電氣自動化的節能設計技術論文
電氣自動化的節能設計技術論文
【摘要】隨著社會的逐步發展，大量的變頻器，整流器等電力設施在城市電網建設中被廣泛的使用。
但是由于這些電力設施在使用過程中會產生大量的波段，不僅對能源是一種浪費，也對我們人體造成一定的傷害。
因此，在未來的發展過程中，需以節約能源為出發點，最終實現我國節能電氣的跨越式發展。
本文探討了電氣自動化的節能設計技術。
【關鍵詞】電氣;自動化;節能設計;技術;應用
一、引言
隨著信息化技術的高度發展，電氣自動化的應用領域越來越擴大化。
人們的需求也隨著電氣自動化技術的進步而提高，人們希望各種建筑如智能樓房、住宅樓、在滿足使用較為安全、舒適的情況下，還能顧及到節能方面的設計，做到綠色環保。
且綠色環保型的節能住宅是今后建筑發展的主要趨勢之一，則電氣自動化的節能設計技術顯得尤為重要。
二、電氣自動化中的電氣設計
1、優化配電設計
配電設計是整個電力系統中最至關重要的部分，在進行配電設計之前各個方面都要考慮周全。
首先要確保整個電力系統的適用性，使電力系統具有連續、可靠、穩定的性能，還要將控制電氣設備的方式盡量簡單、容易化;其次還要保證整個電力系統的安全性，保證導線的絕緣性是保證整個電力系統安全的基礎，因此在設置各走線的線路時一定控制好個線路之間的絕緣距離，以免對電力設施造成不必要的損失。
優化配電設計，不僅要考慮電力系統的適應性和安全性，還要確保整個電力系統導線的負荷能力以及電力系統的防止雷擊以及靜電等各種問題的發生。
2、提高電氣系統的運行效率
為了提高整個電氣系統的運行效率，一定要在節能的前提下挑選設備，從一開始就為節能打下基礎，除了挑選節能設備之外還可以通過平均分擔導線的負荷壓力、治理電壓的不平衡以及減少電氣系統在運行過程中電路的損耗等方式來達到節能的效果。
例如在優化配電設計時對導線的負荷能力進行適當的調整使導線的負荷能力可以得到均衡，這些方法都可以提高整個電氣系統的運行效率，也在一定程度上達到了節能的目的。
三、電氣自動化系統中節能技術的具體應用
1、供配電方面節能
(1)減少變壓器的損耗 變壓器是供配電系統中最為常見的電氣設備之一，由于使用年份較長，鐵損、銅損、空載損耗等部分原因會造成變壓器上大量電力浪費。
為了減少這種浪費，我們通常會采用降低空載損耗、負載損耗以及優化變壓器等方法。
空載損耗即不變損失，一般被稱為鐵損，由渦流損耗和變壓器鐵芯漏磁損耗兩部分組成，與通過的電流無關，但與元件所承受的電壓有關。
所以一般情況下減少空載損耗常常采用質量還的變壓器。
負載損耗則由變壓器上電流的電流值決定，通常應選用組織小的繞組變壓器。
(2)降低線電阻損耗 在電氣電路中，當線路中通過的電流值恒定時，線路程度越長，線電阻阻值越大，線路損耗也隨之增大。
而且，在實際電氣自動化設計中，線路往往縱橫交錯，線路長度也比較長可達上萬米。
所以在進行電路設計時要有足夠的重視來降低電阻的損耗。
(3)三相電負荷的平衡 三相電不平衡的現象十分普遍，三相電不平衡不僅會使線路上一級變壓器銅損和鐵損增加，還會使供電質量降低、電氣儀器損壞等嚴重后果。
因此，在電氣自動化節能設計技術時，要考慮三相電平衡這一因素，以確保三相電之間電流值得平衡，不僅能避免銅損和鐵損造成的損失，還能夠確保供電的質量，以此來達到節約電能的目的。
(4)提高供電系統功率 在電力輸送過程中，適當提高供電系統的功率能夠減少線路無功損失，從而實現節能。
使用靜電容無功補償技術，能夠減少用電設備的無功損耗，從而實現減少整體無功電流、提高功率因素的目的。
