马晓辰

天津津滨威立雅水业有限公司 天津 300300

在电气领域中，电气自动化属于一种新型的技术。这是科技发展的重要成果之一。现阶段，电气自动化技术的应用范围极其广泛，在电气自动化工程中，运用节能设计技术，有利于减少资源的浪费，提高资源的利用率，提高工作效率，节约生产成本，从而实现节能减排的目标，为企业创造良好的效益。当前，我国在经济建设的过程中，非常重视节能减排。因此应该重点研究节能技术，促进不同行业的节能工作。

1 电气自动化和节能设计概述

电气自动化是电气信息发展中的一门分支学科，把电气自动化的相关理论运用到工业生产中能够显著提高工业生产的效率，为人们的日常生活提供诸多便利。电气自动化和节能技术运用在工业生产中能有效降低工业企业的运作成本，改善工作环境和工作条件，提高产品的生产效率和生产质量，减少劳动时间，提高整体的社会生产率。随着“五位一体”思想的提出，节能技术应运而生，环保逐渐被全社会广泛重视。随着世界能源紧缺问题愈演愈烈，我国要全方位实现绿色节能，必须要调动高新科技，通过合理的技术改进来减少能源消耗。在电气自动化生产领域，一方面要保证生产过程和设备系统正常运作，消除谐波因素的影响；另一方面，在生产过程中必须把节能要素放在首位，利用多种类型的节能技术，提高电气自动化系统的运行质量和节能效果[1]。

2 电气自动化节能设计原则

电气自动化节能设计的原则可以表示为图1。在设计原则的指导下：

（1）优化供电和配电系统设计。电气自动化设备在使用过程中会消耗大量电能，这将导致电力短缺并增加生产成本。要保证电气自动化工程的正常运行，需要给予其足够的动力支持，所以对供电和配电的要求就是尽可能进行优化以降低电能的损耗。要积极引进先进的节能技术，以确保电气自动化项目的节能效果最大化同时要保证生产效益技术遥遥领先。在当前经济不断发展且城市化进程不断扩大的现实条件下，需要充分考虑供配电系统的电气设备用电需求以及社会用电需求的不断提升，优化设计供电和配电是的能够实现电能的合理利用，以最小的能源消耗创造更大的经济效益和社会效益。

（2）加强电气设备管理。在电气设备生产过程中，大多数电气设备并不总是以高于额定功率状态运行的，而是更多地在低于额定功率的条件下运行，这就造成电能在大多数时间里是浪费的。因此需要加强电气设备的管理来提升设备的运行效率，或者通过无功补偿来调节其运行状态，使得能源的利用效率从根本上大大提高。

（3）设计合理的负荷系数。在电气设备生产设计过程中，其运行的负载系数是不可马虎的，只有合理设计负荷系数，电气设备的运行负荷率和用电效率才能显著提高。但是，电气设备的设计需要满足安全性的先决条件，尤其是在设计某些特殊的电力和电气设备的负载系数时，电气设备需要根据电气设备的具体运行条件进行调整，以确保电气设备不会发生安全事故[2]。因此，在设计电气工程时，必须设计合理的负载系数，以便在确保安全的同时还能够实现节能的目的。

3 实现电气工程自动化的节能设计技术的策略

3.1 减少传递过程中的损耗

电气中存在电阻。而正是由于电阻的存在，使得电力在传递过程中出现了一定的损耗，通过相关的研究学者进行分析，加之结合电线传递的类型和概况，可以明显地看出，在实施工程的各个阶段都不同程度损耗了一些资源。从物流学上来讲，电流中电阻由导线长度、电导和横截面积的大小共同决定。如果想要实现节能控制，就需要从这些方面入手，对于材质的选择要尤为重视，通过不断地筛选和判别，最后选择出电阻能力较小的材质运用到实际的应用过程中。这样一来，就可以在一定程度上降低电力传递过程中出现的各种类型的损耗。除此之外，在进行后续的设计和养护过程中，需要不断地将电力系统中的电管理工作进行控制，可以有效地结合负载中心及电力系统等，争取做到损耗程度最低化。

3.2 科学地选用变压器

在设计变压器的过程中，不仅要突出节能设计技术的效果，还要适应电气自动化工程的需要。在实际设计的过程中，还需要考虑具体情况，确保设计工作的科学性与合理性。第一，在实际的操作过程中，相关人员应该选用具备节能作用的变压器。节能的变压器能够促进对有功功率的合理控制。第二，还需要考虑具体情况，适当地选择具有单向性特征的自动补偿设备，以此确保三相电电流始终具有平衡的功能。在实际工作中合理地运用这种设备，可以避免发生负载不平衡的情况，还能够有效地控制变压器本身的损耗，并且确保其在最低的范围内。除此之外，还需要注意尽量减少变压要求对功率造成的影响，适当地运用单相自动补偿设备，这样可以减少变压器过度负荷的情况，还可以保证供电效果[3]。

