孫志明

摘 要：電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行確保供電的安全可靠，并帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著城市電網(wǎng)和電力的擴(kuò)大和增容，電網(wǎng)使用的壓力加大，并隨之產(chǎn)生了一些問(wèn)題。所以在電力自動(dòng)化的系統(tǒng)中加入節(jié)能的因素是必然的趨勢(shì)。而電氣自動(dòng)化的節(jié)能技術(shù)現(xiàn)在還在發(fā)展階段，不太成熟，所以必須重視該技術(shù)，并加大對(duì)該技術(shù)的研究運(yùn)用，提高電力的工作效率，提升其穩(wěn)定性，降低使用成本。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù);研究

1 引言

本文針對(duì)電氣自動(dòng)化相關(guān)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)做出了有關(guān)的探討，但技術(shù)總是在不斷變化進(jìn)步的，研究不會(huì)止步不前，相應(yīng)的結(jié)論也應(yīng)在實(shí)踐中逐步得到驗(yàn)證與改進(jìn)。希望今后相關(guān)的技術(shù)能夠取得更好的發(fā)展，能夠?yàn)槲覈?guó)各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)便捷與環(huán)保的電力能源。

2 電氣工程節(jié)能的重要性

2.1 環(huán)保約束要求節(jié)能

隨著社會(huì)的發(fā)展，電已經(jīng)成為人類生活中必不可少的商品。目前，火力發(fā)電是我國(guó)最主要的發(fā)電方式?；鹆Πl(fā)電消耗的是不可再生能源，會(huì)排放污染性氣體，如SO2、NOx和有機(jī)污染物等氣體污染物，嚴(yán)重影響了地球生態(tài)和生物多樣性，對(duì)人類的生活和健康造成了較大影響。從環(huán)境保護(hù)方面考慮，對(duì)電氣工程進(jìn)行節(jié)能是必須的。

2.2 可持續(xù)發(fā)展要求節(jié)能

從1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)以來(lái)，人類進(jìn)入了電器時(shí)代。100多年來(lái)，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，電器設(shè)備也越來(lái)越多樣化，新型設(shè)備的不斷出現(xiàn)，也是對(duì)能源的一大挑戰(zhàn)。如今，能源的短缺是全社會(huì)共同關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題，因此從科學(xué)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展等方面考慮，電氣工程有必要進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。

2.3 社會(huì)進(jìn)步要求節(jié)能

隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于生活的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，對(duì)日常生活的居住環(huán)境要求也在不斷提高。隨著對(duì)能源需求的不斷增大，能源也越來(lái)越緊缺，要解決這個(gè)問(wèn)題，就必須對(duì)電氣工程采取節(jié)能措施。這不僅是適應(yīng)時(shí)代的進(jìn)步，滿足現(xiàn)代生活的基本需求，而且通過(guò)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的節(jié)能創(chuàng)新，可以提高生活中各種電器的使用效率，達(dá)到減少能源消耗的目的，提升社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量。

3 電氣工程節(jié)能的現(xiàn)狀

3.1 電氣工程自動(dòng)化程度較低

電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中起著很重要的作用，提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。但從目前發(fā)展來(lái)看，在工業(yè)生產(chǎn)中，自動(dòng)化的程度仍然落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)現(xiàn)有的自動(dòng)化技術(shù)往往只能完成自己獨(dú)立的幾項(xiàng)工作，而且這幾項(xiàng)技術(shù)還需要通過(guò)多個(gè)設(shè)備共同協(xié)作才能完成。在整個(gè)電氣自動(dòng)化的過(guò)程中，不同環(huán)節(jié)之間的“交流”很少，這樣就不能形成一個(gè)完整的自動(dòng)化鏈，影響了整個(gè)大系統(tǒng)自動(dòng)化的進(jìn)程。

3.2 電氣工程自動(dòng)化耗能大

目前，我國(guó)對(duì)于電氣自動(dòng)化尚沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)企業(yè)主要針對(duì)自身情況及利益考量進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，系統(tǒng)節(jié)能的考慮相對(duì)較少。這就導(dǎo)致了雖然我國(guó)現(xiàn)在發(fā)展十分迅速，但是面臨的能源問(wèn)題也十分嚴(yán)峻。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的能源缺口仍很嚴(yán)重。如果國(guó)家對(duì)于各種自動(dòng)化設(shè)備有嚴(yán)格的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和要求，各企業(yè)大大增加節(jié)能投入，能源消耗的問(wèn)題便會(huì)得到改善。

3.3 自動(dòng)化的建設(shè)較為落后

目前，由于我們國(guó)家對(duì)于電氣自動(dòng)化沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)內(nèi)部的各項(xiàng)設(shè)備又是從不同的制造廠家進(jìn)行采購(gòu)的，而不同供應(yīng)商的設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)往往各取所需，導(dǎo)致在設(shè)備運(yùn)行的狀況下，各廠家提供的設(shè)備零部件之間的信息傳遞不穩(wěn)定，配合不夠默契;導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)部的電氣自動(dòng)化沒(méi)有很好的能力進(jìn)行適應(yīng)，從而影響電氣自動(dòng)化的建設(shè)。

