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電氣自動化節(jié)能設(shè)計技術(shù)應(yīng)用研究
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活和工業(yè)生產(chǎn)對能源的需求越來越大。但是，現(xiàn)今大規(guī)模的能源開發(fā)以及不合理地使用能源，導(dǎo)致能源短缺的問題越來越嚴(yán)重，并受到國家社會的普遍關(guān)注。在電力系統(tǒng)的能源消耗中，很多設(shè)備的選用對能源的耗損產(chǎn)生影響。所以，電力系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計逐步被人們納入關(guān)注的視野。下文研究了電氣自動化節(jié)能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用情況。
摘要：電氣自動化不僅關(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，要了解電氣自動化及節(jié)能設(shè)計，并遵守設(shè)計原則，加強對電氣自動化節(jié)能設(shè)計技術(shù)應(yīng)用研究。
關(guān)鍵詞：電氣自動化;節(jié)能設(shè)計;應(yīng)用
一、電氣自動化及節(jié)能設(shè)計概述
在電氣信息發(fā)展領(lǐng)域，電氣自動化是一門新興的科學(xué)性學(xué)科，對我國的工業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的日常生活起到很大的作用。電氣自動化不僅可以提高工業(yè)領(lǐng)域的工作效率和運作成本，還可以促進勞動生產(chǎn)率的提高和改善工業(yè)發(fā)展的勞動條件。近年來，隨著我國工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提高和人們環(huán)保意識的增強，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)濟建設(shè)的重要目標(biāo)，所以先進的自動化技術(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，未來的經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r就是誰掌握先進的節(jié)能科技，就可以獲得掌控經(jīng)濟的主導(dǎo)權(quán)。
隨著城市化的不斷推進，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)備的使用對電網(wǎng)的危害很嚴(yán)重。所以，電氣自動化通過在變壓器和無功補償?shù)燃夹g(shù)領(lǐng)域進行突破，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)在運行中達到節(jié)能的目的。
二、電氣自動化節(jié)能的設(shè)計原則
以實際經(jīng)濟效益為電氣節(jié)能效益的設(shè)計基礎(chǔ)，不盲目的增加相關(guān)投資金額，對節(jié)能設(shè)備和材料進行選擇時應(yīng)該遵循科學(xué)合理的經(jīng)濟原則，從而使得節(jié)能增加的投資數(shù)目能夠在較短的時間內(nèi)通過節(jié)能運行而使得經(jīng)濟效益有所保障。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)備動力的提供以及符合用電設(shè)備對電能質(zhì)量、負(fù)荷容量的要求的優(yōu)化用電設(shè)計，實現(xiàn)其電能的合理利用。節(jié)能重點要放在電氣設(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關(guān)的電能損耗。
三、電氣自動化節(jié)能設(shè)計技術(shù)應(yīng)用
1、配電節(jié)能設(shè)計
電氣自動化工程的一大關(guān)鍵工作職能就在于：面向電力自動化工程設(shè)備提供必要的動力支持。因此，需要設(shè)計人員充分考慮到電力工程的實用性，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)的實施過程當(dāng)中，不但需要確保用電設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)型，同時還需要在可靠性、靈活性、可操作性、以及安全性方面做出相應(yīng)的優(yōu)化。從這一角度上來說，需要確保配電網(wǎng)運行系統(tǒng)導(dǎo)線線路絕緣水平的良好與可靠。在進行布線的過程當(dāng)中，需要選擇合理的導(dǎo)線絕緣距離，確保導(dǎo)線動態(tài)穩(wěn)定，以及防雷接地的安全性。
2、無功補償
