胡懿龙

（广东省建筑设计研究院）

关于电气自动化节能设计的探索

胡懿龙

（广东省建筑设计研究院）

本文要是通过对电气自动化节能设计存在的问题以及针对这些问题提出了解决方案，希望通过这些改进方案使得电气自动化节能设计可以在生活的更多领域得到使用，期待可以为未来更多领域使用这项技术带来帮助。

自动化；节能；合理

1　引言

随着信息化技术的高度发展，电气自动化也在越来越多的领域得到使用，而电气自动化的在各种技术上的发展也使得人们对于这项技术的需求变得越来越大，人们希望自己所居住的环境在舒适的前提下实现节能，节能不仅仅是节约，也是环保。而实际上，电气自动化节能设计在我们的生活中得到广泛使用，尤其是在建筑物的设计使用上。

2　电气自动化设计理念

2.1远程监控

远程监控的特点有：远程监控需要的安装费用相对较少，所需的材料也减少了，而且，使用远程监控具有很高的可靠性，当然，远程监控也有弱点，它主要是适用于电气自动化规模小等等场所，主要原因是使用远程监控会使得现场通讯较低，若是在电气自动化规模很大的场所，就会导致通讯率低，影响使用。

2.2集中监控

集中监控的维护工作较简单，对监控站的保护要求也不高，对电气自动化的设计要求也相对较低。不过，因为需要处理的数据很多，因此在处理的速度上会有所影响。

2.3总线监控

总线监控在现在的电气自动化应用程序上使用很广泛，而且总线监控相对于其他监控方式要更加的独立，又因为目前电气智能化发展很快，也使得这种监控具有很高的灵活性。

3　电气自动化节能设计原则

我们在进行电气自动化节能设计的时候，为了达到更有效的节能，需要合理安排各项工作，在进行安排是我们要遵循以下几点电气自动化节能设计的原则：

3.1安全性

在进行电气自动化节能设计的时候，不能单单将注意点放在节能二字之上，还应当充分重视安全性，保证电气相关设施设备可以顺利运转，并满足其安全的前提，只有这样才可以确保生产的顺利运行，确保生产的可靠性与安全性。

3.2环保性

环保也是电气自动化设计的原则之一，我们在电气自动化设计的实践中发现，由于现代技术的不断发展，电气自动化也提升到一个新阶段，若是不考虑环保因素，电气自动化设计会产生大量能耗，这与我们进行节能设计的初衷相背，我们在进行节能设计时应当把环保列入重点考虑，将其对自然环境产生的不利影响降到最低。

4　电气自动化节能设计技术

4.1供配电节能

4.1.1变压器节能

变压器作为最为常见供配电系统中的电气设备，但是变压器在使用时因为诸多原因会浪费大量电能。很大一部分是不必要的损耗，我们可以通过对变压器的节能调节来达到减少损耗的目的，主要是通过降低空载损耗、负载损耗以及优化变压器运行方式这几个方面来实现。空载损耗就是铁损，主要是因为是变压器的铁芯漏磁损耗和涡流损耗，铁损的严重与否和变压器的设计有关，主要还是变压器在制造工艺上的问题，和变压器通过的线路无关，和变压器承受的负载也没有关系，要做到减少铁损，就要改进变压器的设计。负载损耗由变压器绕组电阻以及绕组电阻上电流的电流值决定，尽量选用组织小的绕组变压器。

4.1.2变压器节能的考虑方向

在电气自动化要实现节能主要还是通过电力系统中的变压器来实现节能，说的具体点是从两个大的方面来进行考虑：①在选择节能的变压器的，当然与变压器相配套的整个系统都要处在节能状态；②在三相电源分相供电的时候尽可能的减少负荷三相不平衡，三相电中如果电流不平衡就会导致电网的失调，从而就会使得整个电路损耗加大，也会影响变压器的损耗，这样一种思路具体的实现方式较多，主要有下文所述的三类：①尽可能的保证三相电源上的负荷平衡；②选用三相四线制进行供电；③选用单相自动补偿设备。

