蒲云飛

新疆西部合盛熱電有限公司 新疆石河子 832000

在當(dāng)前的社會(huì)背景下，我國(guó)的能源短缺問(wèn)題，變得更加嚴(yán)重。在迚行經(jīng)濟(jì)建設(shè)時(shí)，降低能源的消耗率，就可以對(duì)這些問(wèn)題，迚行有效的緩解。而丏相關(guān)的建設(shè)，已經(jīng)引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。在這種形勢(shì)下，研發(fā)出來(lái)了新型的電氣自勱化技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，可以在一定程度上，降低能源的損耗情況，而丏能夠?qū)﹄娏δ茉崔壭泄?jié)約。所以，在迚行電氣自勱化工程建設(shè)時(shí)，已經(jīng)開(kāi)始迚行節(jié)能的設(shè)計(jì)，幵丏將節(jié)能減排定為了工程的應(yīng)用目標(biāo)，使得自勱化技術(shù)不綠色環(huán)保技術(shù)迚行了完美的融合。

1 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要分為開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)控制，是一種無(wú)反饋信息的控制系統(tǒng)。即電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)開(kāi)啟后，沿著預(yù)先設(shè)定的指令運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，操作者無(wú)法根據(jù)運(yùn)行情況對(duì)預(yù)先設(shè)定的指令進(jìn)行調(diào)整，也無(wú)法下達(dá)新的指令。只有當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束后，操作者才可以為下一次的系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)定相關(guān)的指令。所以在開(kāi)環(huán)控制的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，操作者設(shè)定的指令對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行效果起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)操作者設(shè)定的指令準(zhǔn)確無(wú)誤時(shí)，系統(tǒng)可以達(dá)到預(yù)期的運(yùn)行效果，但萬(wàn)一設(shè)定的指令出錯(cuò)，那么在系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束前，將無(wú)法進(jìn)行修改或其他處理。這種情況下，往往會(huì)造成不可挽回的重大損失。閉環(huán)控制與開(kāi)環(huán)控制恰恰相反，閉環(huán)控制不僅能夠根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況給予信息反饋，還可以根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和修正。相比于開(kāi)環(huán)控制，閉環(huán)控制的方法比較靈活，穩(wěn)定性更高。閉環(huán)控制的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中[1]。

2 電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

2.1 秉持國(guó)家環(huán)保要求

電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)要嚴(yán)格遵守國(guó)家環(huán)保要求。提高能源利用的方便性和實(shí)用性是國(guó)家能源具體要求。除此之外，還需要選擇節(jié)能環(huán)保型的電氣材料。電氣自動(dòng)化設(shè)備的使用是有具體年限要求的，因此一旦設(shè)備接近最大使用年限，則需要定期更換，淘汰老舊的電氣設(shè)備，以免設(shè)備老舊導(dǎo)致能源過(guò)度消耗。因此電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)人員在一開(kāi)始就需要對(duì)上述問(wèn)題全面考慮，結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)要求，選擇最佳節(jié)能環(huán)保材料，確保所使用的材料可循環(huán)使用，降低企業(yè)生產(chǎn)上的投入。

2.2 秉持綠色環(huán)保安全用電要求

電氣自動(dòng)化在設(shè)計(jì)節(jié)能減排技術(shù)時(shí)，需要秉持綠色環(huán)保安全用電的設(shè)計(jì)要求，提高綠色資源的應(yīng)用效率。舉例來(lái)說(shuō)，國(guó)家可以積極發(fā)展太陽(yáng)能技術(shù)，太陽(yáng)能作為一種清潔可再生能源，對(duì)于電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展來(lái)說(shuō)具有重要意義。此種能源可在確保安全用電的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

2.3 秉持提升經(jīng)濟(jì)效益原則

電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)人員在節(jié)能減排原則的基礎(chǔ)上，還要確保企業(yè)獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。目前節(jié)能減排技術(shù)人員在設(shè)計(jì)上還存在一定的誤區(qū)，認(rèn)為電氣消耗程度越低，對(duì)于企業(yè)起來(lái)在節(jié)能減排上的投入成本就越高，此種片面的認(rèn)識(shí)不符合節(jié)能發(fā)展理念。因此在節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)問(wèn)題上，需要設(shè)計(jì)人員提前做好相應(yīng)的規(guī)劃，將設(shè)備的改造經(jīng)費(fèi)控制在合理范圍，在確保設(shè)備安全運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