在電力系統(tǒng)中，無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)濟運行。而對于用戶而言，無功功率的直觀表現(xiàn)為功率因數(shù)偏低，而當(dāng)功率因數(shù)小于0.9時，用戶就會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)濟效益就會下降。但是我們?nèi)暨x用恰當(dāng)?shù)臒o功補償設(shè)備的話就可以實現(xiàn)無功就地平衡，提高功率因數(shù)，從而實現(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)濟效益和社會效益。比如，在受導(dǎo)電抗的作用下，電機發(fā)出的交流電流和交流電壓的相位角不為零，因此電機發(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和用電器之間往返變化而不會釋放出來。又因為電容器產(chǎn)生的是超前的無功，因此采用電容器補償可以與無功率的電能進行抵消，即Q=QL-QC。
在采用無功補償設(shè)備對電力系統(tǒng)進行無功補償時，對于無功補償設(shè)備的要求有以下幾點：
(1)在使用電容器補償時，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)過計算來確定。而若是在補償處產(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、過補償和無功倒送，在電容器的功率參數(shù)、無功電流、無功功率這些投切物理量中最好選擇無功功率作為投切參數(shù)物理量。
(3)在很早以前的補償電容組中電容器的分擔(dān)方式和投切開關(guān)的方式普遍采用等容量分組和循環(huán)投切;后來又采用了按比例分配、按編碼配置、投切開關(guān)按級投切。但是這些方式都不能達到我們想要的補償效果。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。在使用過程中，低壓的時候投切開關(guān)則選擇投切復(fù)合開關(guān)，而高壓補償柜中選真空接觸器作為投切開關(guān)。
3、變壓器節(jié)能
我們可以通過選擇合理的變壓器起到節(jié)能的作用，這是一個節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵。具體的工作中所采取的促使有：減小功率損害，實現(xiàn)節(jié)能目的。通過使用三相四線制以及合單相自動補償設(shè)備等來確保電流負(fù)荷平衡性，降低變壓器能源損耗。這里以平衡三相電負(fù)荷為例進行分析：在電力系統(tǒng)中，三相電不平衡屬于一個比較常見的現(xiàn)象，它既將導(dǎo)致線路上一級變壓器銅損加大，也會是變壓器上的鐵損變大，進而導(dǎo)致供電質(zhì)量不符合要求以及電表失靈或者電氣設(shè)備損壞的那個問題。因此我們在設(shè)計的過程中，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可以忽略不計，消耗電能非常的少。但是對于一些行業(yè)，比如說石油或者采礦，因為環(huán)境比較特殊，電力設(shè)備在工作現(xiàn)場，離電力供應(yīng)處非常遠(yuǎn)，這就需要傳輸線路長距離傳輸。而如果電流不變，傳輸線路越長的話，傳輸電阻總值會越大，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增大線截面或者選用電阻率偏小的電線，達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行開支水平均比較大，因此更需要在選型中謹(jǐn)慎仔細(xì)。一般來說，在對電力電纜線路截面大小進行選取的過程當(dāng)中，從節(jié)能的角度上來考慮，要求綜合對以下兩個方面指標(biāo)的研究：其一為電流密度曲線;其二為可通過電流強度水平。在此基礎(chǔ)之上，從電力電纜線路材質(zhì)的選擇角度上來說，現(xiàn)階段技術(shù)條件支持下常見的電力電纜線路主要有鋁線、以及銅線這兩種類型。從成本的角度上來說，鋁線線路的經(jīng)濟性優(yōu)于銅線線路。但，從節(jié)能的角度上來說，考慮到導(dǎo)線截面以及耐久性等方面的問題，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。
結(jié)束語
隨著科技的發(fā)展,越來越多的電氣自動化電力設(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)域以及國防事業(yè)中,電氣自動化電力設(shè)備都發(fā)揮了重要的角色,隨著電力設(shè)備的發(fā)展,電能需求量開始大增,這樣就需要提高電氣自動化設(shè)備的節(jié)能技術(shù),降低能量的損耗只有提高電氣自動化節(jié)能技術(shù),才可以應(yīng)對電能緊張等問題,更好的發(fā)展電氣自動化設(shè)備發(fā)展,更好的促進社會發(fā)展,提高人們的生活水平。
參考文獻
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