電氣自動化節能設計技術綜述

時間:2022-01-15 03:32:33

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電氣自動化節能設計技術綜述

當前我國能源仍處在相對緊張條件下,其中電氣自動化屬于相對重要的電氣工程,所以,應該對節能技術進行發展,做好節能設計技術有關工作,這樣既能提升節能效果,還能改進電氣自動化總體水平。電氣自動化主要是以信息技術為重要基礎,并由電力技術進行輔助,其中與傳統電氣工程進行比較,其擁有較高效率,還能對人力予以節省,從而提升效益。現階段國內仍經歷著能源短缺問題,因此,電氣自動化是否能實現節能減排尤為重要,在此背景下,必須對節能設計技術予以改進,這樣既能減少整體能源消耗,還能讓電氣自動化達到良性發展。

1電氣自動化節能設計技術的重要性

電氣自動化應該是電氣信息領域中比較先進的學科,其既能改善電氣領域工作效率,還能讓電氣企業運營成本逐漸降低,達到提升效益目的。當前城市化建設有了很大進步,使得節能環保開始成為現代經濟主要發展思路,并且在低碳生活中占據較大比重,其中電氣自動化屬于國內重要電氣產業,所以,必須對新能源予以開發以及利用,在這個過程中,應該強化節能減排技術方面推廣,一方面能讓低碳經濟得到實現,另一方面能對能源短缺等相關問題進行解決,從而推動各領域發展。電能是提高現代人類生存質量不可缺少的能源之一,也是人類社會生存和發展的的物質基礎。節約電能就是節能的重要內容,對于我國以火力發電為主的國情來說,節約電纜就是節約了大量的煤炭,減輕了對生態環境的損害。電氣自動化節能技術就是滿足基本需求的情況下盡可能減少電能的損耗,通過合理的自動化節能設計實現最少的電能損耗滿足最大的用電需求和控制需求。與此同時,應該借助節能技術讓整個能源消耗慢慢減少,這樣既能降低當前污染物排放量,還能強化對環境的保護,借此緩解環境污染等相關危機,從而提升生活質量,讓電氣自動化得到進一步發展。當前正處在低碳經濟這一背景下,所以電氣自動化更應該著力發展節能技術,對其有效設計,這樣在減少污染物整體排放量的同時,能夠讓新能源實現有效開發,從而順應時代總體發展潮流。

2電氣自動化節能設計應遵循的原則

首先,安全性原則。在對節能技術進行設計時,需要考慮電氣安全性,盡管節能屬于技術設計的主要焦點,但更離不開安全性,只有保障電氣自動化安全的前提下,才能讓電氣各設備予以穩定運行,進而讓企業有關目標順利實現。需要注意的是,電氣自動化更是為用戶服務,所以在設計時,必須確保居民能夠正常用電,或者工業可以正常生產,這樣在展現節能效用的同時,避免影響工業生產或者人們生活。有的技術人員過于關注節能作用,忽視了基本使用性,如果節能技術有著較強的節能效果,但不能滿足用電需求,也無法讓設備或者電器穩定運行,也將失去節能技術作用。也就是說,節能是要有前提的。因此設計時,應該做好安全性以及實用性等相關工作,提升技術水平。其次,先進性原則。在新時期,節能技術也得到很大提升,因此在開展節能設計工作時,必須對新技術予以關注,時刻把握最新技術動態,這樣既能對新技術的先進性進行借鑒,還能改善節能效果。另外,由于電氣節能設計主要是對能源使用率進行改善,讓企業綜合效益日益提升的同時,應該增強節能設計技術總體水平,電氣自動化節能設計能否真正達到最佳效果,還需要在企業的管理上形成有效的節能體質,提高企業用電的節能意識。基于此,在節能設計時,可以選擇經濟性較高并且相對安全的材料,這樣既能避免電氣產品出現老化,還能讓能源達到循環使用效果。再則,經濟性原則。對于企業來講,節能是一方面,經濟和效益是一方面。故在電氣自動化節能設計時,要綜合考慮前面兩個原則和經濟性原則,節能設計在現狀基礎上的經濟投入能夠在短期內回收,為節能而花費發投資可以在2~5年內收回。節能設計需要考慮影響設備使用壽命所產生的費用。同時電氣自動化節能設不應引起其他費用提高和增加額外工作。最理想的節能設計是既節能又不增加其他工作量。

