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电气自动化的节能设计技术探讨王天兴

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：王天兴

[导读] 摘要：电气自动化的节能设计是我国电力发展改革的重要一步，无论是对于供电企业还是对于使用方而言，都能够带来不小的利益。

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        摘要：电气自动化的节能设计是我国电力发展改革的重要一步，无论是对于供电企业还是对于使用方而言，都能够带来不小的利益。在具体的设计过程中，可以根据电网电路的具体参数和使用环境，通过减小线路的电阻，改良电网线路的布局，选择合适的变压器，使用无功补偿设备、有源滤波器等措施来降低对电力能源的损耗。同时，大力推进电气自动化与光伏技术的紧密结合，增加能源的开发和使用的效率，降低电力发展对自然环境的污染，帮助促进社会经济的绿色健康发展。
        关键词：电气自动化；节能设计技术；有效措施
        1引言
        电气的应用与人们的生活有着紧密的联系。在日常生活中，对电能进行合理分配利用是社会公民应当承担的责任。节能设计技术不单单能够节约人们的日常用电开支，还一定程度上减少了对环境和资源的破坏，同时，也能够对人们培养省电节能的意识习惯起到较大的促进作用。在我国工业技术高速发展的环境下，可持续发展的工业理念成为当前工业改革的主要趋势，可持续发展的理念要求工业企业在节约能源消耗，减少污染物排放方面起到更好的表率作用，这也对当代工业在能源方面作出了更高标准的限制。电气自动化的节能设计能够显著地提高节能减排效果，改善工业生产环境，提高工业生产质量和水平，对当代工业的绿色可持续发展确立了坚实的技术保障，进而推进绿色工业革命在我国各大区域的迅速开展。此外，节能设计技术的应用，使得电气资源在保障城市各领域正常运行的基础上，得以更合理地进行分配，有效地降低了电力系统所承受的负荷，对于增强城市电网的安全性和稳定性起到了重要的作用。
        2在电气自动化中应用节能设计技术的措施
        2.1减少输电线路的损耗
        输电线路中电力的损耗是电力资源损耗的首要原因。根据电学相关的专业知识可以知道，在电路传输的过程中，电力资源主要的损耗来源于传输线路本身的电阻，要想减少电力资源的损耗，降低电阻的大小是最主要的目标。首先，从输电线路本身的性质来看，电阻的大小与线路的原料类别，横截面积和长度有关。不同材料的导电性各不相同，材料的电阻随着导电材料在导电方面质量的提高而减小，同时，扩大传输材料的横截面积，减少输电线路的长度，都能够使得电阻得到有效减小，从而起到减少电力损耗的作用。另外，从电网的整体布局来看，电网的布局越复杂，所导致的损耗就越大。相应的，电网的布局越合理简单，输送电路所经过的长度越短，对电力资源的消耗就越小。因此，在节能设计上，应当有选择性地更换导电性更强，同时，价格也能够接受的制作材料，合理简洁地布局输电线路，缩短输送电路的长度，从而减小电阻，降低电力的损失。
        2.2选择功能合适的优质变压器
        变压器在电力输送网络系统中的地位至关重要。变压器的功能和质量对于电气资源遭受损耗的程度有着很大的影响。通常来说，要想保障电力系统有较好的节能效果，变压器应该要具备较小的功率损耗和自动补偿功能。自动补偿功能可以使得变压器在复杂多变的用电需求下，能够保持相对的平衡状态，使得电力系统中电流的变化所带来的损耗大大降低。
        2.3使用无功补偿设备
        无功补偿设备指的是在电力输送过程中补偿所产生的无功功率的电气设备，这一设备可以通过降低变压器在使用过程中对电力资源的损耗，来提高电力的使用效率。使用这一设备不仅可以节约电力资源，还可以对整个供电网络的电力质量起到极大的改良作用，因此，在整个电力系统的设计中具有重要的地位。不过，无功补偿设备并不能随意地适配电力系统，所选择的设备与当前区域的电力系统整体是否合适，对于节能功效的发挥程度具有很大的影响。如果选择不当，不仅节约能源的效果会大打折扣，甚至很有可能还会起到反作用，造成更大程度的损耗。因此，在选择无功补偿设备时，要根据电力系统的实际参数以及现实中电力系统运行的具体情况进行具体的分析。

