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摘要：电力系统在运作的整个过程中，不仅要确保输配电装置的安全、可靠，还要在满足居民日常用电需求的基础上进行节能设计。本文根据笔者工作实践，对电气自动化节能的设计原则、设计思路、节能技术进行了探讨。
关键词：电气 自动化 节能设计
中图分类号：TE08 文献标识码：A
一、电气自动化节能的设计原则
1. 符合实际经济效益的原则。以实际经济效益为电气节能效益的设计基础，不盲目的增加相关投资金额，对节能设备和材料进行选择时应该遵循科学合理的经济原则，从而使得节能增加的投资数目能够在较短的时间内通过节能运行而使得经济效益有所保障。
2.适用性原则。直观的说，就是为建筑物内良好人工环境的创设或维持提供必要的能源基础，例如一些建筑设备动力的提供以及符合用电设备对电能质量、负荷容量的要求的优化用电设计，实现其电能的合理利用。
3. 节能性原则。节能重点要放在电气设备的电能损耗上，如变压器的功率损耗、输电线路的额外损耗等等。对其采取有效的节能措施，尽量减少或杜绝与建筑使用功效无关的电能损耗。
综合上述节能原则，大致可以将其设计重点概括为“功能满足，合理经济、技术超前运用”这几点。下面笔者将从节能措施入手，着重阐述如何能够合理的将节能技术运用到建筑工程设计当中。
二、 电气自动化中节能设计思路
1. 提高电气系统的运行效率
为了提高整个电气系统的运行效率，一定要在节能的前提下挑选设备，从一开始就为节能打下基础，除了挑选节能设备之外还可以通过平均分担导线的负荷压力、治理电压的不平衡以及减少电气系统在运行过程中电路的损耗等方式来达到节能的效果。例如在优化配电设计时对导线的负荷能力进行适当的调整使导线的负荷能力可以得到均衡，这些方法都可以提高整个电气系统的运行效率，也在一定程度上达到了節能的目的。
2. 优化配电设计
配电设计是整个电力系统中最至关重要的部分，在进行配电设计之前各个方面都要考虑周全。首先要确保整个电力系统的适用性，使电力系统具有连续、可靠、稳定的性能，还要将控制电气设备的方式尽量简单、容易化；其次就是要保证整个电力系统的安全性能，只有在确保导线的绝缘性良好的基础上才能保证电力系统的安全性，一定要控制好走线时各线路之间的绝缘距离。优化配电设计，不仅要考虑电力系统的适应性和安全性，还要确保整个电力系统导线的负荷能力以及电力系统的防止雷击以及静电等各种问题的发生。
三、电气自动化系统中的节能技术
1.提高功率因素
功率因素是电气运行过程中重要的物理量，其与电气设备的节能效用密切相关。如若功率因素长期控制在较高的水平上，那么电力系统的无功功率会变大，系统电能的转化率也会提高。因此，在整个电力过程中，为达到节能的效果，还可由提高功率因素方面入手。其方法是：
2.1 提高用户负载率
应当要了解的是，极数较少的电动机，它的起动转矩较大，在这个过程中的产生的电流也相对较大，使得电气设备能够在最快速的时间内实现正常运行，工作效率非常高，并且还可能够节约电能的损耗。对动力电力设备，如电动机，可在满足生产规范和使用要要求的前提下，尽量选择极数较少的电动机。除此之外，关于电动机的运转，可让其实现变频自动控制，如此可使电动机负载较小，还能获得较高的功率因素。如当用户的负载率控制在0.7 左右，并处于比较稳定的水平时，能够使变压器的一次侧功率因素达到最高。自然，节能效果也能有所保证。
2.2 装设自动补偿
电容柜除上述提高负载率的措施外，还可在低压电力系统中装设自动补偿电容柜，籍此补偿无功功率，实现节能效果。一般而言，自动补偿电容柜的无功功率需尽量控制在变压器的20%~30%之间，这样就可以实现电力系统的稳定，且节能效果最好。
2.合理选择电力电缆