4.2选择合适的电力电缆

电缆是输电配电系统中很重要的组成，且不能缺失，电力电缆所需的成本很高，几乎占了全部成本费用的70%，而且在电力电缆建成之后也要花费一定的维护费用，也就意味着，我们在选择电力电缆时要更加注意，材质必须要好，质量的保证才会使得后期的花费变小，故而在选择电力电缆的时候应该谨慎为之，对于电力电缆材质的选择，主要有铜材和铝材两种。考虑成本的话，铝电缆刚加便宜点，也因为便宜，很多电气工程都选择铝电缆作为电气电缆来使用，不过，也相对的，铝电缆的节能效果没那么好，而铜电缆的节能效果好，质量也相对有保障，但是铝电缆的价格相对过高。因此一般情况下我们会选择铝电缆，但是其他情况发生时，因为必须保证安全和节能效果，铜电缆则是最佳选择。

4.3降低电能在传输方面的损耗

目前我们在进行电气自动化节能设计时多会考虑电能在传输时候的损耗，而电能在传输时损耗主要是因为电路线路上存在电阻，电流通过线路一定会产生功率能耗，这是无法避免的，但是我们在设计电路时可以注意减少这种损耗，当然，前提还是要安全，并且，对损耗的电能也要进行处理，也就是说，在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻，这样就可以减少电路上产生的电能损耗。此外，我们也应该了解到，与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度，所以，在设计电路时要选择导电性能较好的电阻作为使用，并且尽可能的减少线路的长度，此外还可以增大导线截面的面积。通过这样的方式可以更好的实现传输电能损耗的减少。

产生有功功率能耗，对于这样一种形式的能量损失，我们就需要根据其能耗的机理来进行设计处理，考虑到线路上的电流是不允许改变的，因此就只能够在线路的电阻上做文章，也就是说，只要能够在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻，就能够有效的起到节能的作用。我们更进一步的来探讨，与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度，相应的节能方式也就可以分为三个大类：①选用电导率比较小的金属材质来作为线路的输电导线；②尽可能的减少线路的长度，这一点可以通过线路少走弯路、不走回头路来实现；③适当的增大导线截面的面积。

4.4无功补偿装备的选配

近几年来，我国进行了大规模的基础建设，大城市电网的建设得到了较快的发展且不断加强。投入无功补偿装置，可提高功率因，但无功补偿要适当，并不是补偿的功率因越高越越好，甚至补偿功率因等于“1”。投入的电容量过多，也会造成过补偿，负载显电容性阻抗，使电流超前于电压，电压升高。举个例子，假如把功率因数从0.97提升1，当然实际是无法实现的，只能接理想状态实际不可能达到1，那么无功电流降低很小，则补偿无法实现。

确定无功补偿容量计算，补偿容量的确定可以根据负荷的最大功率、补偿前的功率因数及要求补偿后达到的功率因数，用下式计算确定：

式中：Q——所需补偿的总无功功率，kVar；

α——平均负荷系数，取0.7～0.8；P——用户最大负荷，kW；

tanφ1——补偿前平均功率因数角；

tanφ2——补偿后平均功率因数角。

或Q=α×P×q

式中：q——补偿率，kVar/kW（可从表1中查取）。

5　结束语

根据这些描述，我们可以了解到电气自动化技在设计时需要综合考虑很多方面，实现的形式也是多种多样，当然在设计时要满足安全环保的原则，成本的控制也是一方面，路线设计等等都是存在进步空间的，此外，要注意总的原则还是三点：①配电设计，方式是多样的，要根据具体情况做相应改变；②变压器的设计，这是为了减少不必要的损耗；③无功补偿设备，这是从设计理论的角度上提出的。实际上，只有做好上面三个方面的原则，才有可能实现节能，才能使得电气自动化节能设计在更多领域被广泛使用。

[1]李玉龙.电气自动化在凯博达选煤厂生产的应用[J].科技与企业，2012（2）.

[2]宋宝林.我国电气自动化的现状与未来发展[J].科技创新与应用，2012（3）.

[3]褚凌超.恒压节能自动供水控制仪的研制与应用[J].中国高新技术企业，2010（10）.

表1　每行瓦负荷所需无功补偿率值查取表

TM76

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1673-0038（2015）09-0003-02

2015-2-9