摘要:针对我国电气工程能耗较高问题,本文从自动化技术在电能设备、电厂建设以及电网配置三个方面出发,综合分析当前从电能生产到配给全过程的可用节能技术手段,强调自动化与信息化相互融合以实现创新发展。
关键词:自动化技术;电气工程;节能设计;技术融合
1 电气体系的节能技术
基于节能技术的完善电气体系,应该包括以下几个方面的内容:
1.1 能够降低电能在传输中的消耗
电线电阻会使得电能传输过程中发生相关损耗,也被称为线损。因此,在电气自动化节能设计技术中,线损控制占据着重要地位。主要有效措施可以包括四点:第一,基于性能方面合理地选择电线,要求线缆具有较强的传输能力,从而降低电能传输损耗;第二,要合理选择电力传输线路,应该尽量以直线方式进行排线,从而缩短电线长度;第三,要让变压器尽量与负荷集中区域相近,从而缩短供电路程;第四,适宜选用横截面更大的电线,以减少电线电阻,可实现节能。
1.2 合理选用无功补偿设备
无功功率在供电设备中占据着很多容量,线路损耗会比较大,降低了电网电压,这对电网经济运行造成影响,也会降低电能质量。站在用户的角度,无功功率的功率因素比较低,若小于0.9,则用户需缴纳一定的罚款,使其用电成本上升,损害经济效益。因此必须合理选用无功补偿设备,以实现无功就地平衡的目的,进而加大功率因数,最后可达到节能减耗、增强电能质量及提高电压稳定性等效果。例如,基于受导电抗作用,电机输出的交流电流及其电压相位角不等于0,使其电能无法被电气设备完全吸收,而没被吸收的部分电能会在电气设备和电机之间往返和发生变化,但是却无法被释放。在这样的情况下,合理选用无功补偿设备能够解决这一问题,提高其电能使用质量,保障其电压稳定性。
1.3 使用有源滤波器
如今在电网领域,基于非线性电压电流特性的电气设备已经日渐增多,谐波电流使用量也相应地上升,使得电网阻抗方面的电压和基波电压发生重叠,从而导致电压畸变现象,进而引起电网联结电气设备的误动作发生。这也就使得谐波消除措施具有重要的意义,因此可采用有源滤波器进行处理。有源滤波器具有反应快的特点,其动态性能良好,要过滤谐波,需在电气设备误操作前进行,达到预防的效果,才可以促使电气设备运行更稳定和高效率,并获得节能的效果。如今电气市场还出现了很多节能变压器,供电企业可根据自身实际情况优先选择合格的节能变压器,比如S10型号与S11型号的节能变压器比一般的变压器更具优良的节能效果。但是需要注意的是,节能变压器在实际运用中,要保证采用合理的接线方式,才可以充分发挥其功能,并且尽量出现变压器长期超载运行情况,避免电耗过多或造成变压器磨损问题。
1.4 其他形式的节能
除了上述节能技术,供电企业还能够通过其他形式达到节能效果。比如高效光源节能方法在当前也有一定的运用,主要用于照明方面,其在家庭用户或工厂单位的整体用电中占据着较大的比例。高效光源节能可发挥其光色良好、发光率较高以及显色性能较佳等多方面的优势,利于节约电气能源。而在选择高效光源时,需要根据相关规定与家庭或单位的实际需要,选用具有良好照明性能和能耗比较低的电源,从而获得一定的节能效果。对于家庭用户而言,在厕所或者楼梯等空间,可选用吸顶灯,使其吸附于室内的屋顶上,既满足用户日常需求,又能够降低电能消耗。对于工厂而言,一方面,可选用金卤灯来进行照明,实现节能,另一方面,在一种光源发挥的作用不明显的情况下,则可以通过多种光源结合的形式提高照明强度,从而降低能源消耗。
2 电气工程自动化节能措施应用的现状
2.1 自动化的功能比较缺乏
电气工程自动化技术对我国工业发展极其重要,其不但能够提高工业生产的效率,还能够提高我国工业企业的经济效率。
