陈璐
中冀石化工程设计有限公司 河北省保定市 071000
摘要：在节能理念愈发深入人心的大环境下，将节能设计理念应用到电气工程自动化中是大势所趋，对降低电能消耗情况，提升电气工程自动化水平等方面皆有重要作用，值得大范围推广应用。本文结合理论实践，分析了电气工程自动化及其节能设计的应用，电气工程自动化是一种具有良好发展前景的技术，加大对电气工程自动化的研究，有助于提升我国的科学技术水平，更好为我国社会经济发展谋福利。
关键词：电气工程；自动化；节能设计；变压器
一、引言
在科学技术飞速发展的背景下，电气工程自动化水平越来越高，将节能设计理念应用到电气工程自动化中，既能减少电能的无故浪费，缓减目前我国能源日渐枯竭的危机，也可以保证电气工程自动化系统中各项电力设备稳定性运行，降低故障发生的概率。总而言之，大力发展电气工程自动化节能技术，是环保意识落实的主要途径，更加符合我国的基本国情，具有非常重要的意义。基于此，开展电气工程自动化及其节能设计应用的探讨就显得尤为必要。
二、电气工程自动化的相关概念
电气工程自动化发展水平是衡量一个国家科学技术水平发展程度的主要指标，也是科学技术领域高度关注的一项技术。电气工程自动化具有很强适用性和兼容性，能够和其他学科相互联系、相互渗透，在各行各业都有良好的应用，其重要性不言而喻。随着科学技术的不断发展，电气工程内容越来越多、结构愈发复杂，逐步向着人性化的方向发展，为我国社会经济持续发展作出了重要贡献。控制理论和电力网理论是电气工程及自动化专业的基础，电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段，同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。
三、我国电气工程自动化技术发展现状
目前，我国电气工程自动化系统基本都采用光纤来传输相关数据，这就需要用到大量的光缆，电缆设备正在逐年减少，有效节约了电缆材料，同时也降低了能源和成本的需求，符合节能环保理念的要求。电气工程自动化的应用可促使智能设备的性能和功能得到充分展现，并实现在线监测和监控，达到“无人值班或者少人值班”的现代化发展水平。虽然目前我国电气工程自动化取得了傲人成绩，但同时也存在一定的问题亟待解决，主要体现在以下方面：第一，电气工程自动化系统在运行中集成性比较差，每个结构都处于独立运行状态，相互之间缺乏必要的联系和融合，而且应用性能也比较单一，致使电气工程自动化的总体功能相对较差。第二，能耗大。能耗大是电气工程自动化存在的主要问题，我国地大物博，虽然目前电能已经能够满足人们生活和生产的需求，但仍然比较匮乏，尤其是在用电高峰期，经常发生电能不够用的问题。一方面是用电户多，用电设备多，另一方面电气工程自动化结构复杂，设备众多，存在严重的浪费现象，前者是客观存在的，解决控制难度较大，后者只要加大节能设计的应用就能很好地解决这一问题。
四、节能设计理念在电气工程自动化中应用路径
（一）合理降低电能的传输消耗
电能在运输过程中，导线自身体特性，决定了必然存在一定的有用功率损耗，此种问题是客观存在的，难以从根本上得到避免。在所有的电力系统中，电能必须经过导线才能顺利传输，为降低电能损耗，就必须减少导线的电阻。根据物理学知识可知，导线电阻和导线横截面之间具有负向相关的关系，在节能设计中就可以通过此种关系来降低电气工程自动化的能耗，达到节能降耗的目的。比如：可以选择电导率更小的材质来制作导线，减少电能在导线上传输时的消耗量，或者增大导线的横截面积，降低导线电阻，减少电能消耗。也可以适当减少导线的长度，在设计时电气工程尽量布置在一条直线上，避免过多的弯路，以降低导线的总长度。
在布置变压器时，变压器要尽量靠近电气工程的负荷中心，降低供电系统之间的距离。
（二）选择高质量的变压器
变压器是组成电气工程自动化的主要设备，对电气工程自动化系统高效、安全、稳定运行有较大影响，同时变压器也是能耗比较大的电气设备。所以，在具体设计中，为降低电能损耗量，在选择变压器时要尽量选择节能效果显著、质量高的变压器。通过对变压器型号的合理规定来降低变压器有功功率损耗。尤其是设计变压器时，最好配合单相自动补偿设备，以此来维持变压器三相电电流平衡，也有助于降低变压器自身消耗。
（三）合理选择无功补偿设备
就电气工程自动化系统而言，无功功率占供配电设备很大一部分容量，电能传输时在传输线路中就存在严重无功功率损耗，也是引发电压不稳，电压下降等问题的主要原因，从而影响着电气工程自动化运行的经济效果和电能质量。对用户而言，无功功率的主要表现是功率因数过低，致使用户需要向供电企业较大的用费增加，用户用电成本增加，供电系统的经济效益随之降低，为保证电气工程自动化系统中，无功功率始终处于平衡状态，降低能耗，可在系统中增设无功补偿设备，以提升经济效益和社会效益。在设计电气工程自动化系统时，为提升节能效果，需要高度重视以下几方面。第一，在使用电容器补偿时，需要按照具体的应用参数合理确定电容器的容量，通过对这些参数的计算结果，来选择相应的电容器。第二，可采用定位精确、适应范围广的一体化模糊投切方式来提升补偿效果。传统补偿电容器多采用分担的投切方式，或者按照编码配置的方法进行投切，此种投切方式无法达到良好节能效果。在实际设计过程中，电气工程自动化运行低压补偿状态下可采用投切负荷开关，高压补偿状态下，可选择真空接触器，可大幅度提升节能效果。第三，在投切参数物理量设计中，需要综合考虑投切振荡、无功倒送等问题的发生概率和实际情况，合理选择无功功率作为投切参数物理量。此外，无功补偿设备设计位置最好选择就近原则，以便直接补偿，从而减少线路上无用功传输，提升节能效果。
（四）选择有源滤波器
电气工程自动化系统结构比较复杂，在实际运行过程中，难免会形成谐波，谐波对电气工程自动化造成的影响和危害都比较大，为消除谐波的影响，就必须应用有源滤波器。和无源滤波器相比，有源滤波器具有更加优异的动态性能，应用到电气工程自动化系统中，可有效过滤谐波，在设备发生误操作之前就及时阻止，避免引发更大的安全问题。如果条件允许，可选择多元有源滤波器，以增大电气工程自动化运行是的功率范围，提升运行效率，获得更大的节能效果。
五、结束语
综上所述，科学技术水平的进步推动了社会生产力的快速提升，电气工程自动化在当前时代背景下得到了显著的发展，并且推动了国内工业化生产的快速进步，随之而来产生了污染重和高能耗等问题。生态环境本身是我们社会发展和产业发展的前提，所以在电气工程自动化发展中，必须要关注其节能技术的设计。本文针对电气工程自动化及其节能设计的应用，结合理论实践，先分析了电气工程自动化的相关概念，接着探讨了目前我国电气工程自动化发展现状，最后论述了节能设计理念在电气工程自动化中应用路径。分析结果表明，电气工程自动化的发明和应用，为我国电气工程事业作出了重大贡献，将节能设计理念应用到电气工程自动化中，可大幅度降低电力能耗，提升电力企业的经济效益，值得高度重视。
参考文献
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