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电气工程中节能技术的应用探讨张欣1

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：张欣1 刘芳2 周梅3 王宏伟4

[导读] 摘要：随着我国社会经济的不断发展，工业企业已实现电气自动化，而且在自动化的基础上逐渐使用节能技术。

        1.身份证号码：13240119770902xxxx
        2.身份证号码：13030219781114xxxx
        3.身份证号码：52018119911116xxxx
        4.身份证号码：13080219811229xxxx
        摘要：随着我国社会经济的不断发展，工业企业已实现电气自动化，而且在自动化的基础上逐渐使用节能技术。“绿色发展，低碳创新”已成为发展主题，今后企业的发展战略应以绿色低碳为战略，注重生态设计、技术创新。从电气自动化节能设计的意义入手，探讨国家推荐的几种装备系统节能技术的适用范围和节能变压器、电机、蓄能设备的选择。
        关键词：电气自动化；节能设计；绿色低碳
        引言
        在享受电力带来的高质量生活的同时，人们也需要注意电力资源的保护和节约。推动电气自动化工程的节能环保设计是人们的责任和义务。本文基于当前电力节能自动化设计技术的现状，提出了分析和建议，以期促进电力节能自动化控制技术的长远发展。
        1电气节能的意义
        经济需要走可持续发展道路，能源已经成为了重要的发展推动因素，经济的持续发展需要建立在能源消耗的基础之上，在此过程中必须采取可行的能源利用措施，由此推动能源的可持续发展，为社会经济的进步创设更稳定的条件。反之，如果能源消耗问题没有得到良好的解决，将会引发能源枯竭问题，这也会对经济的发展造成阻碍。总体来说，节能能源已经成为了当前社会经济发展的重要主导因素，与之相关的电气节能技术至关重要。
        基于科学可行的电气节能措施，能够有效地解决高耗能问题，此举可以有效缓解电力紧张的局面，所带来的社会经济效益也更为良好。在当前的电气项目中，电气节能已经成为必不可缺的一项内容，除此之外还需要注重对设施的选择，从根本上对环境形成保护作用。
        2国家推荐的几种装备系统节能技术
        2.1基于电流确定无功补偿的三项工业节电技术
        利用电容器具有充、放电和贮电的特性，采用并联补偿电容器的方式，利用带有高速计算机芯片的自动限流补偿控制器对用电器进行无功补偿和有功电量剩余回收，并抑制瞬流、滤出谐波。适用于低压三相交流电动机节能改造。
        2.2机床用三相电动机节能电器技术
        取样电动机运行“瞬时有功负荷”作为控制信号，实时监测实际负荷、自动调整有功功率，有效减少机床能耗；即：当“瞬时有功负荷”大于额定功率1/2时自动调整为大功率，当小于额定功率1/3时自动调整为小功率，通过循环监控调整电动机的“瞬时有功负荷”来实时调整电动机功率。此技术适用于三相异步电动机驱动的机床设备改造。
        2.3旧电机永磁化再制造技术
        通过对永磁体进行励磁，使电机的三相定子绕组产生以同步转速推动的旋转磁场，驱动电机旋转并进行能量转换，降低电机运转时的损耗；采用高功率因数减小定子电流，定子绕组电阻损耗较小，进一步提高效率，实现节能。适用于Y系列三相异步电动机永磁化改造。
        3电气工程主要能源节能技术
        3.1降低电能的传输消耗
        在电能传输过程中，必不可免会带来较为严重的损失问题，受导线电阻的影响，当电流经过时便会带来发热现象，由此引发功率损耗问题。基于P=U2/R可以得知，要想尽可能降低电能传输损耗，则必须从降低导线电阻作为基本出发点。影响导线电阻值的因素较多，诸如导线的截面积以及长度等都是尤为重要的因素，电阻与导线截面呈现出反比的关系，但又与电导以及长度呈现出典型的正比关系。

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对此，在设计过程中，应当遵循如下几大原则：①做好对导线的选择工作，要求材料的电导率应较小，此举可以大幅减少电能传输的消耗情况；②在围绕电网展开设计工作时，需要注重布线流程，要求导线以直线布置的方式为宜，在最大程度上避免弯路现象，同时应减小导线的长度，从而降低传输电能损耗；③在进行变压器设置时，应确保其与负荷中心的间距处于较小水平，充分认识到导线横截面与电阻间所表现出的关系，以此为基础做好对传输能耗的控制工作。适当的加大导线截面积尤为关键，在此过程中应充分考虑到电路的热稳定性以及电压损失等内容，在必要时可以增设一级导线截面，如果一味的加大线材截面，则会带来费用增加问题。
        3.2科学应用有源滤波器
        在电力系统运行过程中，一旦出现谐波则会带来严重的影响，诸如有功功耗损耗现象尤为明显。如果谐波分量与线路表层间距较小，在此情况下则会产生谐波电阻，且该值明显超过基波电阻，由此带来线路损耗问题。
        在展开电气设计工作时，应当增设一个消谐波装置，此举可以有效地过滤谐波。该装置的动态性能优越，对于有源滤波器而言能够有效地解决电气设备误操作问题，同时发挥出显著的环保效果，能够在很大程度上降低电能消耗量。
        3.3节能变压器的选择
        变压器在输变电行业中属于耗能大户，据估计，我国变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右，如果损耗每降低1%，那么每年可节约上百亿度的电。用户应选择高效节能的油浸式和干式变压器，能效水平为1级和2级，铁芯材料为非晶合金和电工钢带。这样可大大减少用户变压器有功功率的损耗。
        3.4电力蓄能设备
        蓄能设备能够转移电网高峰时的用电量、平衡电网的峰谷差。蓄能设备可以在用电波谷时段来制取热量并储存起来，此时属低电价时段，然后再在用电波峰时段，也就是高电价时段把储存的能量释放出来使用，这样大大降低了企业用电成本。现阶段，我国北方地区推行煤改电供暖，电锅炉作为一种供暖主热源技术已得到广泛的应用，相比燃煤锅炉其无污染物排放；相对于燃油、燃气锅炉占地空间小、节省用地；政府在取暖期延长了用电波谷的时段，企业应采用合适的蓄能式锅炉来代替原有的燃煤锅炉，既经济又环保。
        3.5照明节能技术
        关于电子镇流器，主要分为两种类型：①电感镇流器，它借助于工频交流电可以实现对电光源的供电；②电子镇流器，可以对工频电进行转换处理，从而得到几十千赫兹的交流电，并将其用于电光源。相较于电感镇流器而言，使用电子镇流器可以大幅降低功耗，降幅可以达到25%~35%。引入节点控制措施，并增设一个智能照明控制系统，可以完成对不同时段光照强度的检测，并进行合适的开关控制。
        3.6运行电压的合理调整
        在电网运行过程中有功损耗与电压的平方是成正比的，所以正确有效的调整运行电压可以达到降低损耗、节约电能效果。具体方法是通过对变压器分接头的调整，把电力电容器投切在母线上等手段，在保证电压质量的基础上合理地调整运行电压。
        结语
        总之，随着电气设备生产技术的改进，电气设备的能耗已经有所降低，在国家充分意识到资源节约的重要性后，对电气设备节能降耗技术的管理力度也随之增大，电气设备的节能降耗有了明显的效果。为了使电气工程可以达到节能的目标，适应可持续发展的需要，要将节能降耗的理念贯穿于整个社会经济活动中，从制度到技术，从设备管理到人员管理，都要在日常的运行生产中以节能为目标，为我国的资源合理利用做贡献。
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