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電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用研究
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活和工業(yè)生產(chǎn)對(duì)能源的需求越來(lái)越大。但是，現(xiàn)今大規(guī)模的能源開(kāi)發(fā)以及不合理地使用能源，導(dǎo)致能源短缺的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，并受到國(guó)家社會(huì)的普遍關(guān)注。在電力系統(tǒng)的能源消耗中，很多設(shè)備的選用對(duì)能源的耗損產(chǎn)生影響。所以，電力系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)逐步被人們納入關(guān)注的視野。下文研究了電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用情況。
摘要：電氣自動(dòng)化不僅關(guān)系著工業(yè)生產(chǎn)，和我們的生活也存在著緊密的關(guān)系，要了解電氣自動(dòng)化及節(jié)能設(shè)計(jì)，并遵守設(shè)計(jì)原則，加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用研究。
關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;節(jié)能設(shè)計(jì);應(yīng)用
一、電氣自動(dòng)化及節(jié)能設(shè)計(jì)概述
在電氣信息發(fā)展領(lǐng)域，電氣自動(dòng)化是一門新興的科學(xué)性學(xué)科，對(duì)我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的日常生活起到很大的作用。電氣自動(dòng)化不僅可以提高工業(yè)領(lǐng)域的工作效率和運(yùn)作成本，還可以促進(jìn)勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高和改善工業(yè)發(fā)展的勞動(dòng)條件。近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提高和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，提出了“綠色工業(yè)革命”的發(fā)展理念，因而工業(yè)節(jié)能和環(huán)保成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要目標(biāo)，所以先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)為相關(guān)行業(yè)的節(jié)能減排提供了有力的保障。由此可知，未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r就是誰(shuí)掌握先進(jìn)的節(jié)能科技，就可以獲得掌控經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)權(quán)。
隨著城市化的不斷推進(jìn)，城市電網(wǎng)的供電需求逐步加大，電力系統(tǒng)不斷增容。原有的操控技術(shù)主要是變頻器和整流器的應(yīng)用，然而這些設(shè)備的使用對(duì)電網(wǎng)的危害很嚴(yán)重。所以，電氣自動(dòng)化通過(guò)在變壓器和無(wú)功補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)領(lǐng)域進(jìn)行突破，減少電路的傳輸損耗，優(yōu)選變壓器和使用有源濾波器等方式，使電氣系統(tǒng)在運(yùn)行中達(dá)到節(jié)能的目的。
二、電氣自動(dòng)化節(jié)能的設(shè)計(jì)原則
以實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益為電氣節(jié)能效益的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，不盲目的增加相關(guān)投資金額，對(duì)節(jié)能設(shè)備和材料進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)該遵循科學(xué)合理的經(jīng)濟(jì)原則，從而使得節(jié)能增加的投資數(shù)目能夠在較短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)節(jié)能運(yùn)行而使得經(jīng)濟(jì)效益有所保障。為建筑物內(nèi)良好人工環(huán)境的創(chuàng)設(shè)或維持提供必要的能源基礎(chǔ)，例如一些建筑設(shè)備動(dòng)力的提供以及符合用電設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量、負(fù)荷容量的要求的優(yōu)化用電設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)其電能的合理利用。節(jié)能重點(diǎn)要放在電氣設(shè)備的電能損耗上，如變壓器的功率損耗、輸電線路的額外損耗等等。對(duì)其采取有效的節(jié)能措施，盡量減少或杜絕與建筑使用功效無(wú)關(guān)的電能損耗。
三、電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用
1、配電節(jié)能設(shè)計(jì)
電氣自動(dòng)化工程的一大關(guān)鍵工作職能就在于：面向電力自動(dòng)化工程設(shè)備提供必要的動(dòng)力支持。因此，需要設(shè)計(jì)人員充分考慮到電力工程的實(shí)用性，以及電力工程與用電器械設(shè)備可靠性水平、負(fù)荷容量需求之間的充分契合。在配電作業(yè)的實(shí)施過(guò)程當(dāng)中，不但需要確保用電設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)型，同時(shí)還需要在可靠性、靈活性、可操作性、以及安全性方面做出相應(yīng)的優(yōu)化。從這一角度上來(lái)說(shuō)，需要確保配電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)導(dǎo)線線路絕緣水平的良好與可靠。在進(jìn)行布線的過(guò)程當(dāng)中，需要選擇合理的導(dǎo)線絕緣距離，確保導(dǎo)線動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，以及防雷接地的安全性。
2、無(wú)功補(bǔ)償
