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摘要:电气工程及其自动化需要消耗大量能源,在电力的生产和传输过程中都存在着可避免的能量损耗。因此,本文探讨当前的电气工程及其自动化节能设计存在的问题,并在此基础上对电气工程及其自动化的节能设计提出了一定的建议,希望能够提供一些参考。
关键词:电气工程;节能;设计
1引言
随着时代的不断发展,电气工程自动化信息技术与节能设计是符合当前发展的实际需求,有效促进了我国节能设计与经济的发展,但在节能设计方面还存在一定的问题,本文通过电气工程及其自动化的知识与技术,提出节能设计的方案,使电力生产和传输得更加节能。
2电气工程及其自动化存在的问题
2.1部分线路传输损耗较高
在电网的实际运行中存在着各种各样的损耗,例如传输过程中的变压器损耗,电力电缆损耗、无功损耗等。由于这些损耗是由电流通过导体,使导体发热而产生的,因此此类损耗无法避免,但可以通过采取一定的手段使得在保证电网安全、稳定运行的前提下,将损耗降到最低,让电能尽可能少的转化成其他能量,从而达到节能。
2.2自动化程度不够高
目前我国现有技术不能将电网的各环节联系在一起加以控制,只能实现对单个系统或设备的控制。因此需要人员来做协调控制,可能会造成人为误差,使得需要调节的时候没能做出正确的抉择而导致能源的浪费。此外,电力仪表的作用也不容忽视。电力仪表是可以监测、分析电能质量和电力故障的重要仪器。如果想要进一步实现节能,则离不开对电网中各代表性节点的监测,而现有的电力仪表多用来监测、判断电力故障并给出相应的措施,所以需要进一步发展电力仪表,以监测更多的数据来实现节能。
2.3新能源的并网运行不够可靠
目前我国新能源主要为风力发电与太阳能发电,相比火力发电、水力发电、核电,后者只要运行得当、保证其稳定性即可实现其并网运行。而风力发电与太阳能发电这类新能源对天气的要求很高,贸然并网,如果用户端用电需求突然升高,而当地却为阴天或无风的天气,如果不加大周围火电厂的供电量,那么供电平衡将会破坏,甚至导致整个电网出现重大事故;反之,当用户端用电需求量突然降低,同样如果不采取相应措施,新能源发电厂发出的电能就会过剩,并以其他形式能量释放,造成严重的浪费。而天气的变化十分复杂,所以如果想要真正利用好新能源,以目前的科学技术来看是远远不够的。
3电气工程及其自动化节能设计方向
3.1使新能源并网变得可靠
要想让家家户户安全地使用新能源,就必须先解决新能源并网的问题。要想实现并网运行,就必须满足四个基本条件:发电机与系统的频率、相序、相位、电压均相同。这些条件现可以满足,但这仍然不够。由于新能源受天气影响,发电的质量会受到影响,比如当阳光照射强度发生变化时,发电过程中就会改变输出功率、产生一定的谐波。由于这种不确定因素均与天气相关,所以只要将天气中的某些可测得的、有效的数字参数与发电出力联系在一起,得到新能源发电规律的曲线,并反馈给电网调度员,即可实现新能源并网运行。
3.2提升AVC系统性能
在电网中,AVC系统指的是电网的自动电压无功控制,其能够保证电能质量、输电效率,降低网络损耗,使供电系统稳定、经济地运行。因此,如果对该系统稍加改动,即可提升电网的节能运行性能。而目前我国的AVC系统缺乏全局运行的监视、系统数据太多人工处理麻烦,使得工作效率低等问题。所以要想发展AVC系统则需要改进系统的界面,使得数据更加直观;提升AVC系统的分析功能,使其达到人工智能的水平,能在不断的分析结果中不断学习,从而达到精确的自我分析来帮助工作人员判断。
3.3更换线路传输
线路中的传输损耗主要由导体发热产生。而导体发热的主要原因是由于电阻阻值偏大,导致流过的电能被转化为了热能,因此只要合理降低传输线路上导体的电阻即可降低损耗。
降低导体的电阻,一般可以采用适当增大导体截面积的方法。目前在我国的配电网中,部分线路还存在着导体截面小、线路老化、线损率较大的情况。所以,应更换老化的设备与高能耗的线路和变压器,还要加强建设出更加合理的电网结构。
4电气工程及其自动化的节能设计策略
4.1提升自动化使用效率
电气系统自动化应用过程中,会消耗较多能量,所以需提升系统的使用效率,减少能耗。此外,降低能耗还能够达到无功率补偿,提升电能传输,降低设备损耗。还能够在节能设计过程中,充分考虑负荷值,并结合实际,对其数值合理进行调配,结合电气自动化系统,科学对负荷数值进行选择,以提升系统的自动化效率,进而达到节能要求。
4.2配电系统设计
在节能设计过程中,要对配电系统设计进行完善。并结合自动化实际,对系统进行有效的完善,以实现配电系统与自动化的协调,进而提升运行效率。在运行过程中,做好调控与管理工作,使其更具系统性。自动化实际进行运行过程中,确保电力供应。配电系统作为自动化的关键组成部分,在运行中发挥着重要作用,所以,要实现节能,就要选择适合的配电系统,选择稳定性高的导线,以确保自动化运行,进而减少电能消耗。
4.3合理选择电阻
电气自动化进行运行时,会消耗大量能耗,这是由于电能进行传输的过程中,受到电阻的影响,产生大量能耗。电能传输时,也会受到电路本身阻力影响,因此,为了有效减少能耗,在应用过程中,就要合理的对电阻进行选择,而影响能耗的因素是横截面与长度。所以,在节能设计过程中,结合实际,合理进行选择,并对阻线横截面与长度进行适当调整。在对线路进行设计过程中,为了避免产生曲线,尽可能采用直线设计法,以达到缩短线路长度要求。横截面越大,则电阻就会越小,因此,尽可能对横截面积进行增加以降低电阻。
4.4变压器设备的选择
节能设计可从变压器设备的选择出发。在不影响系统运行的基础上,尽可能使变压器设备得到最大化应用。在实际进行选择的时候,要对自身运行优缺点进行综合考虑,尽可能选择具有节能功能的变压器,对废旧设备及时进行更换,进而提升系统的节能。除此以外,变压器与其他设备是否匹配也是一项关键内容,为了避免设备不出现卡顿,就要确保其与其他设备的匹配性,以提升运行的一致性。
4.5无功补偿设备
在对无功补偿设备进行选择的过程中,可结合以下两点进行研究。一是结合运行参数,对无功补偿设备进行合理选择。二是结合电网实际运行,对其进行合理选择。若负荷比较小,则可以选择静态设备,若负荷比较大,那么就选择动态设备。可以选择适应面广且跟踪准确的方式,以达到更好的补偿效果。
4.6减少电能的能耗
在电能进行传统过程中,不可避免的会产生大量能耗,且随着能量消耗的不断增加,成本也会相应提升,生产资料等方面就会产生更大的浪费。电能进行传输时,会产生大量热能与其他能量,另外,也会消耗掉这些能量的一部分,因此,为了避免此类状况,就需采取降低电阻的形式,导线材料电阻值越小,其能量也会相应减少,因此,就会使消耗的能量降低。
5结束语
综上所述,随着我国各行各业的发展,各类产业的用电需求越来越大。无论是生产还是生活,人们与电力的关系已变得密不可分。所以,电力在人类社会中正扮演者愈来愈重要的角色。我国自动化信息技术与节能技术需要不断进行完善中,保证电气工程行业的可持续发展。
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