电气自动化工程中的节能设计

发表时间:2018/5/8   来源:《电力设备》2017年第36期   作者:秦娜娜 孙宏艳 李翠芳
[导读] 摘要:随着社会经济的快速发展,发展和解放生产力是当今中国社会经济发展的基本要求,发展生产力需要投入大量的生产资料,对能源的需求量越来越大。
        (中机国能电力工程有限公司邯郸分公司)
        摘要:随着社会经济的快速发展,发展和解放生产力是当今中国社会经济发展的基本要求,发展生产力需要投入大量的生产资料,对能源的需求量越来越大。在发展经济的过程中,虽然经济发展要依靠能源,但是二者要和谐发展,如果不注重节约生产能源,会对国民经济产生副作用。电气工程自动化技术的发展决定了国家的技术实力。它与各学科相互结合,各学科的理论知识都有所渗透,在各个行业中都有广泛的应用,其节能设计显得尤为重要。本文就是针对电气工程及其自动化中的节能设计技术进行分析和讨论。
        关键词:电气自动化;节能设计;设计原则
        1电气工程自动化概述
        随着科学技术的发展,电气系统越来越丰富,也逐渐呈现体系化,更加体现了人性化的设计与应用原则,大大推动了经济建设的发展进程。电气系统的传输数据通过光纤设备来传输,大量采用了光缆,使用连接电缆的设备也越来越少,节约了电缆材料,降低了资本费用的数额,减少了能源的损耗,从而达到节约能源的初衷。当前,电气自动化对于设备智能化得到了充分的体现,可以实现在线监测,由智能化与在线监测向着电力光互式方向发展。智能化的设备具有智能化的控制功能,并与电子信息等技术融会贯通。在线监测由采集站构成,以其中的核心元件作为处理器,并进行全过程控制。对信息数据的收集与控制,需要经过不同的工艺环节,并与控制中心进行联网,对生产过程进行集中的监管。依靠网络技术,有效地进行数据信息的采集,在有效的工程范围内实行有针对性的管理,建立以站为考量单位的引擎,使其提高系统的可靠性与工作效率。
        2电气自动化节能设计原则
        (1)安全性。安全性是电气工程设计中的受到问题,对于设计人员而言,不能一味将目光放在节约能源方面,而应该同时兼顾电气设备的安全稳定运行,保证生产的顺利进行。因此,节能设计工作应该在保证电气设备安全稳定运行的前提下展开。(2)先进性。在科技发展的带动下,各种新的节能设备和节能技术不断涌现,在电气自动化工程节能设计中,应该结合实际情况,积极引进先进的节能技术,确保电气节能技术能够始终走在行业前列,确保电气自动化工程节能效果的最大化。(3)环保性。电气自动化节能的主要目的,是为了提高能源的利用效率,实现能源的节约,提升企业综合效益。对于电气工程师而言,在电气自动化节能设计中,应该对材料进行合理选择,确保材料的安全性、先进性和经济性,尽可能减少对于环境的污染和破坏,实现经济效益和环境效益的统一。(4)可持续性。在当前可持续发展背景下,电气自动化节能设计应该负荷国家节能减排的要求,对于能源的消耗、污染的排放以及能源的节约都应该做好相应的规划设计,从长远方向出发,进行可持续发展的战略部署。
        3电气工程及其自动化设计现状分析
        (1)电气自动化的网络构架不统一。电气自动化的发展方向是建立高效、快捷的电气工程师及自动化系统,但目前很多企业自身网络构架不尽相同,使得依托于网络结构而发展的电气工程及其自动化的发展受到了阻碍。另外不同企业和商家在软、硬件产品交换过程中,因为程序接口的不一致,影响企业数据和信息的传输交流,进而阻碍了企业数据和信息的共享,使电气工程及自动化系统在实际运行中无法发挥应有的效应。(2)电气自动化系统集成性不强。电气自动化系统集成是电气自动化系统功能提升的必经之路,我国目前一些电气自动化还处在多岛自动化的层次,多岛自动化具有互不连接、功能单一、信息独享的缺陷,不能充分发挥电气机动化的功能和作用。(3)电气自动化技术的使用过于受主观支配。不同的企业在对电气自动化技术的实际应用和开发中,由于技术人员思想理论及技术掌握程度的不同,过分根据技术人员主观习惯和意识支配,系统的开发平台各有不同,进而导致电气工程及自动化的实际设计、实施、运行和维护中的程序和成本增加,增加了系统整体的运行费用和负担。
        4电气自动化工程中的节能设计
        4.1变压器节能设计
        变压器是电气自动化工程中的一项核心设备,对于变压器的合理筛选和设计技术对于整个电气自动化工程来说具有着举足轻重的指导作用。首先是对于变压器的有效筛选,为了实现最终的节能的要求,对于变压器的型材有了更高的要求和标准。其中最重要的就是对于变压器的制造材料和正常运行的介质,选择的主要条件是在保证正常运行和环保节能的基础上,要使得运行以及购置的成本达到最低,从而在最大程度上实现节约和环保。变压器在整个电气自动化工程中主要负责对于变电站输出的高电压和电流进行转换,使之成为能够正常供应工业和民用电力的需求,因此变压器关系着千家万户的安全和社会的安定。稍有不慎有可能会造成安全事故的发生,也有可能会是对电力的浪费消耗,因此提高对变压器的筛选以及节能设计技术对于国家的正常发展和进步具有重大的意义。如果有条件可以在充分考虑了经济因素的条件下,选择专业的环保节能的变压器,目前市场上对于这类变压器的销售也已经普及,但是要值得注意的是对于专业的环保型变压器的使用不能过度,以免导致变压器的使用寿命缩短,应该和其他的变压器搭配使用,在降低经济损失的情况下,达到环保节能的要求。


