與社會效益。因此，電氣自動化的節(jié)能設(shè)計就顯得尤為重要，若其能夠得到深入的研究和大力的發(fā)展，不僅能夠介紹電能的消耗和浪費(fèi)，還可以為居民帶來更好的用電環(huán)境，對國家的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。本文就節(jié)能設(shè)計的基本原則和相應(yīng)的對策措施作了簡要的分析，以供參考。

1 電氣自動化的節(jié)能設(shè)計原則

1.1 優(yōu)化配電設(shè)計

為電氣工程中的用電設(shè)備提供充足的動力是電力系統(tǒng)最重要的作用和任務(wù)，因此，電力系統(tǒng)的適用性在整個電氣自動化的設(shè)計中就顯得尤為重要。適用性要求電力系統(tǒng)能夠?yàn)橛秒娫O(shè)備提供安全可靠的負(fù)荷容量和供電設(shè)備，還應(yīng)該滿足電氣設(shè)備所需要的不同的控制方式。此外，還要保證整個電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中保持穩(wěn)定、高效、靈活、可靠等特點(diǎn)。

1.2 安全可靠

采用節(jié)能技術(shù)，必須以電氣設(shè)備的安全運(yùn)行為前提，不能僅僅關(guān)注節(jié)能指標(biāo)而忽略了生產(chǎn)作業(yè)的安全性。若想保證電氣系統(tǒng)的安全性，最先必須要保證的就是絕緣，一是要求導(dǎo)線有良好的絕緣效果，二是要求在走線的過程中導(dǎo)線之間有一定的絕緣距離。此外，防雷、地接等問題也要納入設(shè)計的考慮范圍之內(nèi)。

1.3 對環(huán)境的影響

在進(jìn)行電力系統(tǒng)的設(shè)計時，不僅要關(guān)注生產(chǎn)效益，還要關(guān)注其社會效益。要考慮到設(shè)計中所采用的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能設(shè)備對環(huán)境是否具有破壞作用，找到對環(huán)境的影響與節(jié)約的能源之間的平衡點(diǎn)。保護(hù)環(huán)境是每位從業(yè)人員都應(yīng)該遵守的基本準(zhǔn)則。

2 電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)

2.1 選擇合理的變壓器

變壓器的選擇在節(jié)能設(shè)計中起著至關(guān)重要的作用。變壓器中不可缺少的有硅鋼片、銅線、鋼材、絕緣子等，這些材料如果選擇不合理，常會造成大量的變壓器型材損耗，浪費(fèi)電能。因此，在選擇過程中，應(yīng)遵循節(jié)能與滿足工作需要并重的原則選擇材料和運(yùn)行介質(zhì)。例如，在配電柜和配電線路的設(shè)計上，如果選擇銅質(zhì)的材料，并且將導(dǎo)線換位，就可以有效降低變壓器對電能的損耗。就硅鋼片來講，其厚度對電能也有一定的影響，在滿足運(yùn)行的前提下，選用厚度較小的硅鋼片可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的作用。

其次，一些舊型號的變壓器由于技術(shù)的限制，耗能較高。因此，淘汰舊變壓器，選用新型的高效節(jié)能變壓器，雖然會增加設(shè)備更換成本，但是從長期來看，其可以有效減少變壓器的功率損耗，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。通常，選擇功率損耗較小，單相自動補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備，以及三相四線的變壓器，可以使電流負(fù)荷在運(yùn)行的過程中保持平穩(wěn)，降低電能損耗。

最后，就變壓器的安放位置來說，無論是在工作車間還是高樓當(dāng)中，如果能將變壓器安放搭配承擔(dān)最多電力負(fù)荷的位置，不僅方便管理，還可以大大減少所需的電纜長度，以達(dá)到降低電能消耗的目的。在實(shí)現(xiàn)工作性能的條件下，盡量選擇電功率較小和橫截面較大的導(dǎo)線，通過減少電阻的方式控制電能的損耗量。