电力电缆的地位是非常重要的，是输电配电系统的重要组成部分。缺少了足够的电力电缆，何谈正常进行输配电。电力电缆的线路成本相对整个电力工程的投资而言，占有较大比重，尤其是长期投入使用的电力线路，常年的维护量非常大，维护费用非常可观，且还会提高整个电力工程的投资额度。因此，不可小视电力电缆的选择。
2.1 电力电缆的截面选择
在经过精密的计算后，相关人员需参照经济电流密度的曲线及持续允许的电流来进行合理的选择。要做到具体情况具体分析，比如在一年中，符合最大的负荷且使用小时数相同的情况下，按照前者选择电力电缆的截面通常比按后者选择的级别大，这样相当不利于电缆材料的投资和使用。
2.2 电力电缆的材质选择
电力工程的建设单位需具备长远的眼光，以发展求效益。在电缆材质的选择方面，虽然铜质电缆的价格比铝质电缆的价格较为昂贵，但也不应贪图一时的降低成本，就直接采用、选购铝质电缆。因为，从电力电缆的长期使用看，铝质电缆在使用安全和节能方面是远远比不上铜质电缆的。这样，使用成本就大大增加了。还需了解的是，铜电缆的截面越大，与同等条件的铝质电缆相比，价格差距非常大，因此，是否在符合正常进行输电配电的情况下，可适当选用铝质电缆。当然，这种情况需根据现场状况谨慎斟酌。当然，截面较小的铜质电缆与铝质电缆之间的价格差距就没有那么明显了，为了使用安全、节约电能，铜质电缆是首选。
3.降低传输线路的损耗
传输线路自身的电阻在短距离传输时可以忽略不计，消耗电能非常的少。但是对于一些行业，比如说石油或者采矿，因为环境比较特殊，电力设备在工作现场，离电力供应处非常远，这就需要传输线路长距离传输。而如果电流不变，传输线路越长的话，传输电阻总值会越大，这样就导致耗能越大。因此，需要降低传输线路的损耗。具体可以在传输时提高电压数值，这样就使得电流变低，继而使得线路电阻耗能降低，除此之外还可以通过增大线截面或者选用电阻率偏小的电线，达到降低传输线路损耗的目的。
4.变压器的节能设计技术
(1)避免变压器型材带来的大量能耗。变压器的制备材料需要优化设计组合在一起才能真正实现节能，硅钢片、铜片以及绝缘材料等如果设计不合理的话，就会造成很多不必要的能耗。应该秉承节约的理念，满足变压器工作的前提下，选择最为合理的材料和运行介质，既能减少电气自动化工程的成本，又能实现变压器节能的目的。
(2)铜材是一种优秀的材料，为变压器配备的电柜和电线可以采用铜质材料，并用换位导线措施。降低磁密并采用高质量、较薄的冷轧硅钢片，可以有效降低空载运行时变压器的能耗，实现节能的目标。
(3)合理选择变压器的容量和使用台数。所选变压器的额定容量应该根据实际所需电量来确定。如果变压器的容量太小，会让变压器长期处于过度运行状态，加速其老化，减少使用寿命；但是如果所选变压器的容量太大的话，也会使其长期处于轻载状态，过低功率会极度浪费电力资源和变压器使用效率。综合考虑，在选择变压器的时候应该留出大约百分之二十的冗余空间，过多过少都不可取。关于变压器台数的选择，应综合考虑扩容和可能出现的过度耗损情况，不能用过多的变压器台数，那是一种资源浪费。如果使用的变压器台数在2台或者2台以上的话，应该采取并联措施，这样不仅可以提高其安全可靠性能，还能增加电力系统的功率因数，实现真正的节能设计。
四、结语
科学技术的发展进步为建筑电气节能设计提供了很大的上升空间，相关的设计人员可以在设计规划中加入各种有效可行的节能技术，提高建筑节能的经济效益。在节能设备的选择上，应该对其原理、性能、效果有所了解，并从技术层面和经济获益两方面进行比较后再做出理智选择，进而使得有效节能的目的得以实现。
参考文献
[1] 焦邵华, 李娟, 王振霞，等等. 基于现场总线的大型火电厂电气自动化技术[J].工业控制计算机,2012(11):26-28.
