论文部分内容阅读
摘 要：随着经济社会的不断发展，人类消耗的能源越来越多，在利用能源的过程中也产生了巨大的资源浪费问题，加强对节能降耗技术的研究与应用，成为各行各业普遍面临的问题。基于此，本文以电气工程自动化为例，阐述了电气工程自动化节能设计的原则，并从变压器设计、供电线路选择等方面提出几点电气工程自动化节能设计的措施，希望能为节能降耗提供参考。
关键词：电气工程；自动化；节能降耗；设计策略
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0300-01
近年来，我国的经济发展进入转型期，保护环境、节能降耗、推动可持续发展成为国家的重要政策，也受到了全社会的普遍关注。电子工程自动化系统的运行会消耗大量能源，为响应国家节能减排的政策，就必须在电气自动化工程中应用节能技术，降低能耗，实现电气系统运行质量与效益的提升。
1 電气工程自动化节能设计
电气自动化是电气信息领域的一门学科，其与人们的日常生活、各行业的生产都有着密切联系，其在降低运行成本、提升劳动生产率、改善劳动条件等方面发挥着重要作用。可以说，先进的电气自动化技术是推动各行业进步的有力武器。近年来，绿色工业革命逐步兴起，随着城乡电网的不断扩大，电力系统不断增容，各种电气设备越来越多，从节能角度考虑，在变压器、传输线路、无功补偿、有源滤波器等方面下功夫，降低电气系统损耗，能有效节约电力能源，缓解供电紧张的局面。
2 电气工程自动化节能设计的原则
2.1 先进性
近年来，我国各项技术均取得了突飞猛进的发展，各种新型设备和材料被应用到各个行业，这也给电气工程的自动化及节能设计提供了更多的选择。电气工程自动化及节能设计应参照电力系统的运行实际情况选择最佳设计方案，实现最佳的控制效果与节能效果。同时，还要全面总结对能源消耗、污染排放的应对办法，实现电力系统的可持续发展。
2.2 安全性
电气工程自动化节能设计的安全性是一个重要问题，设计人员在设计时除了要关注节约能源、提升运行效率外，还要时时关注电气系统的运行状态，最大化地提升设备的可靠性和安全性，确保系统在稳定、可靠的环境中运行。
2.3 环保性
即电气工程自动化节能设计要加大对电力资源的应用，让资源得到充分地利用，通过提升技术水平增加行业利润与社会效益。设计人员要选择合适的电器材料、设计方法，使其具有经济、安全与先进的特点，减少电器材料对环境的污染和破坏，实现我国电力行业经济效益、环境效益的和谐和统一。
3 电气工程自动化节能设计措施探索
3.1 变压器设计
变压器比较重要的组成器件包括硅钢片、转子、钢材等，这几个部件无论哪个出现问题都会直接影响变压器的直接运转，导致能耗提升和供电不稳定。在实际设计中，对变压器的选择是非常重要的，尤其应注意以下几点：①应选择铜质的线路和机柜；②应在满足设备正常运行的前提下尽量选薄的硅钢片；③变压器的负载应控制在40～60%。
3.2 自然功率因数控制
自然功率因数是没有配备无功补偿装置的供电系统中有功功率和视在功率的比值。一般来说，用电设备包括电容、直流和电感三类，在一个正常的供电系统中这三类设备是同时存在的，这就会因为感性与容性电器而产生无功功率，节能设计的思路就是利用系统自身超前的无功引入将之抵消掉。提升功率因数，就可以降低无功功率，提高系统能量转换效率。一般来说，提升功率因素的措施有以下几种：①使用功率因数比较大的同步电动机，增大电流量，就可以用更短的时间实现正常运行，降低能耗，提升效率；②使用电容器补偿无功电容，不但能保持稳定，还能节省能源。
3.3 供电线路选择
受电线电阻的影响，电能在输送过程中会出现一些损耗，即常说的线损，对线损进行控制也是实现电气节能的重要措施，可从以下几个方面采取措施：①选择电线时从性能出发，选择传输能力强的电缆，目前比较常见的电缆有铜制的和铝制的，铝制的电缆比较便宜但节能效果差，铜制的节能效果较好但价格比较贵，设计人员应根据系统实际进行合理选择；②合理设计电力传输线路，尽量保持直线，缩短供电距离；③尽可能地把变压器靠近负荷集中区，缩短供电距离；④使用横截面较大的电线，降低线路电阻，从而实现节能。
