电气自动化的节能设计探讨

杜衍喆

（青岛工学院，山东青岛 266300）

0.引言

国家对能源问题特别重视，出台了一系列关于新能源、环保等方面的政策和措施，电气自动化行业在发展的过程中，出现很多环保和效益问题，电气自动化的节能设计是我国电气发展的重要一步，如何进行有效的节能设计成为电气自动化领域的重要问题。节能设计主要从节能、减排、降耗、环保等方面出发进行讨论和分析，将节能理念和技术应用到电气自动化行业中去，推动电气自动化行业的新变革、新发展，给国家、社会和人民带来更好的经济价值和社会价值[1]。

1.电气自动化节能设计的原则

1.1 绿色环保原则

电气自动化节能设计要根据国家最新的政策、规范、标准等文件进行设计，满足国家和地方对环保问题、能源问题的要求，在材料设备方面，在保证质量的前提下，选择节能环保型的材料设备，而且材料要进行定期的检测和维修维护，避免由于材料设备的老化造成能源的消耗和环境污染，从设计出发，从材料出发，能够更好地实现材料的循环使用，可以提高企业的经济效益和社会口碑，提高其综合竞争实习。

1.2 节能降耗、安全用电原则

电气自动化节能设计时要遵循节能降耗、安全用电的原则，设计时要考虑能源的消耗问题，采用不同的方案设计和技术措施，提高资源的有效利用，比如太阳能、风能作为可再生清洁能源，可以结合相关技术整合应用于电气自动化中，提高资源的利用率，减少成本的支出，同时也要注意电气自动化工程中的安全。

1.3 注重经济效益原则

经济效益是一个工程项目、一个企业重点考虑的内容，企业要想提高其经济效益，必须重视节能发展的理念，减少资源的浪费，设计人员从规划上要统筹兼顾，在材料设备、相关方案、技术措施等方面要综合分析考虑，可以将投资回报率作为使用节能技术的标准，尽可能选择投资回报率高的节能设备，把经费控制在合理的范围内，实现节能减排的目标，同时技术的不断研究也需要资金的支持，在开发节能技术时，要需要将节能材料成本和维护成本考虑在内，保证经济收益维持在稳定水平。

2.电气自动化的节能设计方案

2.1 选择功能合适、质量更好的变压器

变压器在电气自动化领域节能设计处于重中之重，变压器的设计，变压器方面应该要具备较小的功损耗和自动补偿功能，可以采取相关措施减少变压器自身的能源消耗[2]，比如在三相电源上连接单相电设备可以减少负荷不平衡，采用单向自动补偿设备，使得流动的三相电电流保持平衡，这些方法都可以使得变压器实现节约能源，对于电气资源遭受损耗的程度有着很大的影响主要在于变压器的功能和质量，要格外重视。图1为城市环网供电站的建设，某工人在进行变压器操作。

图1 变压器操作图

2.2 使用绿色节能设备

减小电气设备的耗电量也是实现节能的一种途径，目前常见的节能设备包括：定时开关系统、低功耗照明系统、低能耗制冷系统等，还可以采用最新技术，比如装配式光伏建筑一体化、风力发电等、应用方向多种多样，在某些高层建筑，可以在顶楼安装风力发电设备，这些措施都很好地降低了总体能耗。

2.3 减少电能的传输损耗

电能在传输过程中，由于一些特定情况，或多或少都存在着电能的传输消耗，在节能设计中要通过一些措施来减少电能的传输消耗，导线本身存在着电阻，这是无法避免的，但是可以通过减少导线的电阻来减少电能在线路上的电能消耗，所以降低电阻的大小是最主要的目标，要明确与电阻有关的因素，进行分析得到切实可行的措施。

从输电线路本自身独特的性质来看，导线的电阻首先跟导线的材料有关系，一般导电材料在导电方面质量越高，材料的电阻越小，其次选择导电性能强的材料，最后电阻的大小与横截面积有关，扩大导电材料的横向横截面积，减少输电线路的长度可以使电阻减小。而电路长度的合理优化，涉及到电网的整个布局，因此布局越简单合理，长度越小，损耗也就越少，当然具体情况要具体分析，结合这些措施综合应用，达到电能的损耗度最小[3]。

可以采取的措施有很多：控制导线的长度，设置电路时合理布置导线，尽量走直线，减少导线的长度；由于导线的电阻跟导线的横截面是负相关的关系，可以加大导线的横截面面积来减少导线的电阻；变压器的布置位置应该适宜，要减少供电系统之间的距离，尽量靠近负荷中心；可以选择优质的材料，使得导电率更小，减小电能的传输消耗，城市配网也有进更一步优化，分析和研究供配电系统，进行城市信息领域的交互，实现配电信息的整合。

2.4 使用有源滤波器，抑制谐波的产生

电气自动化系统在运行过程中会产生谐波，节能降耗有效措施之一是抑制谐波产生，使用有源滤波器可以对谐波进行有效地过滤，提高电气设备的运行效率，增大电气自动化运行功率范围，从而使得电气自动化更加节能。

2.5 无功补偿设备的合理选择

在电气自动化的节能设计中，由于输电线路中存在着各种各样的供配电设备，因此要综合考虑分析这方面的因素，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，为了避免无功功率在线路上的大量消耗，可以适当地采取无功补偿设备，使用户的成本减少，减少输电线路电能的消耗，促进供电系统的工作效益，对整个供电网络的电力质量起到极大的改良作用，给社会、国家、人民产生巨大的经济价值，方便人民的工作生活学习。

2.6 确定低压电缆截面

对于低压电缆的截面设计，应该按照标准、按照电气自动化温度升降与电压损耗等情况进行设计，根据供电系统与配电系统的规模、大小，位置等进行综合考虑分析，同时要注意确定供电方式，电方式各不相同对促使电力线路损耗情况各不相同，在电气自动化节能设计中最好选用三相四线作为供电方式。

3.结语

科技的不断进步，人们对物质生活追求不断提高，使得电气自动化相关技术不断进步，在节能设计方面对其要求越来越严格。通过对电气自动化的节能设计探讨，节能设计主要从变压器、滤波器、节能技术、无功功率上考虑，设计过程中可以根据电网电路的环境、设备、具体参数来改良电网布局，选择合适的变压器、推进光伏风力技术与电气自动化技术的结合，这些措施的应用，可以让人们更加注重节能意识，减少环境污染，促进我国经济的转型与发展。