[2] 柳宏伟. 无功补偿技术在电气自动化中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2010(24):18-19
关键词：电气 自动化 节能设计
中图分类号：TE08 文献标识码：A
一、电气自动化节能的设计原则
1. 符合实际经济效益的原则。以实际经济效益为电气节能效益的设计基础，不盲目的增加相关投资金额，对节能设备和材料进行选择时应该遵循科学合理的经济原则，从而使得节能增加的投资数目能够在较短的时间内通过节能运行而使得经济效益有所保障。
2.适用性原则。直观的说，就是为建筑物内良好人工环境的创设或维持提供必要的能源基础，例如一些建筑设备动力的提供以及符合用电设备对电能质量、负荷容量的要求的优化用电设计，实现其电能的合理利用。
3. 节能性原则。节能重点要放在电气设备的电能损耗上，如变压器的功率损耗、输电线路的额外损耗等等。对其采取有效的节能措施，尽量减少或杜绝与建筑使用功效无关的电能损耗。
综合上述节能原则，大致可以将其设计重点概括为“功能满足，合理经济、技术超前运用”这几点。下面笔者将从节能措施入手，着重阐述如何能够合理的将节能技术运用到建筑工程设计当中。
二、 电气自动化中节能设计思路
1. 提高电气系统的运行效率
为了提高整个电气系统的运行效率，一定要在节能的前提下挑选设备，从一开始就为节能打下基础，除了挑选节能设备之外还可以通过平均分担导线的负荷压力、治理电压的不平衡以及减少电气系统在运行过程中电路的损耗等方式来达到节能的效果。例如在优化配电设计时对导线的负荷能力进行适当的调整使导线的负荷能力可以得到均衡，这些方法都可以提高整个电气系统的运行效率，也在一定程度上达到了節能的目的。
2. 优化配电设计
配电设计是整个电力系统中最至关重要的部分，在进行配电设计之前各个方面都要考虑周全。首先要确保整个电力系统的适用性，使电力系统具有连续、可靠、稳定的性能，还要将控制电气设备的方式尽量简单、容易化；其次就是要保证整个电力系统的安全性能，只有在确保导线的绝缘性良好的基础上才能保证电力系统的安全性，一定要控制好走线时各线路之间的绝缘距离。优化配电设计，不仅要考虑电力系统的适应性和安全性，还要确保整个电力系统导线的负荷能力以及电力系统的防止雷击以及静电等各种问题的发生。
三、电气自动化系统中的节能技术
1.提高功率因素
功率因素是电气运行过程中重要的物理量，其与电气设备的节能效用密切相关。如若功率因素长期控制在较高的水平上，那么电力系统的无功功率会变大，系统电能的转化率也会提高。因此，在整个电力过程中，为达到节能的效果，还可由提高功率因素方面入手。其方法是：
2.1 提高用户负载率
应当要了解的是，极数较少的电动机，它的起动转矩较大，在这个过程中的产生的电流也相对较大，使得电气设备能够在最快速的时间内实现正常运行，工作效率非常高，并且还可能够节约电能的损耗。对动力电力设备，如电动机，可在满足生产规范和使用要要求的前提下，尽量选择极数较少的电动机。除此之外，关于电动机的运转，可让其实现变频自动控制，如此可使电动机负载较小，还能获得较高的功率因素。如当用户的负载率控制在0.7 左右，并处于比较稳定的水平时，能够使变压器的一次侧功率因素达到最高。自然，节能效果也能有所保证。
2.2 装设自动补偿
电容柜除上述提高负载率的措施外，还可在低压电力系统中装设自动补偿电容柜，籍此补偿无功功率，实现节能效果。一般而言，自动补偿电容柜的无功功率需尽量控制在变压器的20%~30%之间，这样就可以实现电力系统的稳定，且节能效果最好。
2.合理选择电力电缆
电力电缆的地位是非常重要的，是输电配电系统的重要组成部分。缺少了足够的电力电缆，何谈正常进行输配电。电力电缆的线路成本相对整个电力工程的投资而言，占有较大比重，尤其是长期投入使用的电力线路，常年的维护量非常大，维护费用非常可观，且还会提高整个电力工程的投资额度。因此，不可小视电力电缆的选择。