3.4 使用无功补偿设备
无功补偿是无功功率的简称，其目的在于降低变压器的输电消耗，进而提升功率。无功补偿对于提升供电质量与实现电气节能都具有很突出的作用，相关人员在选择无功补偿设备时，应注意以下几点：①根据电网运行情况进行综合考虑，根据线路负荷情况选择无功补偿设备，例如负荷较大的可以使用动态补偿装置，负荷较小的可以使用静态补偿装置；②根据电压容量、负荷等具体参数进行选择；③采用调节平滑、跟踪定位准确、适应面广的模糊投切开关方式，取代传统的比例分配等方式，并且投切参数的物理量也要尽量采用无功功率，避免无功倒送、投切震荡等问题。一般来说，可在低压的时候选择投切复合开关，高压补偿柜中则使用真空接触器。
3.5 使用低能耗光源
选择光源时，应按照相关规定并结合实际情况选择能耗低、照明效果好的光源。例如在楼梯间和厕所中可以使用吸顶灯，既能满足需求又可以减少电能消耗。在工厂中可以使用金卤灯。如果一种光源不能满足光照需求，就可以将多种光源互相结合，在改善照明效果的同时减少能耗。
4 结 语
总而言之，在我国经济社会飞速发展的背景下，供电系统的稳定运行是各行业发展的有力保障，电气系统的自动化及节能设计已经成为电力行业面临的重要问题，电力部门应给予高度重视，从电气系统运行的实际情况出发，合理设计变压器、电缆等，控制好电能的损耗，降低对电力资源的消耗，提高资源利用效率。
参考文献
[1]刘宏伟.基于电厂设备电气自动化系统的节能控制研究[J].山东工业技术，2018（4）.
[2]陈春先.基于PLC的电气自动化节能系统设计与应用[J].饮食科学，2017（8X）.
[3]孟琦昊.浅析电气自动化工程中的节能设计技术[J].山东工业技术，2016（19）.
[4]张 镭.浅析电气自动化工程中的节能设计技术[J].科技创新导报，2017（4）.
[5]王 洋.节能设计技术在电气自动化中的应用浅述[J].引文版：工程技术，2016（2）.
收稿日期：2018-9-14
关键词：电气工程；自动化；节能降耗；设计策略
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0300-01
近年来，我国的经济发展进入转型期，保护环境、节能降耗、推动可持续发展成为国家的重要政策，也受到了全社会的普遍关注。电子工程自动化系统的运行会消耗大量能源，为响应国家节能减排的政策，就必须在电气自动化工程中应用节能技术，降低能耗，实现电气系统运行质量与效益的提升。
1 電气工程自动化节能设计
电气自动化是电气信息领域的一门学科，其与人们的日常生活、各行业的生产都有着密切联系，其在降低运行成本、提升劳动生产率、改善劳动条件等方面发挥着重要作用。可以说，先进的电气自动化技术是推动各行业进步的有力武器。近年来，绿色工业革命逐步兴起，随着城乡电网的不断扩大，电力系统不断增容，各种电气设备越来越多，从节能角度考虑，在变压器、传输线路、无功补偿、有源滤波器等方面下功夫，降低电气系统损耗，能有效节约电力能源，缓解供电紧张的局面。
2 电气工程自动化节能设计的原则
2.1 先进性
近年来，我国各项技术均取得了突飞猛进的发展，各种新型设备和材料被应用到各个行业，这也给电气工程的自动化及节能设计提供了更多的选择。电气工程自动化及节能设计应参照电力系统的运行实际情况选择最佳设计方案，实现最佳的控制效果与节能效果。同时，还要全面总结对能源消耗、污染排放的应对办法，实现电力系统的可持续发展。
2.2 安全性
电气工程自动化节能设计的安全性是一个重要问题，设计人员在设计时除了要关注节约能源、提升运行效率外，还要时时关注电气系统的运行状态，最大化地提升设备的可靠性和安全性，确保系统在稳定、可靠的环境中运行。
2.3 环保性
