當(dāng)前，由于能源短缺已經(jīng)成為了一個(gè)世界級(jí)的問題，這也就使得節(jié)能成為一個(gè)焦點(diǎn)問題。電力資源同樣如此，電能耗費(fèi)和合理的電力設(shè)計(jì)已經(jīng)成為人們普遍關(guān)注的問題， 這也就使得自動(dòng)化工程的節(jié)能電氣設(shè)計(jì)逐漸成為了一項(xiàng)重要課題。電力設(shè)計(jì)是電力工程的核心部分， 如何做到合理并兼顧節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)，是擺在眾多企業(yè)面前的一個(gè)重要問題。
1 電氣自動(dòng)化工程的節(jié)能設(shè)計(jì)原則
1.1 不斷優(yōu)化供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
由于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行是需要有足夠的動(dòng)力支持的， 因此做好電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的供配電設(shè)計(jì)系統(tǒng)是非常有必要的。在供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要求充分考慮到電氣設(shè)備的負(fù)荷容量和對(duì)供電可靠性的要求， 還要全面考慮電氣設(shè)備的用電安全問題，包括線路的安全與設(shè)備的運(yùn)行安全。同時(shí)，還要做好電氣設(shè)備供配電系統(tǒng)的防雷、防靜電、防浪涌等設(shè)計(jì)，以確保供配電系統(tǒng)既能滿足電氣設(shè)備的用電需求， 又符合國(guó)家規(guī)定的相關(guān)安全技術(shù)條例，實(shí)現(xiàn)電能的合理利用，從而獲得一定的節(jié)能效益。
1.2 加強(qiáng)電氣設(shè)備管理
在實(shí)際的電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)運(yùn)行中，很多電氣設(shè)備并不是一直保持最高功率的運(yùn)行狀態(tài)， 很多時(shí)候電氣設(shè)備的運(yùn)行都低于額定功率，但其所消耗的電能還是一樣多，這就造成了大量的電能浪費(fèi)， 因此我們可以通過加強(qiáng)電氣設(shè)備管理來提高其運(yùn)行效率，通過無功補(bǔ)償、均衡負(fù)荷等措施來調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能效果。
1.3 設(shè)計(jì)合理的負(fù)荷系數(shù)
在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中， 應(yīng)當(dāng)對(duì)負(fù)荷系數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，從而能夠有效地提高設(shè)備的利用率以及負(fù)荷率。但要在能夠滿足電氣工程的需求基礎(chǔ)上進(jìn)行安全設(shè)計(jì)， 對(duì)一些用電較為特殊的電氣設(shè)備， 應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的系數(shù)調(diào)整，從而達(dá)到節(jié)能效益。
2 電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)
為了做好電氣自動(dòng)化的節(jié)能工作， 我們需要重視采取相應(yīng)的策略，以收到更好的節(jié)能效果。
2.1 變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)
變壓器是電力自動(dòng)化工程中的重要設(shè)備，其主要負(fù)責(zé)電壓、電流以及功率的轉(zhuǎn)換工作。變壓器的運(yùn)行需要消耗掉大量的能源，即使是處于空載運(yùn)行狀態(tài)，也會(huì)造成大量的能耗。因此，做好變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)， 對(duì)于電氣自動(dòng)化工程的節(jié)能設(shè)計(jì)具有重要意義。通常情況下，變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)主要為以下幾點(diǎn)：
（1）選擇合理的變壓器型材。對(duì)于變壓器的制備材料應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理的優(yōu)化組合， 從而有利于實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。若是銅片、硅鋼片以及絕緣材料的設(shè)計(jì)不合理，則容易導(dǎo)致不必要的能耗的出現(xiàn)。因此，在確保變壓器工作的情況下，應(yīng)當(dāng)選擇最為合理的制備材料以及運(yùn)行介質(zhì)， 在減少電氣自動(dòng)化的工程成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)變壓器節(jié)能。
（2）使用銅材。銅質(zhì)是一種十分優(yōu)秀的材料，可以用于為變壓器配備的電柜以及電線。其次，通過降低磁密并采用高質(zhì)量、較薄的冷軋硅鋼片，能夠有效地降低空載運(yùn)行過程中變壓器的能耗。
（3）優(yōu)先考慮專門的節(jié)能變壓器。當(dāng)前，市場(chǎng)上已經(jīng)有了專門的節(jié)能變壓器，例如：S11 以及S10 此類型號(hào)，除了具有傳統(tǒng)的變壓器的優(yōu)點(diǎn)，也具有十分優(yōu)良的節(jié)能效果。使用節(jié)能變壓器時(shí)，應(yīng)注意不要出現(xiàn)長(zhǎng)期過度運(yùn)行的情況，否則不僅會(huì)導(dǎo)致變壓器壽命的減少，也會(huì)造成電力資源的浪費(fèi)。
（4）在廠房或者是大型的寫字樓中，變壓器作為電力系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵部分， 其應(yīng)被放置在電力消耗的中間地域，與其他的輔助設(shè)備位于同一地方，從而有助于管理，并能夠減少電纜的長(zhǎng)度，從而節(jié)約成本以及資源，同時(shí)提高供電功率以及質(zhì)量。