2.1 电力电缆的截面选择
在经过精密的计算后，相关人员需参照经济电流密度的曲线及持续允许的电流来进行合理的选择。要做到具体情况具体分析，比如在一年中，符合最大的负荷且使用小时数相同的情况下，按照前者选择电力电缆的截面通常比按后者选择的级别大，这样相当不利于电缆材料的投资和使用。
2.2 电力电缆的材质选择
电力工程的建设单位需具备长远的眼光，以发展求效益。在电缆材质的选择方面，虽然铜质电缆的价格比铝质电缆的价格较为昂贵，但也不应贪图一时的降低成本，就直接采用、选购铝质电缆。因为，从电力电缆的长期使用看，铝质电缆在使用安全和节能方面是远远比不上铜质电缆的。这样，使用成本就大大增加了。还需了解的是，铜电缆的截面越大，与同等条件的铝质电缆相比，价格差距非常大，因此，是否在符合正常进行输电配电的情况下，可适当选用铝质电缆。当然，这种情况需根据现场状况谨慎斟酌。当然，截面较小的铜质电缆与铝质电缆之间的价格差距就没有那么明显了，为了使用安全、节约电能，铜质电缆是首选。
3.降低传输线路的损耗
传输线路自身的电阻在短距离传输时可以忽略不计，消耗电能非常的少。但是对于一些行业，比如说石油或者采矿，因为环境比较特殊，电力设备在工作现场，离电力供应处非常远，这就需要传输线路长距离传输。而如果电流不变，传输线路越长的话，传输电阻总值会越大，这样就导致耗能越大。因此，需要降低传输线路的损耗。具体可以在传输时提高电压数值，这样就使得电流变低，继而使得线路电阻耗能降低，除此之外还可以通过增大线截面或者选用电阻率偏小的电线，达到降低传输线路损耗的目的。
4.变压器的节能设计技术
(1)避免变压器型材带来的大量能耗。变压器的制备材料需要优化设计组合在一起才能真正实现节能，硅钢片、铜片以及绝缘材料等如果设计不合理的话，就会造成很多不必要的能耗。应该秉承节约的理念，满足变压器工作的前提下，选择最为合理的材料和运行介质，既能减少电气自动化工程的成本，又能实现变压器节能的目的。
(2)铜材是一种优秀的材料，为变压器配备的电柜和电线可以采用铜质材料，并用换位导线措施。降低磁密并采用高质量、较薄的冷轧硅钢片，可以有效降低空载运行时变压器的能耗，实现节能的目标。
(3)合理选择变压器的容量和使用台数。所选变压器的额定容量应该根据实际所需电量来确定。如果变压器的容量太小，会让变压器长期处于过度运行状态，加速其老化，减少使用寿命；但是如果所选变压器的容量太大的话，也会使其长期处于轻载状态，过低功率会极度浪费电力资源和变压器使用效率。综合考虑，在选择变压器的时候应该留出大约百分之二十的冗余空间，过多过少都不可取。关于变压器台数的选择，应综合考虑扩容和可能出现的过度耗损情况，不能用过多的变压器台数，那是一种资源浪费。如果使用的变压器台数在2台或者2台以上的话，应该采取并联措施，这样不仅可以提高其安全可靠性能，还能增加电力系统的功率因数，实现真正的节能设计。
四、结语
科学技术的发展进步为建筑电气节能设计提供了很大的上升空间，相关的设计人员可以在设计规划中加入各种有效可行的节能技术，提高建筑节能的经济效益。在节能设备的选择上，应该对其原理、性能、效果有所了解，并从技术层面和经济获益两方面进行比较后再做出理智选择，进而使得有效节能的目的得以实现。
参考文献
[1] 焦邵华, 李娟, 王振霞，等等. 基于现场总线的大型火电厂电气自动化技术[J].工业控制计算机,2012(11):26-28.
[2] 柳宏伟. 无功补偿技术在电气自动化中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2010(24):18-19