即电气工程自动化节能设计要加大对电力资源的应用，让资源得到充分地利用，通过提升技术水平增加行业利润与社会效益。设计人员要选择合适的电器材料、设计方法，使其具有经济、安全与先进的特点，减少电器材料对环境的污染和破坏，实现我国电力行业经济效益、环境效益的和谐和统一。
3 电气工程自动化节能设计措施探索
3.1 变压器设计
变压器比较重要的组成器件包括硅钢片、转子、钢材等，这几个部件无论哪个出现问题都会直接影响变压器的直接运转，导致能耗提升和供电不稳定。在实际设计中，对变压器的选择是非常重要的，尤其应注意以下几点：①应选择铜质的线路和机柜；②应在满足设备正常运行的前提下尽量选薄的硅钢片；③变压器的负载应控制在40～60%。
3.2 自然功率因数控制
自然功率因数是没有配备无功补偿装置的供电系统中有功功率和视在功率的比值。一般来说，用电设备包括电容、直流和电感三类，在一个正常的供电系统中这三类设备是同时存在的，这就会因为感性与容性电器而产生无功功率，节能设计的思路就是利用系统自身超前的无功引入将之抵消掉。提升功率因数，就可以降低无功功率，提高系统能量转换效率。一般来说，提升功率因素的措施有以下几种：①使用功率因数比较大的同步电动机，增大电流量，就可以用更短的时间实现正常运行，降低能耗，提升效率；②使用电容器补偿无功电容，不但能保持稳定，还能节省能源。
3.3 供电线路选择
受电线电阻的影响，电能在输送过程中会出现一些损耗，即常说的线损，对线损进行控制也是实现电气节能的重要措施，可从以下几个方面采取措施：①选择电线时从性能出发，选择传输能力强的电缆，目前比较常见的电缆有铜制的和铝制的，铝制的电缆比较便宜但节能效果差，铜制的节能效果较好但价格比较贵，设计人员应根据系统实际进行合理选择；②合理设计电力传输线路，尽量保持直线，缩短供电距离；③尽可能地把变压器靠近负荷集中区，缩短供电距离；④使用横截面较大的电线，降低线路电阻，从而实现节能。
3.4 使用无功补偿设备
无功补偿是无功功率的简称，其目的在于降低变压器的输电消耗，进而提升功率。无功补偿对于提升供电质量与实现电气节能都具有很突出的作用，相关人员在选择无功补偿设备时，应注意以下几点：①根据电网运行情况进行综合考虑，根据线路负荷情况选择无功补偿设备，例如负荷较大的可以使用动态补偿装置，负荷较小的可以使用静态补偿装置；②根据电压容量、负荷等具体参数进行选择；③采用调节平滑、跟踪定位准确、适应面广的模糊投切开关方式，取代传统的比例分配等方式，并且投切参数的物理量也要尽量采用无功功率，避免无功倒送、投切震荡等问题。一般来说，可在低压的时候选择投切复合开关，高压补偿柜中则使用真空接触器。
3.5 使用低能耗光源
选择光源时，应按照相关规定并结合实际情况选择能耗低、照明效果好的光源。例如在楼梯间和厕所中可以使用吸顶灯，既能满足需求又可以减少电能消耗。在工厂中可以使用金卤灯。如果一种光源不能满足光照需求，就可以将多种光源互相结合，在改善照明效果的同时减少能耗。
4 结 语
总而言之，在我国经济社会飞速发展的背景下，供电系统的稳定运行是各行业发展的有力保障，电气系统的自动化及节能设计已经成为电力行业面临的重要问题，电力部门应给予高度重视，从电气系统运行的实际情况出发，合理设计变压器、电缆等，控制好电能的损耗，降低对电力资源的消耗，提高资源利用效率。
参考文献
[1]刘宏伟.基于电厂设备电气自动化系统的节能控制研究[J].山东工业技术，2018（4）.
[2]陈春先.基于PLC的电气自动化节能系统设计与应用[J].饮食科学，2017（8X）.
[3]孟琦昊.浅析电气自动化工程中的节能设计技术[J].山东工业技术，2016（19）.
[4]张 镭.浅析电气自动化工程中的节能设计技术[J].科技创新导报，2017（4）.
[5]王 洋.节能设计技术在电气自动化中的应用浅述[J].引文版：工程技术，2016（2）.
收稿日期：2018-9-14