但是,目前,我国电气工程自动化技术所具备的功能还比较少,尤其与世界电气工程自动化比较先进的国家相比起来其电气工程自动化技术所具备的功能还比较缺乏,甚至处于比较落后的转状态。在我国,很多工业化企业中,所应用的电气工程自动化设备只能完成几项任务,如果要完成整个企业中全部的生产任务,就要同时使用多台电气工程自动化设备才能完成,另外,不同的电气设备之间在信息交流方面还比较欠缺,导致在合作生产方面,效果不是很明显,这也就阻碍了我国电气工程自动化技术的发展,对我国工业化生产的效率造成了严重的影响,还不利于我国可持续发展战略的实施。
2.2 所消耗的能源比较多
目前,一些企业在研发和生产电气工程自动化设备时只注重了企业的生产效率,但是却忽视了设备的节能减排问题,导致一些电气工程自动化设备在运行时存在着巨大的能源消耗问题,不但对环境造成了污染,还不利于我国可持续发展战略的实施。
3 电气自动化与节能设计的应用
3.1 变压器
如果变压器选择不当,在具体应用过程中就会出现各种电能浪费的问题,如铜损、铁损和负载损等。因此,我们在选择变压器时要结合用电设备的实际,合理选择变压器,降低能源损耗。变压器本身是由大量的金属材料制成的,上述各种损耗问题都较为常见,这也是目前市场上常见的变压器通病。因此,电气自动化设备在选择变压器时要尽可能将变压器的损耗降到最低,建议选择单向自动补偿设备,通过平衡径流来降低负载消耗。
3.2 减少传输过程中的损耗
电能传输的主要载体是导线。电能在通过导线的传输过程中,导线质量是一个很关键的因素,导线中造成电能损耗的主要是电阻,这点常常被忽略。因为导线的电阻较小,但把整个电路中的导线累积起来就很大,因此,在电能运输过程中,要尽量优化导线,把电阻带来的电能损耗降到最低。具体操作可从以下几个方面入手:一是在导线铺设之前要对周围的实际环境进行考察,结合实际情况设计出最佳路线,尽量少走弯路,缩短导线的长度;二是在条件允许的条件下选择电阻最小的导线,例如,大横截面积的导线就是一种电阻很低的导线,尽量减少由于电阻造成的电能损耗;三是变压器和负载中心之间的距离越短,电阻越小。
3.3 优化配电
为用户提供电力支持是电气工程最终的目的,因此电力工程在进行电力配置时要考虑到优化配电的问题。首先是配电系统的优化,保证在电气设备允许的情况下,制订最科学合理的配电计划;其次是电气设备的安装过程中,要尽量选用性价比高的材料和设备。最后,选择质量过硬的导线,从而确保整个配电系统稳定。
3.4 高效运行
高效运行也是减少能源损耗的一种重要方法。电气工程自动化系统高效运行的基础是有一套节能效果很好的自动化设备,这也是电气工程自动化技术与节能理念结合的体现。为了进一步提升电气工程自动化系统中的节能效果,还可以应用上述提到的一些减少电路损耗和电荷均匀化措施,这些措施能在提升电气设备工作效率的同时确保电气设备的安全运行,达到良好的节能效果。
结语
综上所述,电气工程自动化及其节能设计是非常重要的。国际经济竞争越来越激烈,在这个背景下,各种资源都被开发,与此同时,隐患也浮出水面,资源浪费严重,电气工程自动化消耗的能源,在相比较下较多,应该引起重视。重视电气工程自动化及其节能设计,有利于社会的发展,促进社会的可持续发展,推动社会的进步。
参考文献:
[1]李冬.电气工程自动化节能环保技术研究[J].河南建材,2018(03):283~284.
[2]沈森尧.电气工程自动化节能环保技术研究[J].山东工业技术,2018(11):165+179.
[3]韩慧卿.电气工程自动化节能环保技术分析[J].中国高新区,2018(01):156.