（5）對(duì)變壓器的容量以及使用的臺(tái)數(shù)進(jìn)行合理選擇。在對(duì)變壓器的額定容量進(jìn)行確定時(shí)， 應(yīng)當(dāng)按照實(shí)際所需的電量來確定。若是變壓器的容量太小，則會(huì)使得變壓器長(zhǎng)期處于過度運(yùn)行的狀態(tài)之下，使其老化速度加快，減少使用壽命；但是若是選用的變壓器的容量過大，也會(huì)使得其長(zhǎng)期處于輕載的狀態(tài)之下，極大地浪費(fèi)電力資源以及變壓器的使用效率。因此，在進(jìn)行變壓器的選擇時(shí)，應(yīng)留出約20%的冗余空間，過多過少都是不可取的。而對(duì)于變壓器臺(tái)數(shù)的選擇， 則應(yīng)該綜合考慮擴(kuò)容以及可能出現(xiàn)的過度耗損情況，若是使用了過多的變壓器的臺(tái)數(shù)，則會(huì)造成資源的浪費(fèi)。若是變壓器的使用臺(tái)數(shù)在2 臺(tái)或是2 臺(tái)以上，則應(yīng)采取并聯(lián)的措施，其不僅能夠提高其安全可靠性能，還能夠增加電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，從而真正實(shí)現(xiàn)的節(jié)能設(shè)計(jì)。
2.2 提高系統(tǒng)功率因素
一方面，應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)合理的措施，提高系統(tǒng)的自然功率因素。例如，提高用戶的負(fù)載率，在滿足工藝生產(chǎn)的情況下，盡可能地選擇極數(shù)較少的電動(dòng)機(jī)， 從而提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)約電能的目的。同時(shí)，也可以讓電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻自動(dòng)控制（如圖1 所示），從而使電動(dòng)機(jī)在負(fù)載較小時(shí)，獲得較高的功率因素。這些措施都是在不添置任何的補(bǔ)救設(shè)備的前提下，降低用電設(shè)備的無功功率，從而提高功率因素。此方法并不會(huì)增加工業(yè)生產(chǎn)的投資，十分經(jīng)濟(jì)有效。另一方面，可以使用人工的方法提高系統(tǒng)的功率因素，即人工補(bǔ)償?shù)姆绞?。提高自然功率因素的措施往往不能滿足工業(yè)生產(chǎn)用電的需求，因此，還應(yīng)裝設(shè)一定的補(bǔ)償裝置，其常用方式為集中補(bǔ)償與單獨(dú)就地補(bǔ)償，應(yīng)堅(jiān)持分級(jí)補(bǔ)償以及就地平衡的原則，從而達(dá)到減少無用功傳輸?shù)哪康摹?/div>
2.3 降低高次諧波
諧波往往會(huì)對(duì)用電設(shè)備造成多方面的危害，例如，導(dǎo)致電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)加重，可用容量下降；降低設(shè)備的利用率以及經(jīng)濟(jì)效益；影響繼電保護(hù)以及自動(dòng)裝置的可靠性、安全性。通常情況下，降低高次諧波的措施主要有：變壓器宜使用Δ/Y 節(jié)接線，從而能夠消除3 的整數(shù)倍的高次諧波； 增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)；采用無諧波污染的綠色變頻器；采用無源濾波器或是有源濾波器。通過以上方法可以達(dá)到過濾諧波的目的，從而提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)能的目的。
2.4 選擇合適的電力電纜
作為輸配電系統(tǒng)中不可或缺的部分， 電力電纜占據(jù)了電氣工程投資成本的較大部分， 尤其是因長(zhǎng)期維護(hù)電力線路而產(chǎn)生的費(fèi)用。故而在選擇電力電纜的時(shí)候應(yīng)該謹(jǐn)慎為之，通常按照相對(duì)經(jīng)濟(jì)的電流密度曲線和可以通過的電流強(qiáng)度來選擇電力電纜的截面，對(duì)于電力電纜材質(zhì)的選擇，主要有銅材和鋁材兩種。從成本的角度來看，較之銅電纜，鋁電纜較為便宜，所以很多電氣工程都選擇鋁電纜，但是從安全和節(jié)能的方面，鋁電纜雖然較為便宜，但是這兩項(xiàng)性能卻落后于銅電纜。如果負(fù)荷不大，線路連續(xù)電流時(shí)間也不長(zhǎng)，則可以選擇鋁電纜；而其他情況下，從安全和節(jié)能方面考慮的話，推薦銅電纜。
2.5 合理選擇節(jié)能光源
對(duì)于照明光源的選擇，應(yīng)當(dāng)依照國(guó)家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，盡可能地選用高效能的光源， 由于其發(fā)光效率是普通的照明燈的數(shù)倍，能夠達(dá)到大量節(jié)約電能的目的。而對(duì)于衛(wèi)生間或是上下樓梯間的照明燈，應(yīng)盡量地選用吸頂燈。對(duì)于廠房而言，其優(yōu)先選用的應(yīng)是金屬鹵化物燈，當(dāng)一個(gè)光源無法滿足需求時(shí)，可采用兩種光源或是混合光源，在提高照明的強(qiáng)度的同時(shí)，降低能耗。值得注意的是，在選用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈的同時(shí)應(yīng)配用節(jié)能型鎮(zhèn)流器，從而減少能耗，節(jié)約能源。其次，應(yīng)按照照明使用功能以及環(huán)境影響進(jìn)行合理設(shè)計(jì)， 在滿足照明要求的前提下，達(dá)到節(jié)能的目的。
3 結(jié)語(yǔ)
總而言之， 自動(dòng)化節(jié)能電氣設(shè)計(jì)工作具有十分重要的意義。在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中，我們需要以相關(guān)的原則為指導(dǎo)，并重視采取相應(yīng)的策略，從多個(gè)方面入手，對(duì)多種技術(shù)的進(jìn)行合理應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，以促進(jìn)電氣工程的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
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