3.3 对于无功效率进行补偿

电力设备工作中效率组成含有无功功率的成分，无功功率可能导致电能消耗过大，甚至导致电压不平衡的问题，此外在导线安装的过程当中，也会受到电阻的影响从而在传输的阶段造成电力的损耗，使得电能电力在具体应用的时候无法发挥设计功效。电气设备无功功率主要是在设备低功率的情况下，为此可以使用相关的功率补偿装置使得功率水平维持在适中，也能保障供电的质量。在整体节能设计的要求之下，电气自动化工程当中应当减少相应的工作程序，降低电力能源的损耗，使电气系统在不同的情况下都能够正常稳定的工作。为了能够满足无功补偿的要求，就需要各个技术层面的综合性运用[4]。电容器在进行无功补偿之前，需要通过分析确定设施的电压容量和符合等一系列参数指标，从而确定所需要的电容量。在此之外，如果在无功补偿的过程中产生了谐波，就需要按照相关的技术要求使用串联定量的电阻器，来进一步消除谐波的负面影响。最后在进行无功功率和电流参数的具体分析过程中，需要具体确定相关物理量的数值，来避免振荡问题，在多数的电气自动化的工程设计中，模糊投切的应用程度不断地提高。

3.4 使用节能的照明系统

很多电能损耗都是由不恰当的电气照明系统造成的，如果忽视电气照明系统的节能设计，就有可能影响电能的总体供应。电气照明系统的节能可以从以下几方面实现[5]。首先，加强技术改进，使用先进的节能照明技术。工作人员要做好对照明系统的研究开发工作，以研究出有效的节能照明设备。如果企业本身的研发能力有限，也可以邀请科学院的专家改进照明系统，优化照明设备，降低由于照明带来的电能损耗。其次，采用自然光照明。自然光照明是节约能耗的有效方法。如果能充分收集太阳光设计照明提供设备，就能充分提高电气自动化节能技术的运用质量。当白天天气晴朗时，工作人员可以不用照明系统，尽可能地使用自然光。当然，在不同的电气自动化生产行业的分支中，也可以根据生产环节和生产设备的实际情况，围绕节能环保的宗旨，采取一定的有效措施，加强对自然光线的利用，降低由于照明带来的能源损耗[6]。

3.5 实现新能源并网

随着新能源的普及，其在电气自动化工程中的供电所占成分也越来越高。为了保证用电的安全性和稳定性，如何将新能源连接到电网成了当前的首要任务。诸如太阳能发电和风力发电的这样的新能源发电方式，其工作模式高度依赖于天气，发电质量也与天气状况直接相关。例如，一旦用户端的电力需求急剧增加，但是当地的天气条件不能支持如此大的电力消耗，这就必然要增加周围火力发电厂的电力供应，这将破坏电力供应的平衡，甚至更严重地将导致整个电网的重大事故。当电力需求突然下降时，情况也是如此，如果不采取相应措施，新能源产生的电能将过剩并以其他形式释放，从而造成严重浪费。由于这些不确定性都与天气有关，因此只要将天气中一些可测量且有效的数字参数与发电输出相关联，就可以获取新能源发电规律的曲线并将其反馈给电网调度员，从而实现新能源的并网运行。

4 自动化节能技术的展望

未来电气自动化节能技术的发展，可以通过以下几个角度来拓宽发展思路：

（1）在应用的过程中使用软启动器来达到节能的目的，软启动器能够在工作的过程中控制启动的时间，同时还能实时监督电压的变化。通过实践发现，应用软启动器之后能够节约大量的电能，同时还能保证运行过程的稳定性。

（2）平衡三相电负荷。三相电负荷的不平衡是目前电气自动化节能技术在应用的过程中最常见的一种情况，在设计过程中要尽可能保持三相电负荷的平衡减少能量损失的情况发生，最终达到节约电能的目的。

（3）通过使用交流变频调速装置的方式来达到节能的目的，在使用变频调速装置的过程中可以通过负载的情况来自动进行调节，最终实现节能的目的[7]。

（4）通过控制节能灯具的使用情况合理地控制照明系统最终让节能灯具达到智能控制的目的，以此来实现灯具节能的效果。

5 结语

当前阶段电气工程的节能设计成为电力发展的重点之一，相关单位和组织应该为电气工程的节能设计提供充足的保障，从选择变压器、控制功率因素和电力电缆线节能设计的角度出发，降低电能能耗。此外，通过选取合适的变压器，实现不同变压器之间的优化组合以及处理功率因素和无功功率关系的方式，达到了电气工程的整体优化设计，提升了工程的效率和质量。