2、選擇合適的電力電纜
作為輸配電系統中不可或缺的部分，電力電纜占據了電氣工程投資成本的較大部分，尤其是因長期維護電力線路而產生的費用。
故而在選擇電力電纜的時候應該謹慎為之，通常按照相對經濟的電流密度曲線和可以通過的電流強度來選擇電力電纜的截面，對于電力電纜材質的選擇，主要有銅材和鋁材兩種。
從成本的角度來看，較之銅電纜，鋁電纜較為便宜，所以很多電氣工程都選擇鋁電纜，但是從安全和節能的方面，鋁電纜雖然較為便宜，但是這兩項性能卻落后于銅電纜。
只是截面越粗，銅電纜比鋁電纜要貴重很多，因此這種情況下可以選擇鋁電纜，而其他情況下，從安全和節能方面考慮的話，推薦銅電纜。
3、提高功率因數
功率因數是電氣運行的重要物理量，功率因數的大小與電路的負荷性質有關，它與電氣設備的節能密切相關。
功率因數如果長期控制在比較高的水平上，電力系統的無功功率就會隨之變大，系統電能的轉化率也就會變高。
功率因數表示的是在交流電路中，電壓與電流之間的相位差的余弦，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值。
通常提高功率因數有兩種方法，一種是提高自然功率因數。
通過提高用戶負載率，合理選擇異步電機，合理安排和調整工藝流程，避免變壓器空載運行，在生產工藝允許條件下，盡量選擇極數較少的電動機。
因為使用少數的電動機，啟動轉矩較大，啟動過程中電流也較大，啟動速度相對較快，可適當較少能源的消耗。
第二種是進行人工補償無功功率。
在低壓電力系統中裝設自動補償的電容柜，可使無功功率控制在一定范圍之內，以確保電力系統穩定，從而達到節能的目的。
4、使用有源濾波器
為了有效避免電網連接電氣設備時出現誤動作，首先要對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償，因此使用有源濾波器是我們最佳選擇。
隨著電氣設備數量的不斷增加，大量的諧波也隨之產生，從而使得基波電壓與諧波電流在電網的阻抗上所產生的電壓相重疊，引起電壓的變形，導致電氣設備在運行中常常出現誤動作。
由于有源濾波器這種儀器反應速度較快、動態性能強、增加功率范圍等優點，從而在無功補償方面取得相對不錯的效果。
通常情況下，通過有源濾波器對所產生的諧波進行過濾，可以提前在電氣設備進行操作就組織其運行，從而提高電氣運行效率，以此達到節能的目的。
5、合理選擇光源
合理的選擇光源不僅能夠降低能源的消耗，還在一定程度上降低經濟損失。
在照明工程的節能環節設計上，高效能的光源是最好的其光源選擇，正因為這種高效能的光源的發光效率是普通照明燈的好幾倍，才能在節約電力電能上顯示出優勢。
建筑環境的亮度分布是影響人們視覺舒適感的重要因素。
明亮給人以寬廣感，暗淡則顯得狹窄。
從適應人眼的習慣來看，最好是采取與自然環境接近的亮度分布。
對于工廠、住宅用的衛生間及其上下樓梯間應盡量選擇節能顯著的吸頂燈為宜，使用這種低功率的燈具不僅能夠滿足人們和用戶生活的需要，還能節約很多電能。
對于圖書館、閱覽室和超市的貨架處可以選擇緊湊型熒光燈，由于這些地方光通量較高，光線相對比較集中，適合人們生活需求，也減少了整個工程的投入成本。
總之，隨著社會的不斷進步，電力技術的飛速發展，相信電氣自動化的節能技術在今后的使用頻率會越來越高，使用范圍越來越廣，并且今后研究的節能技術也會向更優、更節能地方向發展。
參考文獻
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