電氣自動化節能設計技術應用研究

時間：2024-07-30 05:50:19 自動化畢業論文我要投稿

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電氣自動化節能設計技術應用研究

　　隨著社會經濟的發展，人們的生活和工業生產對能源的需求越來越大。但是，現今大規模的能源開發以及不合理地使用能源，導致能源短缺的問題越來越嚴重，并受到國家社會的普遍關注。在電力系統的能源消耗中，很多設備的選用對能源的耗損產生影響。所以，電力系統的節能設計逐步被人們納入關注的視野。下文研究了電氣自動化節能設計技術的應用情況。

電氣自動化節能設計技術應用研究

　　摘要：電氣自動化不僅關系著工業生產，和我們的生活也存在著緊密的關系，要了解電氣自動化及節能設計，并遵守設計原則，加強對電氣自動化節能設計技術應用研究。

　　關鍵詞：電氣自動化;節能設計;應用

　　一、電氣自動化及節能設計概述

　　在電氣信息發展領域，電氣自動化是一門新興的科學性學科，對我國的工業生產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領域的工作效率和運作成本，還可以促進勞動生產率的提高和改善工業發展的勞動條件。近年來，隨著我國工業生產技術的提高和人們環保意識的增強，提出了“綠色工業革命”的發展理念，因而工業節能和環保成為當前經濟建設的重要目標，所以先進的自動化技術的出現為相關行業的節能減排提供了有力的保障。由此可知，未來的經濟發展狀況就是誰掌握先進的節能科技，就可以獲得掌控經濟的主導權。

　　隨著城市化的不斷推進，城市電網的供電需求逐步加大，電力系統不斷增容。原有的操控技術主要是變頻器和整流器的應用，然而這些設備的使用對電網的危害很嚴重。所以，電氣自動化通過在變壓器和無功補償等技術領域進行突破，減少電路的傳輸損耗，優選變壓器和使用有源濾波器等方式，使電氣系統在運行中達到節能的目的。

　　二、電氣自動化節能的設計原則

　　以實際經濟效益為電氣節能效益的設計基礎，不盲目的增加相關投資金額，對節能設備和材料進行選擇時應該遵循科學合理的經濟原則，從而使得節能增加的投資數目能夠在較短的時間內通過節能運行而使得經濟效益有所保障。為建筑物內良好人工環境的創設或維持提供必要的能源基礎，例如一些建筑設備動力的提供以及符合用電設備對電能質量、負荷容量的要求的優化用電設計，實現其電能的合理利用。節能重點要放在電氣設備的電能損耗上，如變壓器的功率損耗、輸電線路的額外損耗等等。對其采取有效的節能措施，盡量減少或杜絕與建筑使用功效無關的電能損耗。

　　三、電氣自動化節能設計技術應用

　　1、配電節能設計

　　電氣自動化工程的一大關鍵工作職能就在于：面向電力自動化工程設備提供必要的動力支持。因此，需要設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備可靠性水平、負荷容量需求之間的充分契合。在配電作業的實施過程當中，不但需要確保用電設施的標準型，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的優化。從這一角度上來說，需要確保配電網運行系統導線線路絕緣水平的良好與可靠。在進行布線的過程當中，需要選擇合理的導線絕緣距離，確保導線動態穩定，以及防雷接地的安全性。

　　2、無功補償

　　在電力系統中，無功功率占有供配電設備的很大一部分容量，因此增大了線路的損耗，從而造成電網的電壓下降，也因此影響了電能質量和電網的經濟運行。而對于用戶而言，無功功率的直觀表現為功率因數偏低，而當功率因數小于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，經濟效益就會下降。但是我們若選用恰當的無功補償設備的話就可以實現無功就地平衡，提高功率因數，從而實現節能減耗、提高電能質量、穩定系統電壓的目的，而且能夠提高經濟效益和社會效益。比如，在受導電抗的作用下，電機發出的交流電流和交流電壓的相位角不為零，因此電機發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。

　　在采用無功補償設備對電力系統進行無功補償時，對于無功補償設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該根據配電電壓的容量、負荷、三相電壓的平衡度、自然功率因素、目標功率因數等參數經過計算來確定。而若是在補償處產生了諧波的話就要串聯一定量的電抗器，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、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物理量。

　　(3)在很早以前的補償電容組中電容器的分擔方式和投切開關的方式普遍采用等容量分組和循環投切;后來又采用了按比例分配、按編碼配置、投切開關按級投切。但是這些方式都不能達到我們想要的補償效果。因此，現在所采用的是模糊投切，其適應面廣、調節平滑、跟蹤準確而且效果很好。在使用過程中，低壓的時候投切開關則選擇投切復合開關，而高壓補償柜中選真空接觸器作為投切開關。

　　3、變壓器節能

　　我們可以通過選擇合理的變壓器起到節能的作用，這是一個節能設計的關鍵。具體的工作中所采取的促使有：減小功率損害，實現節能目的。通過使用三相四線制以及合單相自動補償設備等來確保電流負荷平衡性，降低變壓器能源損耗。這里以平衡三相電負荷為例進行分析：在電力系統中，三相電不平衡屬于一個比較常見的現象，它既將導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，進而導致供電質量不符合要求以及電表失靈或者電氣設備損壞的那個問題。因此我們在設計的過程中，要盡最大可能保證三相電負荷的平衡性，這有利于三相間電流值平衡，降低不必要的銅損及鐵損，起到節約電能、保證供電質量的效果。

　　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，比如說石油或者采礦，因為環境比較特殊，電力設備在工作現場，離電力供應處非常遠，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、電力電纜節能技術

　　電力電纜線路作為電氣自動化工程中的關鍵組成部分，同樣是輸配電系統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慎仔細。一般來說，在對電力電纜線路截面大小進行選取的過程當中，從節能的角度上來考慮，要求綜合對以下兩個方面指標的研究：其一為電流密度曲線;其二為可通過電流強度水平。在此基礎之上，從電力電纜線路材質的選擇角度上來說，現階段技術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，鋁線線路的經濟性優于銅線線路。但，從節能的角度上來說，考慮到導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勢。

　　結束語

　　隨著科技的發展,越來越多的電氣自動化電力設備被應用到各行各業,在工業領域、農業領域以及國防事業中,電氣自動化電力設備都發揮了重要的角色,隨著電力設備的發展,電能需求量開始大增,這樣就需要提高電氣自動化設備的節能技術,降低能量的損耗只有提高電氣自動化節能技術,才可以應對電能緊張等問題,更好的發展電氣自動化設備發展,更好的促進社會發展,提高人們的生活水平。

　　參考文獻

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