在電力系統(tǒng)中，無(wú)功功率占有供配電設(shè)備的很大一部分容量，因此增大了線路的損耗，從而造成電網(wǎng)的電壓下降，也因此影響了電能質(zhì)量和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。而對(duì)于用戶而言，無(wú)功功率的直觀表現(xiàn)為功率因數(shù)偏低，而當(dāng)功率因數(shù)小于0.9時(shí)，用戶就會(huì)向供電部門繳納一定比率的罰款，因此用戶用電的成本也增高，經(jīng)濟(jì)效益就會(huì)下降。但是我們?nèi)暨x用恰當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的話就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地平衡，提高功率因數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗、提高電能質(zhì)量、穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的目的，而且能夠提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。比如，在受導(dǎo)電抗的作用下，電機(jī)發(fā)出的交流電流和交流電壓的相位角不為零，因此電機(jī)發(fā)出的電能不能完全被用電器吸收，不能被吸收的部分則在電機(jī)和用電器之間往返變化而不會(huì)釋放出來(lái)。又因?yàn)殡娙萜鳟a(chǎn)生的是超前的無(wú)功，因此采用電容器補(bǔ)償可以與無(wú)功率的電能進(jìn)行抵消，即Q=QL-QC。
在采用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的要求有以下幾點(diǎn)：
(1)在使用電容器補(bǔ)償時(shí)，電容器容量的確定應(yīng)該根據(jù)配電電壓的容量、負(fù)荷、三相電壓的平衡度、自然功率因素、目標(biāo)功率因數(shù)等參數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算來(lái)確定。而若是在補(bǔ)償處產(chǎn)生了諧波的話就要串聯(lián)一定量的電抗器，濾除線路上的諧波。
(2)為了有效的防止投切振蕩、過(guò)補(bǔ)償和無(wú)功倒送，在電容器的功率參數(shù)、無(wú)功電流、無(wú)功功率這些投切物理量中最好選擇無(wú)功功率作為投切參數(shù)物理量。
(3)在很早以前的補(bǔ)償電容組中電容器的分擔(dān)方式和投切開(kāi)關(guān)的方式普遍采用等容量分組和循環(huán)投切;后來(lái)又采用了按比例分配、按編碼配置、投切開(kāi)關(guān)按級(jí)投切。但是這些方式都不能達(dá)到我們想要的補(bǔ)償效果。因此，現(xiàn)在所采用的是模糊投切，其適應(yīng)面廣、調(diào)節(jié)平滑、跟蹤準(zhǔn)確而且效果很好。在使用過(guò)程中，低壓的時(shí)候投切開(kāi)關(guān)則選擇投切復(fù)合開(kāi)關(guān)，而高壓補(bǔ)償柜中選真空接觸器作為投切開(kāi)關(guān)。
3、變壓器節(jié)能
我們可以通過(guò)選擇合理的變壓器起到節(jié)能的作用，這是一個(gè)節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。具體的工作中所采取的促使有：減小功率損害，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。通過(guò)使用三相四線制以及合單相自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備等來(lái)確保電流負(fù)荷平衡性，降低變壓器能源損耗。這里以平衡三相電負(fù)荷為例進(jìn)行分析：在電力系統(tǒng)中，三相電不平衡屬于一個(gè)比較常見(jiàn)的現(xiàn)象，它既將導(dǎo)致線路上一級(jí)變壓器銅損加大，也會(huì)是變壓器上的鐵損變大，進(jìn)而導(dǎo)致供電質(zhì)量不符合要求以及電表失靈或者電氣設(shè)備損壞的那個(gè)問(wèn)題。因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中，要盡最大可能保證三相電負(fù)荷的平衡性，這有利于三相間電流值平衡，降低不必要的銅損及鐵損，起到節(jié)約電能、保證供電質(zhì)量的效果。
4、降低傳輸線路的損耗
傳輸線路自身的電阻在短距離傳輸時(shí)可以忽略不計(jì)，消耗電能非常的少。但是對(duì)于一些行業(yè)，比如說(shuō)石油或者采礦，因?yàn)榄h(huán)境比較特殊，電力設(shè)備在工作現(xiàn)場(chǎng)，離電力供應(yīng)處非常遠(yuǎn)，這就需要傳輸線路長(zhǎng)距離傳輸。而如果電流不變，傳輸線路越長(zhǎng)的話，傳輸電阻總值會(huì)越大，這樣就導(dǎo)致耗能越大。因此，需要降低傳輸線路的損耗。具體可以在傳輸時(shí)提高電壓數(shù)值，這樣就使得電流變低，繼而使得線路電阻耗能降低，除此之外還可以通過(guò)增大線截面或者選用電阻率偏小的電線，達(dá)到降低傳輸線路損耗的目的。
5、電力電纜節(jié)能技術(shù)
電力電纜線路作為電氣自動(dòng)化工程中的關(guān)鍵組成部分，同樣是輸配電系統(tǒng)中不可或缺的部分之一。由于電力電纜線路的投資成本以及后期運(yùn)行開(kāi)支水平均比較大，因此更需要在選型中謹(jǐn)慎仔細(xì)。一般來(lái)說(shuō)，在對(duì)電力電纜線路截面大小進(jìn)行選取的過(guò)程當(dāng)中，從節(jié)能的角度上來(lái)考慮，要求綜合對(duì)以下兩個(gè)方面指標(biāo)的研究：其一為電流密度曲線;其二為可通過(guò)電流強(qiáng)度水平。在此基礎(chǔ)之上，從電力電纜線路材質(zhì)的選擇角度上來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段技術(shù)條件支持下常見(jiàn)的電力電纜線路主要有鋁線、以及銅線這兩種類型。從成本的角度上來(lái)說(shuō)，鋁線線路的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于銅線線路。但，從節(jié)能的角度上來(lái)說(shuō)，考慮到導(dǎo)線截面以及耐久性等方面的問(wèn)題，仍然需要以銅線線路作為首選方案，以確保其綜合效益水平的優(yōu)勢(shì)。
結(jié)束語(yǔ)
隨著科技的發(fā)展,越來(lái)越多的電氣自動(dòng)化電力設(shè)備被應(yīng)用到各行各業(yè),在工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域以及國(guó)防事業(yè)中,電氣自動(dòng)化電力設(shè)備都發(fā)揮了重要的角色,隨著電力設(shè)備的發(fā)展,電能需求量開(kāi)始大增,這樣就需要提高電氣自動(dòng)化設(shè)備的節(jié)能技術(shù),降低能量的損耗只有提高電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù),才可以應(yīng)對(duì)電能緊張等問(wèn)題,更好的發(fā)展電氣自動(dòng)化設(shè)備發(fā)展,更好的促進(jìn)社會(huì)發(fā)展,提高人們的生活水平。
參考文獻(xiàn)
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