2.2 提高系統(tǒng)功率因素

首先，可以提高系統(tǒng)的自然功率。在運(yùn)行過程中選擇極數(shù)較少的電動機(jī)，則可有效地提高設(shè)備的運(yùn)行效率，節(jié)約能耗。而變頻自動控制的電動機(jī)（如圖1所示），也可以降低電動負(fù)荷，提高功率因素。這些措施并不需要對設(shè)備進(jìn)行過多的重新投資，因此具有較高的經(jīng)濟(jì)性和可行性，也是節(jié)能設(shè)計的常見措施。

其次，由于單依靠提高自然功率有時通常無法完全滿足工業(yè)生產(chǎn)的用電需求，因此還可以選擇利用人為的方法提高系統(tǒng)功率因素，也叫做人工補(bǔ)償法。常見的方法有集中補(bǔ)償以及單獨(dú)就地補(bǔ)償。為了減少傳輸無用功，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，要堅持分級補(bǔ)償?shù)脑瓌t和就地平衡的原則。在電力系統(tǒng)當(dāng)中，無功功率一直消耗著大量的不必要的電能，占用供配電設(shè)備的容量。這會導(dǎo)致電網(wǎng)的低電壓，對供電的質(zhì)量有著嚴(yán)重的影響，同時還提高了電網(wǎng)的運(yùn)行費(fèi)用。對于普通的家用用戶來說，無功功率會降低功率因數(shù)，當(dāng)因數(shù)降低到一定的標(biāo)準(zhǔn)（通常為0.9）時，供電部門會向用戶收取一定比例的額外費(fèi)用，增加了居民的用電成本。但是選用合適的無功補(bǔ)償設(shè)備就可以達(dá)到無功就地平衡的原則，提高功率因素，從而在減少能源損耗的同時，提高供電質(zhì)量、穩(wěn)定電壓，社會效益與經(jīng)濟(jì)效益并存。舉例來說，在受導(dǎo)電抗的作用下，來自交流機(jī)的電流和交流電壓的相位角非零，從而使所使用的電氣無法完全吸收由電機(jī)產(chǎn)生的電能，這部分未被充分吸收的電能則不會釋放出來，而是不斷地在電機(jī)和用電器之間來回往返變化。而電容器補(bǔ)償則可以與無功率的電能抵消，即Q=QL-QC。

2.3 濾波器

在現(xiàn)代的電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，非線性電壓電流特性的電氣裝置不斷增加，由此產(chǎn)生的諧波電流也不斷增多，從而導(dǎo)致這部分諧波電流所產(chǎn)生的電壓與基波電壓重合，是電壓產(chǎn)生畸變，使得與電網(wǎng)向連接的設(shè)備發(fā)出錯誤的動作。而避免這些錯誤發(fā)生就要盡量避免諧波的生成，目前，使用有源濾波器是消除諧波最佳的方式。

3 總結(jié)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，電氣自動化技術(shù)也在不斷的進(jìn)步和完善之中，這其中的節(jié)能技術(shù)更是有待學(xué)者和從業(yè)人員的深入研究。目前，我國的節(jié)能技術(shù)已經(jīng)基本可以實(shí)現(xiàn)大幅度地減少能源的損耗，目前最需的就是將這些技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際工作當(dāng)中，以相關(guān)的原則為指導(dǎo)，采取相應(yīng)的措施，在實(shí)踐中不斷進(jìn)步和發(fā)展，提高經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

[1] 陸偉.電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2015,07:94-95.

[2] 張明思,陸捷.簡析電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)[J].裝備制造技術(shù),2015,02:222-223.

[3] 關(guān)艷翠.淺析電氣自動化工程中的節(jié)能設(shè)計技術(shù)[J].科技經(jīng)濟(jì)市場,2014,08:8.

Analysis of energy saving design technology for electrical automation

Ju Fengling
（Kailuan Group Mining Company of Tangshan Coal Washery,063000）

Energy saving has become one of the focus of national and people's daily life,whether in the industry or in people's daily life..Is industry,electric is one of the important fields of energy saving, good electrical energy is all electrical industry practitioners should pay attention to the issue.Do a good job of electrical energy can not only protect the environment,conserve resources,can also increase the benefits of industrial production,to promote industrial progress.Therefore,this paper analyzes the basic principle of electrical automation in the field of energy saving design technology,and puts forward some possible strategies and practices.

electrical automation;energy saving design; principle;Technology

（圖1 電動機(jī)變頻自動控制示意圖）