3電氣自動化節能設計技術的應用策略

3.1合理選擇變壓器。變壓器屬于電氣工程較為重要成分,其不僅負責電壓以及電流的轉換,還關系到電氣自動化系統能否實現正常運行。其中在對變壓器進行使用時,會讓電氣系統消耗一定能源,盡管變壓器沒有工作,處在空載狀態下,也會使能源發生一定消耗,因此做好變壓器選擇工作尤為重要,只有確保變壓器得到科學選擇,才能對變壓器質量予以保障,從而達到節能目的。選擇變壓器及配套設施時,在計算節能效果時應考慮銅損和配套設備的電氣操作壽命,及維護費用等。在這個過程中,需要對變壓器材料予以改進,使其得到創新,這樣既能減少材料成本,還能讓變壓器保持運行狀態下進行穩定工作,以此實現節能效果。另外,科學技術日益開始進步,使得節能變壓器也開始受到關注,因此,對電氣自動化來說,應該對這些節能變壓器進行開發利用,從而投入到電氣工程中,實現節能目的。3.2降低電能傳輸損耗。電能傳輸過程往往會發生一定損耗,其中如果線路設計出現不合理,或者輸電線質量較差,也會讓電能出現嚴重損耗。基于此,降低電能傳輸期間損耗非常重要,首先,應該結合電氣工程具體建設情況,做好輸電線路設計以及規劃任務,并對輸電線予以科學選擇,確保輸電線質量達標,然后對其定期維護,這樣既能延長輸電線使用壽命,還能減少線路建設總體成本。其次,在對線纜進行選擇時,應該選擇那些傳輸能力相對較強的線纜,一方面能避免電能傳輸時出現較大損耗,另一方面能改進節能質量。需要注意的是,在對纜線鋪設時,需要其盡量保持直線,同時選擇橫截面積相對較大的纜線,這樣既能減少纜線電阻,還能對纜線損耗予以控制,以此達到節約能源目的。再則,應將變壓器設置在負荷中心,減少線路的供電半徑,以減少纜線電阻。減少電壓降損失,既達到了提供供電質量的目的又實現了自動化節能的要求。3.3采用無功補償技術。電氣自動化設備中往往有諸多無功功率,使得配網線路出現較大線損率,進而造成電能質量逐漸下降。所以,電力企業常常為了達到正常供電電壓,會增加電能供應,使其滿足設備運行有關需求,需要注意的是,該種方式會讓資源發生浪費,影響電力企業發展。在此背景下,必須對無功補償設備進行使用,把其應用在配網線路中,這樣既能讓無功功率實現平衡,還能讓電網線路損耗逐漸降低,進而實現節能目標。無功補償技術主要目的是提高功率因素來減少電能損耗。優點如下:(1)提高功率因數可以減少線路損耗。在設備功率一定的情況下,功率因數越高,線纜功率損耗越低。(2)提高功率因數減少變壓器的銅損。變壓器的功率損耗主要包含鐵損和銅損。提供變壓器二次側的功率因數,可使總的負荷電流減少,從而減少銅損。(3)提高功率因數可以減少線路及變壓器的電壓損失。由于提高了功率因數,減少了無功電流,因而減少了線路及變壓器的電流,從而減少了電壓降。(4)提高功率因數可以增加發配單設備的供電能力。由于提高了功率因素,供給同一負載功率多需要的視在功率及負荷電流均減少,所以,對現有設備而言,變壓器容量和電纜截面就有了富裕。另外,在使用該技術時,應該注意幾個問題,首先,電容器補償時,必須讓技術人員了解電容器有關參數信息,比如電壓容量以及負荷值等。其次,在無功補償時,需要對電網線路具體運行情況予以分析,這樣既能對補償需求進行有效明確,還能選擇恰當設備,提升節能效果。其中如果配網線路負荷出現較低時,通常會選擇靜態無功補償這一設備,從而增強補償效果。如果配網負荷相對較大時,一般會選用動態補償設備,不但能對線路或者設備予以實時監測,還能對補償值進行及時調整,以此確保補償效果。3.4科學使用有源濾波器。為了避免電氣設備出現失誤,應該對諧波予以關注,其中使用有源濾波器屬于較為有效方法。失誤動作通常是由于電氣設備數量持續增加,從而出現很多諧波,并且受電網阻抗影響,使得這些諧波產生電壓重復這一情況,進而造成電壓出現畸變。但對有源濾波器進行使用,能夠避免失誤動作出現,具體來說,有源濾波器擁有很強的動態性能,同時反應速度也較快,可以讓功率范圍得到開拓,進而達到無功補償效果。另外,如果能對有源濾波器予以科學使用,一方面能對一連串諧波進行有效過濾,另一方面能減少設備失誤幾率,從而讓電氣設備擁有良好運行效率,借此實現節能目標。3.5使用光伏技術。在新時期,國內光伏技術也得到一定提升,同時光伏設備以及光伏電池開始向自動化等有關方向發展,如果把該技術用在電氣系統中,不僅能讓光能有效轉化為電能,還能為電氣設備做出相應準備,提供能源方面支撐。并且應用光伏技術能夠讓傳統電能使用率逐漸降低,避免出現大量污染物排放,從而達到節能環保等有關發展目標。近幾年,國內出臺了諸多政策以及法規,一方面要求各領域必須增強節能意識,同時優化產業結構,另一方面要降低能源使用,從而減少環境污染。光伏技術分為太陽熱發電技術和太陽光發電技術。太陽熱發電技術由光熱轉換和熱力循環兩部分過程。主要是采取提高熱能量轉換出電能的效率達到節能的目的。自動化節能主要從材料及控制方式上考慮。太陽光發電系統包含太陽能電池板、蓄電池、充放電控制單元等組成。節能設計應充分考慮經濟性與節能效率等因素。在節能設計時,既要做好節能技術創新工作,還要改善人們節能意識,這樣在對行為習慣進行規范的同時,可以提升節能效果,進而改進電氣系統總體運行效率。

在新形勢下,促使電氣節能設計變得愈加重要,所以,在開展電氣自動化各項工作時,必須落實好節能設計,一方面能減少電力消耗,另一方面能提升電力運輸以及配電能力,實現節能目的。

作者:秦紅紅 單位:昌吉職業技術學院