4 電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)研究

4.1 降低傳輸過(guò)程中的電能損耗

在電氣領(lǐng)域和相關(guān)的電力傳輸系統(tǒng)當(dāng)中，在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)電能損耗幾乎是無(wú)法避免的。由于導(dǎo)線中存在電阻，傳輸過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生額外的熱量，使電能轉(zhuǎn)化為熱能而散失，從而降低了傳輸效率。結(jié)合實(shí)際情況分析不難發(fā)現(xiàn)，在電能的傳輸環(huán)節(jié)當(dāng)中，只有導(dǎo)線和電纜中的電阻是可以改變的，其余的線路內(nèi)傳輸電流以及導(dǎo)線的形式都是固定不能改變的。因此，為了有效降低傳輸過(guò)程中的電能損失，就可以對(duì)導(dǎo)線中的電阻進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與優(yōu)化，將傳輸途徑中的不必要電能損耗降至最低。根據(jù)基本物理原理可知，影響導(dǎo)線電阻的相關(guān)因素主要有導(dǎo)線的橫截面積、電導(dǎo)系數(shù)以及導(dǎo)線的長(zhǎng)度，電阻會(huì)隨著導(dǎo)線的長(zhǎng)度增加而變大，隨著截面積增加而減小。為了達(dá)到進(jìn)一步減小導(dǎo)線電阻的目的，可以有針對(duì)性的對(duì)這些相關(guān)物理量進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化?？梢栽诖_定導(dǎo)線使用材料的時(shí)候挑選電導(dǎo)率較小的材料，降低電能損耗。還可以在電能傳輸?shù)募芫W(wǎng)布線過(guò)程中科學(xué)有效的遵循最短路線的原則將導(dǎo)線盡量以直線形式布放，減少傳輸過(guò)程中導(dǎo)線的總長(zhǎng)度，減小總體傳輸距離，從而有效減少傳輸過(guò)程中的電能損耗。

4.2 增大變壓器電壓

電能在傳輸過(guò)程中的效率與變壓器有著直接關(guān)聯(lián)。在電力系統(tǒng)當(dāng)中，變壓器主要擔(dān)負(fù)著轉(zhuǎn)換交流電壓裝置中的電流，電壓和抗阻的作用。按照電磁感應(yīng)原理，變壓器在電能的輸送過(guò)程當(dāng)中其負(fù)載的電壓值越低所帶來(lái)的額外電能損耗也就越多，反之亦然。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)這一物理原理，在保證人們用電需求的基礎(chǔ)上，將輸電環(huán)節(jié)中的電壓值進(jìn)一步降低。提高變壓器上的負(fù)載電壓，可以使電壓消耗按照電壓與損耗電壓成反比的原理而降低，從而確保電能輸送全過(guò)程的高效率。要注意的是變壓器的選擇要以具備自動(dòng)補(bǔ)償功能和節(jié)能環(huán)保為原則。

4.3 科學(xué)使用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備

電力系統(tǒng)當(dāng)中變壓器是耗電大戶。有效降低變壓器上的能源損耗是亟待解決的提高輸電效率的關(guān)鍵性問(wèn)題，可以挑選無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備來(lái)降低其電壓損耗。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的科學(xué)合理利用不但能將供電效率提高，同時(shí)又可以達(dá)到節(jié)能降耗的效果。在無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備選擇的過(guò)程當(dāng)中，首要參考因素就是該設(shè)備的基本參數(shù)，綜合考慮其電壓容量以及電壓負(fù)荷是否符合目前電力系統(tǒng)中的實(shí)際情況。如果將其應(yīng)用于電力傳輸系統(tǒng)中，其是否能根據(jù)運(yùn)行負(fù)荷和補(bǔ)償線路切實(shí)有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。另一方面，要從整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性角度綜合考慮有效補(bǔ)償?shù)目尚行?，根?jù)安裝設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，合理科學(xué)的選用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，避免后期運(yùn)行中故障和其他安全事故的出現(xiàn)。

4.4 充分利用太陽(yáng)能，大力發(fā)展綠色能源，開展光伏產(chǎn)業(yè)

太陽(yáng)能資源的開發(fā)和利用，實(shí)現(xiàn)了人類對(duì)于資源“取之不盡，用之不竭”的美好愿望。隨著我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能資源經(jīng)驗(yàn)的不斷積累和創(chuàng)新，對(duì)太陽(yáng)能資源的開發(fā)和利用技術(shù)也已經(jīng)非常成熟。而我國(guó)西部地區(qū)地域遼闊，人煙稀少，陽(yáng)光充足，這就為我國(guó)發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)提供了便利條件。光伏發(fā)電，就是使太陽(yáng)光折射到硅材料上產(chǎn)生電流進(jìn)行發(fā)電。而光伏產(chǎn)業(yè)，就是與光伏發(fā)電相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，包括硅原材料生產(chǎn)、電池的生產(chǎn)、相關(guān)太陽(yáng)能組件的生產(chǎn)、相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的制造等。因此可見(jiàn)，光伏產(chǎn)業(yè)不僅實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電，滿足人們對(duì)電力的不斷需求，同時(shí)也促進(jìn)了高新產(chǎn)業(yè)的研發(fā)與發(fā)展。光伏產(chǎn)業(yè)不同于傳統(tǒng)的發(fā)電產(chǎn)業(yè)，太陽(yáng)能資源不僅可以再生，還是綠色環(huán)保的資源，對(duì)我國(guó)環(huán)境的保護(hù)起到了重要的作用。所以，在電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)中利用太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)，能更好的節(jié)約電力資源，降低消耗，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能工作的越來(lái)越重視，隨著電氣設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)和節(jié)能減排意識(shí)的提高，電氣工程的節(jié)能工作有了一定的成效。為了使電氣工程進(jìn)一步提高節(jié)能的效果，以適應(yīng)社會(huì)需要，滿足國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的要求，應(yīng)該加大節(jié)能力度，將節(jié)能的理念貫穿于整個(gè)用電過(guò)程。從生產(chǎn)到管理，從輸送到使用，都應(yīng)該以節(jié)能為目的，為合理利用資源做貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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