3 電氣工程及其自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 變壓器的選擇

供電系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的組成部分就是變壓器，電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)重點(diǎn)就是變壓器的選擇。不同材質(zhì)的變壓器在使用時(shí)，產(chǎn)生的損耗不同，如變壓器內(nèi)部材料是銅材料時(shí)，變壓器在運(yùn)行過(guò)程中由于電流的通過(guò)造成損耗，將低于變壓器內(nèi)部材料是鐵時(shí)造成的損耗。所以，在選擇變壓器的過(guò)程中，最好挑選內(nèi)部材料是銅的變壓器。但是在挑選變壓器時(shí)不能僅考慮變壓器內(nèi)部的材料，還需要與實(shí)際工程中的需求以及節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)相結(jié)合再選擇: 首先，變壓器自身要具備一定的節(jié)能功能，變壓器自身具備節(jié)能功能在一定程度上減少多種因素可能帶來(lái)的影響，其節(jié)能效果最好[2]。

3.2 集中控制

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行中通常會(huì)涉及多個(gè)機(jī)械設(shè)備，為了提升電氣自動(dòng)化的控制能力，將所有設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行合并監(jiān)控，不僅能夠?qū)Ω黜?xiàng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)有效的管控，還能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，極大提升了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作效率。雖然集中控制這種操作方式優(yōu)勢(shì)眾多，但只適合數(shù)量較少的設(shè)備。因?yàn)楫?dāng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備數(shù)量過(guò)多時(shí)，就會(huì)對(duì)實(shí)施集中監(jiān)控的主機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，不僅會(huì)影響主機(jī)的運(yùn)行速度，甚至?xí)霈F(xiàn)信息的卡頓和延遲，影響電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的使用效果。實(shí)現(xiàn)全部設(shè)備的集中監(jiān)控，需要通過(guò)大量的線纜將運(yùn)行設(shè)備與控制主機(jī)相連接，這樣不僅會(huì)提升電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本，還會(huì)增加整個(gè)設(shè)備環(huán)境內(nèi)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 減少電力能源損耗問(wèn)題

在迚行電氣自勱化工程建設(shè)時(shí)，要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能的設(shè)計(jì)目標(biāo)。首先要采取有效的措施。對(duì)電線和電纜的電阻迚行降低，才能提高電力能源的傳遞效率，避免在迚行工程建設(shè)時(shí)，出現(xiàn)較多的能源損耗問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)該對(duì)電線和電纜的材料，迚行正確的選擇，幵丏盡可能地選擇一些電阻比較小的材料，迚行具體的應(yīng)用，才能減少傳遞過(guò)程中的電力資源損耗情況。在迚行工程設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)，還要對(duì)電線的使用長(zhǎng)度，迚行有效的縮短，避免在工程施工時(shí)，出現(xiàn)了一些多余電線的使用情況。最后在迚行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對(duì)供電之間的距離，迚行有效的縮減。確保負(fù)載中心和變壓器設(shè)備之間的距離更小，避免在迚行電力能源傳輸時(shí)，出現(xiàn)丌必要的損耗問(wèn)題，只有這樣才能保證電氣自勱化工程的建設(shè)更加的高效。

3.4 選用優(yōu)質(zhì)光源

一般來(lái)說(shuō)，在迚行電氣自勱化工程建設(shè)時(shí)，照明設(shè)備的選擇，也是非常重要的。而丏這項(xiàng)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，是企業(yè)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，出現(xiàn)電力消耗問(wèn)題的主要因素。所以設(shè)計(jì)人員在對(duì)工程迚行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)照明系統(tǒng)迚行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，確保照明系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)，能夠?qū)λ械哪茉?，迚行有效的?jié)約，避免出現(xiàn)能源消耗過(guò)大的問(wèn)題。在迚行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性發(fā)展目標(biāo)，及系統(tǒng)的適用性等因素，迚行綜合考慮，盡可能地選擇一些節(jié)能效果比較好的高效能源。確保這些能源在應(yīng)用時(shí)，能夠發(fā)揮更大的作用，降低資源浪費(fèi)情況的發(fā)生次數(shù)。設(shè)計(jì)人員在對(duì)工程迚行實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)該根據(jù)業(yè)主的需求，以及工程的建設(shè)特點(diǎn)，對(duì)光源迚行正確的選擇。光源在應(yīng)用時(shí)，必須充分發(fā)揮照明的作用。要在充分發(fā)揮自身功能的基礎(chǔ)上，提高能源的節(jié)約效率。

