淺談電氣自動化的節能設計技術

淺談電氣自動化的節能設計技術

　　隨著世界能源的大規模使用及其不合理的浪費，能源的短缺越來越引起發達和發展中國家的普遍關注，以下是小編搜集整理的一篇探究電氣自動化節能設計技術的論文范文，歡迎閱讀參考。

　　摘要：隨著工業技術、電氣工程技術的進步和發展，關于節能方面的設計越來越重要，節能設計是電氣工程的靈魂，節能設計的合理與否直接影響著企業的財務開銷、經濟成本及其生產維護。在此，簡要地談一下電氣自動化的節能設計技術。

　　關鍵詞：變壓器設計;節能設計

　　一、引言

　　隨著世界能源的大規模使用及其不合理的浪費，能源的短缺越來越引起發達和發展中國家的普遍關注。其中，電力能源的耗費和電力設計也引起了人們的高度重視。人們在追求智能樓宇、博物館建筑、住宅樓和校園建筑的舒適、安逸、安全和人性化的同時，也開始注重電氣自動化工程的節能設計，既要做到合理、達到用戶使用需求，又要兼顧到節能設計。

　　二、變壓器的節能設計

　　變壓器是電力自動化工程中的重要設備，承擔著轉換電壓、電流和功率的重要作用。變壓器是耗能的大戶，當變壓器處于空載運行狀態時，低壓系統的能源損耗絕大部分是變壓器自身的運行損耗。因此，變壓器的節能設計是否合理是整個電力工程節能設計的關鍵環節。

　　通常，變壓器的節能設計要從下面幾個環節來考慮：

　　1.減少變壓器的型材損耗。例如，變壓器用的硅鋼片、鋼材、銅線和絕緣材料、絕緣子和變壓器油等都是正常變壓器所構成所必備的材料，這些材料的設計選擇如果不合理，要消耗供電系統的大量電能，若是本著厲行節約的理念，在滿足變壓器工作要求的前提下，周密合理地選擇材料和運行介質，可為電力工程間接地節約施工成本和節約電能。

　　2.為降低變壓器的電能損耗，配電線路和配電柜，應盡量選擇銅材并且采用換位導線措施，基于降低變壓器的空載損耗考慮，應降低磁密并應盡量的選取冷軋用的高質硅鋼片，在滿足設備運行要求的條件下，盡量采用較薄的硅鋼片，達到節能的目的。

　　3.選用節能方式的變壓器。目前，S11和S10都是為節能的設計要求而“量身打造”這種變壓器不僅繼承了原有變壓器的優點，還具有高效的節能特性，從生產長期運行來看，節能效果比較顯著，可作為節能設計的首選變壓器。同時，設計時，要注意選擇合理的變壓器接線方式，合理的接線方式對節能的影響也十分重要，同時，在變壓器的生產運行期間，不應讓變壓器長期過載運行，使得變壓器處于超溫運行狀態，這樣不僅加速變壓器的老化，同時也增加了變壓器的電能損耗。

　　4.在工廠車間或大型智能樓宇，由于生產負荷率很大，變壓器按設計規范要求通常都放置在電力負荷的中心位置，盡量地與冰凍機、空壓機、大型引風機、離心機等大的生產負荷放置在一起，這樣便于生產管理，更重要的是可以減少現場電纜的長度、減少輸配電線路的事故率，降低線路的電壓降和電能的損失，同時提高了系統的功率因數和電能的質量。具體的放置位置要根據生產現場工藝設備的分布和實際情況來布局。對于大型的智能高層建筑，為了經濟考慮，應盡量放地下層，因為智能高層用電量大的電氣設備多數在低層。

　　5.選擇適宜的變壓器容量及臺數。

　　三、提高功率因數

　　功率因數是電氣運行的重要物理量，它與電氣設備的節能密切相關。功率因數如果長期控制在比較高的水平上，電力系統的無功功率就會變大，系統電能的轉化率就會變高。提高功率因數的方法：一是通過提高用戶負載率，例如對于動力電氣設備，諸如電動機，可以在滿足工藝生產要求的前提下，盡量選擇極數較少的電動機。因為少極數的電機，其起動轉矩較大，起動過程中的電流也相對較大，所以電氣設備在最快的時間內正常運行，效率很高，同時也節約電能的損耗。此外，可讓電動機實現變頻自動控制，使得電機在負載較小時，獲得較高的功率因數。當用戶的負載率控制穩定在0.7左右，會使變壓器的一次側功率因數達到最高。二是在低壓電力系統中裝設自動補償的電容柜，來補償無功功率。一般來說，其無功功率的選擇盡量控制在變壓器的20%-30%，這樣使得電力系統穩定，并且節能效果最佳。

　　四、電力電纜的選擇

　　電力電纜是輸配電系統的重要組成部分，其線路成本占總的電力工程的投資而言，相對較大，特別是電力線路長期投入使用，維護量會越來越大，所以電力電纜的選擇應謹慎選擇。電力電纜的截面選擇：通常按照經濟電流密度的曲線和持續允許的電流來進行選擇。在一年中負荷最大的使用小時數相同的情況下，利用前者選擇電力電纜通常比按后者選擇的電纜截面要大一個等級，這樣對于電纜材料的投資和使用量非常不利。在選擇電纜材質時，因為銅電纜價格的確比鋁電纜的價格貴許多，因此不少工程都選購了鋁電纜，其實從電力電纜的長期經濟穩定運行的角度來看，鋁電纜在安全和節能方面是不占據優勢的。但是銅電纜越粗，比相同截面的鋁電纜貴重的倍數越大，所以在保證安全的前提下，個別截面較粗的電纜可以選取鋁電纜，這個有待于探討，具體情況具體分析，但是較小截面的銅電纜比鋁電纜貴不太多，推薦選擇銅電纜。

　　五、合理選擇光源

　　為了達到照明工程的節能設計，其光源的選擇推薦選用高效能的光源，這種高效能的光源的發光效率是普通照明燈的好幾倍，可以大量的節約電力電能。對于工廠、住宅用的衛生間及其上下樓梯間應盡量選擇節能顯著的吸頂燈為宜，雖然這類燈具的功率相對較低，但是也可以滿足人們和用戶生活的需要，所以選擇此類燈具會節約很多的電能。對于圖書館、閱覽室和超市的貨架處可以選擇緊湊型熒光燈，因為它的光通量較高，光線比較集中，適合這類場所和人們生活的實際需要，且減少了照明工程的投入成本和安裝。

　　六、小結

　　綜上分析，電力工程的節能設計的重點是變壓器的選擇、功率因數的保持和控制，以及輸配電線路的節能設計，對于這三方面來說，還有很大的節能空間可挖，需進行周密的思考和設計。

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