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对于负荷程度不同的电网线路，可以根据不同线路的负荷情况，选择使用动态、静态等不同类型的无功补偿设备，从而有效地降低电路损耗，提升对电能的使用效率。
        2.4使用滤波器避免谐波的负面效果
        在电力系统运行的过程中，容易生成一种对整个电网产生普遍危害的现象，这一现象叫作谐波。从电力系统整体上来看，谐波会使电压发生较大的波动，不仅妨碍整个电网中所有设备的正常运行，还有可能对电网覆盖范围内的所有用电机器产生破坏，造成极大的财产损失。从局部上来看，谐波会直接对电力设备产生不利影响，使得设备的损耗大大增加，降低电气设备的使用时间，不仅容易造成能源的浪费，还会大大提高电气设备运行发生错误的概率，甚至影响其他设备，给社会的正常生产生活带来不便。因此，电气自动化的设计中必须使用滤波器来避免谐波所产生的负面效果。滤波器一般可以分为两类，一类是有源滤波器，一类是无源滤波器。相比无源滤波器来说，使用有源滤波器所花费的价格更高，在短期来看，使企业负担更重，但是，其功能相较而言要更强大，滤波效果更好，从长远上来看，所节约的能源和创造的利益比事前所投入的成本要高的多。因此，在进行电气自动化节能设计中，建议使用有源滤波器，从而更好地规避谐波给电力系统带来的副作用，维护电力设备的完好，避免电力系统的使用时间被过分缩短，有效降低故障发生率，保障整个电网的安全平稳运行。
        2.5使用高效光源
        光源无论是在日常生活中还是在生产工作中，都是电力消耗的重要内容，因此，在进行节能设计时，改良光源所带来的损耗也是极为重要的一部分。而对光源进行改良的一个可行手段，就是使用高效光源。高效光源在节能设计技术中具有重要的地位，使用高效光源不仅能够减少电力资源的损耗，还可以为生活和工作环境提供更高质量的照明。同时，相较于普通光源而言，高效光源的使用寿命更长，也更加耐耗。将其取代普通的灯具，可以从多个方面降低光源带来的成本。
        2.6运用光伏技术与电气自动化相结合
        进入新世纪以来，我国在光伏领域获得了迅速的发展。在自然资源方面，我国国土辽阔，三分之二以上的土地都能获得充足的光照，光能资源丰富且分布较均匀。在科技资源方面，世界上最大的光伏设备基地位于我国，光伏产业的发展规模，技术创新和产品增长都位于世界前列。因此，我国在发展光伏发电模式方面具有极大的发展潜力。光伏发电所带来的清洁能源相比传统的水电火电而言，其消耗的能源更低，转化率更高，使用更安全，给自然环境带来的污染也更少。如果将其与电气自动化相结合，使其在节能设计技术方面发挥作用，将显著地提高节能效果，进一步促进我国绿色能源的开发和发展。
        3结语
        在电气时代开始至今的100多年里，随着科技技术的不断发展和各种电力设备的不断产生，电力资源的应用已经渗透进人类生活的各方面，不论是在人们的生活娱乐还是企业的生产过程中，人们都离不开电力这一能源。然而，在各种电力工具给人们带来便利和娱乐的同时，也使得近百年来的自然环境和自然资源遭到了极大的破坏。电气自动化的节能技术对于节约用电、降低损耗方面能够起到较大的作用，因此，针对这方面进行研究，探索出节能设计的具体措施很有意义。
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        [5]李印洲.电气自动化工程中的节能技术设计探究[J].现代物业（中旬刊），2018，443（12）：30-31.