3.5 智能技術(shù)

智能技術(shù)我是電氣系統(tǒng)中的一個(gè)重要技術(shù)，它的優(yōu)勢(shì)就是可控性較強(qiáng)，如果電網(wǎng)出現(xiàn)了故障，智能技術(shù)就可以發(fā)揮警報(bào)作用，通知相關(guān)人員及時(shí)采取措施，盡快修復(fù)故障它可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，減輕了工作人員的勞動(dòng)量，提高了安全性和可靠度，主要是通過(guò)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行綜合實(shí)施[3]。

3.6 照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

在整個(gè)建筑工程中用電量較大的還有照明系統(tǒng)，整個(gè)照明系統(tǒng)需要使用大量的電力資源，因此，做好建筑照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)能夠在很大程度上減少整個(gè)建筑的能源消耗。而要想做好照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，需要注意以下2 個(gè)方面的情況：

（1）記性光源的選擇時(shí)要盡量選擇節(jié)能燈，不使用白熾燈，減少電能的消耗，同時(shí)節(jié)能的質(zhì)量也較好，出現(xiàn)損壞的概率較低，能夠使用較長(zhǎng)時(shí)間，這樣，也在一定程度上節(jié)約購(gòu)買照明設(shè)備的成本。同時(shí)，在記性光源選擇的過(guò)程中，需要根據(jù)節(jié)能原則的要求對(duì)光源進(jìn)行選擇，從而保證節(jié)能性目標(biāo)滿足實(shí)際應(yīng)用。

（2）做好對(duì)自然光源的利用工作，在整個(gè)建筑工程周圍有許多的自然光源，要做好對(duì)這些光源的利用工作，通過(guò)這些光源實(shí)現(xiàn)日常生活的照明。如加大門(mén)窗，使更多的陽(yáng)光能夠照射進(jìn)來(lái)，同時(shí)，也要選擇透光性較好的玻璃門(mén)窗，確保陽(yáng)光能夠充分照入，減少對(duì)電源的消耗。對(duì)一些較為廣闊的建筑要充分地利用好地形，做好對(duì)自然光的利用。

3.7 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

供配電系統(tǒng)是整個(gè)建筑電氣化節(jié)能中較為重要的環(huán)節(jié)之一，因此，一定要重視對(duì)用電設(shè)備的負(fù)荷、特點(diǎn)進(jìn)行全方位的分析，確保整個(gè)供電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)于用電系統(tǒng)各個(gè)方面的工作要進(jìn)行合適的處理。其中，具體的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工注意事項(xiàng)如下：

（1）要將整個(gè)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)得較為簡(jiǎn)單，確保整個(gè)電壓系統(tǒng)能在同一級(jí)下進(jìn)行合理的工作，保證電壓的同級(jí)性，對(duì)于變電、配電設(shè)備也要保持一致。如果在特殊情況下必須進(jìn)行多種設(shè)備的組合，那么相差的等級(jí)不能超過(guò)2 級(jí)。

（2）要按照建筑工程的實(shí)際情況進(jìn)行電壓的選擇，保證電壓供應(yīng)的合理性，防止出現(xiàn)電壓大量損耗的現(xiàn)象，盡量節(jié)約能源。

（3）進(jìn)行布線工作時(shí)要在滿足輸電需求下盡可能地減少布線的距離，這樣便可以減少電量在整個(gè)傳輸過(guò)程中的損失；同時(shí)在進(jìn)行布線工作開(kāi)展的過(guò)程中，還需要做好安全方面的管理工作，減少安全問(wèn)題引起的故障，從而提高節(jié)能效果。

（4）變壓器一定要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行選擇，在保證電壓合理供應(yīng)可靠的情況下，降低成本，使得企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

（5）根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行電纜和導(dǎo)線的選擇，要安排專業(yè)人員根據(jù)實(shí)際的建筑建設(shè)情況進(jìn)行設(shè)備的選擇，滿足整個(gè)建筑的用電需求量，同時(shí)減少成本的投入。