        4.2降低传输进行中电能的损失
        能量的产生并不是无节制的,无限制地产生,在其中也会消耗一定数量的能量。难以避免的是电能在传输中,也会产生能量损耗。能量损耗的越多,对于成本浪费的越来越严重,对生产资料就越是浪费。电能在传输的过程中会产生热能等能量,同时也会消耗部分能量,其根本的解决办法是减小电阻。另外还要注重
        导线的布局,避免弯路的出现,需要使导线的长度变短,导线材料的电阻值越小就越会使产生的能量越小,能源消耗也越小,当然也要保证能源在一定的范围之内,条件统一的情况下,选择使用横截面积较大的导线,使实际供电的距离减少,需要靠近负载中心。
        4.3选择有源滤波器
        有效的将有源滤波器运用于电气自动化节能的设计过程中,可以避免谐波产生的影响。由于谐波会在很大程度上对设备质量产生损耗,浪费较多的电能。因此由于谐波的频繁出现,导致电网电压也在不断的改变,使得工作人员在操作过程中出现许多问题,从而影响到设备的正常运行,并同时对其他设备的正常工作产生干扰。此外,有源滤波器具有速度快、滤波彻底的有点,所以可以充分保证电气设备的安全运行,提高电力系统的稳定性,并对相关设备进行保护。虽然有源滤波器的价格高于无源滤波器,但是滤波效果却更加彻底,有效的避免了谐波产生的危害。
        4.4借助无功功率进行补偿
        对于整个供配电系统而言,电流运行于整个系统,在提供电能的同时,也会造成能量的浪费,其中,无功功率所占比重较大,致使电压降低,影响运行的经济性,输送质量降低。最直接的应对方式就是采用无功补偿设备来进行有效弥补,实现均衡,保证较为稳定的电压,增强电能的品质,达到绿色环保的目标,为经济和社会效益的获取提供保障。
        4.5选择节能灯具
        节能灯之所以取这个名字,是因为该灯和白炽灯相比,有许多的优点。能省电,它功率小,比白炽灯节电70%-80%。在照度不变的情况下,一支11W的节能灯直接替换60W白炽灯。一支85W大功率节能灯即可替换500W白炽灯或250W水银汞灯。其节能率达到50%-80%。使用电压宽。100V-265V范围内均能瞬间启动并正常工作,对电网污染小; 显色好。启动性能好。彻底解决了水银汞灯、高压钠灯及金属卤化灯启动与断电再启动时间长的缺点; 节能灯具有“还原率”佳、自然(接近太阳光)、眼睛舒适度高的优点。
        5节能设计在电气自动化中的具体应用
        为了实现电气自动化的节能目标,必须高度重视电气设备以及相关的安装工艺,在此前提下,才能考虑节能的具体操作。
        5.1不断提升电气系统的运行效率
        在进行电气设备选择的时候,要注重其节能的特性,目的是为后期的节能功能奠定基础。同时,还可以对无功功率进行补偿,对运行负荷进行有效均衡,减少电能输送过程中的损失,这些做法的目的都是为了提升节能的效果,也可以在设计中,对负荷值进行合理调整,运用科学的设计参数。这样做的目的是确保系统安装和运行进行中,电源的高效、综合地运用,增强设备运行效率,降低能耗。
        5.2优化配电系统的设计
        在电气系统中,电力系统为需要电能的电力设备提供动力支持,最低要求保证在配电设计中的适用性。电气设备的适用性是指对设备控制有所保障,使负荷量达到要求,不至于使负荷量超出标准或大量消耗能量。在进行配电系统设计的同时,要满足保证电力系统具有稳定性与高效性,要充分考虑其安全性,使用具有绝缘性质的导线,使各部分导线之间保持绝缘性,使用导热性能强的导线,还要做好接地工作和防雷措施。
        6结束语
        总而言之,电气自动化技术的不断发展尽管给我们的生产生活带来了很多便利性,但其严重的能源消耗问题已经成为威胁人类生存的因素。随着人们绿色节能意识的提升,电气自动化的节能设计问题成为了广泛关注的焦点,为减少电能的消耗和损失,我们选择电能损耗小的电气设备元件,通过使用无功补偿设备,利用有源滤波器等方式,再加以推广光伏发电等创新高效能源的技术运用,实现电气自动化的节能设计,促进能源的可持续发展。
        参考文献:
        [1]对电气工程及其自动化技术的设计与应用分析[J].刘涛.科技视界.2015(26)
        [2]建筑设备电气自动化系统的节能控制研究与工程设计[J].马仲雄.科技风.2014(09)
        [3]关于电气自动化的节能设计技术的探讨[J].杨振波.电子技术与软件工程. 2015(05)
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