电气自动化节能设计技术应用研究
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【摘 要】随着科学技术的进步，信息技术也以突飞猛进的速度发展着。电力系统与时俱进，在不断提高自动化程度的同时，节能设计技术也在逐渐被推广和普及，并成为未来电气自动化的发展趋势。本文通过对电气自动化节能设计技术的探讨和分析，指出从电气系统的节能设计和电气工程设计两个方面入手，能够在电气自动化系统中，将节能技术应用到最佳的效果。
【关键词】技术应用；电气自动化；研究；应用
保证用电的安全、可靠，是电气自动化系统的必备功能，同时还应为建筑和电力系统的工程建设创造更好的经济效益和社会效益。因为日益扩大的城市电网，也使电力增容不断增加，需要大量的变频器和整流器，随之会产生大量的谐波，对国家电网造成了危害。所以从节能和谐波消除的方向入手，着眼于变压器、无功补偿和电力滤波器的技术，研究电气自动化节能技术的应用。
1.电气自动化及节能设计介绍
作为电气信息领域的一门新兴学科，电气自动化和工业生产及人们的日常生活息息相关，它对劳动条件的改善，劳动生产率和工作效率的提高，以及运行成本的降低，起着不容小觑的作用。目前，随着不断兴起的的绿色革命，在当前的国民经济建设中，节能已经成为一个重要的目标。而节能减排的重要的助推器就是自动化技术。在未来经济发展中，节能高新技术展业占据着主导地位。而电气自动化节能设计技术的应用，更是有着无限广阔的发展愿景。
2.电气系统中的节能技术
2.1可使电能的传输消耗降低
由于导线存在着电阻，所以电能在传输过程中，会消耗有功功率，但却保持线路电流的不变。因此，为了使线路上电能的传输消耗降低，就只有将导线的电阻降低。而导线的电阻和导线长度、电导是反比例，而和截面积是正比例关系。所以要想使导线的电阻降低，就要着眼于以下几个方面：一是导线材质的选择必须有较小的电阻率，这样才能降低电路上电能的消耗；二是将导线的长度缩短，在布线时，避免弯路过多；三是为了使供电的距离缩短，应拉近变压器和负荷中心的距离，四是使导线的横截面积加大。因此要选择大一些的导线横截面积，通过电阻的降低，使消耗减少，进而达到节能的目的。
2.2选取变压器
变压器在设计过程中的选择，应具备以下几个方面的条件：一是为了使变压器有功功率消耗降低，变压器的选择应该是节能型；二是为了维持三项电的电流平衡，应采取单向自动补偿设备，使负荷的不平衡减少，进而将变压器自身的损耗降到最低。
2.3无功补偿
在配电设备中，无功功率所占有的容量相当大，这样就使线路的损耗增加，并降低了电网的电压，这样也使电网的经济运行和电能质量受到一定的影响。功率因数偏低，是无功功率对对用户的直观体现。若功率因数低于0.9，用户则需缴纳一定数额的罚款，这样就无形中增加了用户的用电成本，同时也对经济效益造成一定的影响。但为了实现无功就地平衡，可选用合适的无功补偿设备，使功率因数增加，实现系统电压的稳定，同时使电能质量提高，真正实现节能减耗的目的，为社会效益和经济效益的提高，提供支撑和保障。
在电力系统运行中，采用无功功率补偿时，应该满足以下几点要求：一是电容器容量的确定，应该根据自然功率因素、配电电压的容量等，通过对参数进行计算来获取，若有谐波在补偿的过程中产生了，就需要将一定数量的电抗器进行串联，使线路上的谐波被滤除。二是为了对无功倒送、过补偿和投切震荡进行有效的预防，投切参数物理量的选择，最好选择无功功率。三是无论是以前的补偿电容中的循环投切还是等容量分组，以及后期采用的头切开关按级投切和按比例分配，都无法达到一种理想的补偿效果。目前使用的模糊投切却有着很好的效果，不仅跟踪准确，而且调节平滑、适应面广。在使用过程中，投切复合开关是在低压状态下使用，针孔接触器是在高压补偿柜中使用。
2.4有源滤波器
为了规避电气设备误动作的发生，应将谐波进行消除。而有源滤波器的使用，是最有效的方法。发生误动作的原因是增加了电气设备的数量，会产生越来越多的谐波。但因为在电网阻抗上这些谐波和基波电压发生重叠，导致电压发生畸变，进而导致发生电气设备的误动作。总之，有源滤波器的功能包括以下方面：反应灵敏、动态性能优异，有较为宽大的功率使用范围，会达到一种理想的效果进行无功补偿。正常情况下，谐波能被有源滤波器过滤，这样能够避免电气设备的误操作，提高电气设备的运行效率，实现真正意义上的节能减排。
3.电气自动化的节能的设计应用
3.1电气工程的设计
要想真正实现电气工程的节能目标，对电气设备的设计和对电气工程的安装，是最关键的环节。做好这一步，是为以后的完成使用和整个工程设计达到节能的目的做好铺垫。
3.2对配电设计进行优化
为电气系统工程设备提供必要的动力，是电力系统服务的宗旨。所以，对电力系统的适用性进行充分的考虑，是对配电设计的要求。针对于电力系统的适用性，必须满足用电设备可靠性及负荷容量的要求，还应该对电气设备的控制要求作出保障。在配电过程中，除了对用电设备的要求作出保障之外，还必须保证电力系统的可靠、灵活、易控和稳定、高效。其次要对电力系统的安全性作出保障，为了做到这一点，要求导线具有良好的绝缘性能，在布线时，导线之间的绝缘距离应该适度。同时还要对导线的动态稳定、热稳定和负荷能力作出保障，对电力系统运行中，配电和用电设备的安全作出保证。最后，接地与防雷设施要良好。
3.3使电气系统的运行效率得到提高
对节能设备进行选择，这是电力系统首先要做到的，也为其自身的节能打下良好的根基。同时，为了实现电力系统的在运行过程中的节能，还可通过降低电路损耗、无功补偿及对负荷进行均衡的方法来实现。例如，在配电设计时，可通过设计系数的合理选择及负荷的合理调整来实现。通过采取以上方法，在电力系统的运行和安装过程中，可使设备的运行效率及电源的综合利用率得到有效提升，这样才可使电能的损耗降低。
4.结语
进入二十一世纪以来，节能经济已经在中国全面展开，国家节能经济战略已经全面推行，同时为企业开展节能经济，出台了更优惠的政策，对节能经济的开发，提供积极的扶持。我国正逐渐提升节能领域的自主创新能力，各种先进的节能技术被不断研发出来。正是在这种大好形势下，中国电力自动化企业必须抓住机遇，迎接挑战，树立节能理念，积极开发和研究电气自动化技术和产品，促进节能经济的腾飞。
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