3.8 抑制諧波的產(chǎn)生

非線性阻抗特性諧波源負(fù)荷在民用建筑電氣設(shè)備中較為常見(jiàn)。據(jù)相關(guān)資料研究顯示諧波損耗占整個(gè)系統(tǒng)損耗的三分之一，可見(jiàn)抑制諧波產(chǎn)生是節(jié)能降耗的有效措施。其中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中抑制諧波的產(chǎn)生可以從以下幾方面分析，一是將濾波器安裝上，且要注意濾波器的安裝條件。濾波器適合安裝在自然功率因數(shù)較低且需要做電容補(bǔ)償?shù)呐潆娤到y(tǒng)中。濾波器可以將電流畸變情況降低，能有效避免設(shè)備和饋線過(guò)載問(wèn)題，確保設(shè)備運(yùn)行的靈敏度。此外，科學(xué)使用有源濾波器可以避免電網(wǎng)連接的電氣設(shè)備出現(xiàn)故障。電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)在使用的過(guò)程中，會(huì)由于某些失誤動(dòng)作導(dǎo)致電氣設(shè)備的數(shù)量增加，促使大量諧波的出現(xiàn)。這些諧波受電網(wǎng)阻抗作用的影響會(huì)出現(xiàn)電壓重復(fù)等問(wèn)題，進(jìn)而促使電壓出現(xiàn)畸變。該問(wèn)題未及時(shí)解決的情況下，會(huì)促使電氣設(shè)備出現(xiàn)一系列的故障。而科學(xué)使用有源濾波器正可以解決上述問(wèn)題，顯著提升電氣設(shè)備的運(yùn)行效率。比如配電系統(tǒng)中有相對(duì)集中的大容量非線性負(fù)載時(shí)，可以選擇無(wú)源濾波器。配電系統(tǒng)中有相對(duì)集中的大容量非線性負(fù)載且負(fù)載變化較為明顯時(shí)可以選擇有源濾波器。而有源濾波器和無(wú)源濾波器混合使用的情況為配電系統(tǒng)中有相對(duì)集中穩(wěn)定運(yùn)行的大容量非線性負(fù)載，且此種非線性負(fù)載的變化情況較為顯著。上述情況下可以采用有源和無(wú)源混合型濾波器。其中有源低通濾波器的電路圖見(jiàn)圖1。除了采用濾波器來(lái)抑制諧波外，工作人員也可以采取有效的技術(shù)來(lái)抑制配電系統(tǒng)中諧波問(wèn)題。比如可以將D·yn11 型聯(lián)接用于普通民用建筑配電變壓器組中，對(duì)于諧波產(chǎn)生較為嚴(yán)重的場(chǎng)所可以采用D·yz5型聯(lián)接；TN-S 制可以被用在公共建筑配電系統(tǒng)接地保護(hù)中，起到降低諧波干擾接地線路的作用；在配電系統(tǒng)上游盡可能放置非線性負(fù)載，以免諧波對(duì)下游造成的干擾作用；對(duì)于諧波較為嚴(yán)重且大功率設(shè)備可以采用不同母線供電模式，并將線路電抗器安裝在供電線路上，起到增大供電線路阻抗，抑制諧波的目的。

3.9 促使電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)和光伏設(shè)備有效結(jié)合

光伏產(chǎn)業(yè)從目前的發(fā)展形勢(shì)來(lái)說(shuō)，未來(lái)的發(fā)展空間是非常大的，所呈現(xiàn)出來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)也較為明顯。積極將電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)與光伏設(shè)備結(jié)合在一起是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，兩者之間有效結(jié)合可以將節(jié)能環(huán)保工作效率顯著提升。近幾年來(lái)我國(guó)環(huán)保指標(biāo)呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)，光伏產(chǎn)業(yè)也形成了自己特有的環(huán)保系統(tǒng)。因此光伏產(chǎn)業(yè)與電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)可以以節(jié)能減排為主線，推動(dòng)兩者之間的合作。只有這樣才能促使我國(guó)電力行業(yè)又好又快地發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

在設(shè)計(jì)節(jié)能設(shè)備的過(guò)程中，可以從電阻的選擇、變壓器的選擇、增加電氣工程自動(dòng)化的工作效率、改進(jìn)配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面對(duì)節(jié)能設(shè)備進(jìn)行研究，最終實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化信息技術(shù)達(dá)到節(jié)能的目的，有效地提高電氣工程技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率。