电气自动化的节能设计与技术分析
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【摘要】随着社会的进步、科学技术的发展以及信息技术的不断完善，电气系统已经开始逐步走向自动化，并且被运用在社会生产生活的各个方面，为人类的生活带来了许许多多的便利。但是，在电气自动化工程还不太完善的今天，不太先进的电气自动化技术，也导致电气自动化工程在节能方面还存在许多不足，仍然有待改善和提高。为了进一步提高电气自动化的经济效益，节约不必要的能源损耗，我们有必要继续改进和提升电气自动化的节能技术，以便使不断进步和发展的电气自动化工程，可以为我们创造更大的社会效益。
我国社会在不断前进的过程中，伴随着巨大的能源损耗，而且很大一部分的能源损耗，是由于能源的使用不合理造成的，能源在被浪费的同时，不仅使企业损失了巨额的经济利益，也带来了一系列的环境污染问题。推进电气自动化节能技术的发展，会大大减少能源的使用和浪费，这在一定程度上也减少了环境污染，可以说，电气自动化的节能设计，是社会经济发展的需要，也符合可持续发展的要求。
一.探讨变压器的节能设计
变压器是实现电气自动化过程的重要设备，它可以转换电压、电流和功率，与此同时，它也是最为消耗能源的设备，当它处于空载运行状态时，低压系统的能源损耗很大程度上是它自身的运行所消耗的。因此，变压器的节能设计，成为了电气自动化节能设计的关键环节，现在，笔者主要通过以下几个方面来与读者一起探讨变压器的节能设计：
（一）优化组合变压器型材。变压器制备材料的优化组合，对于实现变压器的真正节能来说是非常重要的，比方说，通常情况下，变压器的构成必需的材料有硅钢片、铜片、绝缘材料等，如果这些材料的设计不合理，就会造成大量的能源消耗，在满足变压器正常工作的前提下，科学合理的选择制备材料与运行介质，就会在很大程度上节约能源、减少成本。
（二）使用铜质材料。铜是一种性能非常好的材料，在配电柜和配电线路中选择使用优质铜材，并且采用换位导线措施，降低磁密，采用高质量、较薄的冷轧硅钢片，能够很好地降低变压器在空载运行状态的能源消耗。
（三）使用节能变压器。节能变压器既有普通变压器的特点，还具有高效节能的特性，从长远角度看，其节能效果还是十分可观的。但是，也要注意变压器的运行时间，避免长时间运行，变压器经常长时间运行，会加速其老化，导致它的使用寿命缩短，同时也带来能源损耗问题。
（四）正确选择变压器的安放位置。在工厂车间或大型高层建筑里，变压器应安放在电力消耗的中心区域，并与其它运行负荷较大的设备安置在一起，这样不仅便于管理，也能减少电缆长度，节约资源与成本，实现经济利益最大化，同时提高供电功率和质量。
（五）合理选择变压器的容量与台数。如果变压器的容量选择过小，就会导致变压器长期在满载或者是超载的状态下运行，加速变压器的老化，减少其使用年限；若变压器的容量选择过大，就会导致变压器长期在轻载状态下运行，极大的浪费电力资源，也会让设备的使用效率大打折扣。
二.有源滤波器的使用
我们在使用电器设备的过程中，很容易出现谐波，而谐波不仅会影响设备的性能，还会损害设备的质量，造成严重的资源浪费，不仅如此，谐波还会降低电动机的使用寿命，并且对其他的设备产生干扰，显而易见，谐波的危害是巨大的，堪称电气设备运行过程中的破坏之王，为此，我们必须将谐波消除，而最为有效的办法，就是使用有源滤波器。
三.优化电力系统
电力系统为电气工程提供动力，充分考虑电力系统的适用性，优化电力系统也是电气自动化工程实现节能的途径之一。电力系统的优化，必须满足用电设备负荷容量及可靠性的要求，还应该对电气设备的控制要求作出保障，因此，我们在布线时，导线之间的绝缘距离应该适度，而且要选择具有良好绝缘性能的导线。
四.减少传输工程中产生的电能损耗
电能在传输的过程中，总会产生一定的电能损耗，这是因为导线存在着一定的电阻。我们知道电能在传输的过程中，线路上的电流是不可改变的，因此，要想减少电能在传输过程中产生的损耗，就只有减小导线的电阻了。导线的电阻是与导线的长度和电导成正比的，而与导线的横截面积成反比，由此，我们便可以从以下几个方面来减小电能在传输过程中产生的能耗：（一）在综合考虑的前提下，优先选用电导率较小的材料作为导线；（二）减小导线的长度，在布线的时候，应该多走直线，不走或是少走弯路。另外，要特别注意不要让导线走回头路，从而减少电能在来回电路上的产生的损耗；（三）在综合考虑的前提下，尽量选择横截面积较大的导线，这样能够有效减小电阻，进而减小电能的损耗。
五.无功补偿
在电力系统中，无法避免的无功功率也增加了供电线路的能源损耗，从而影响了电网电压，造成电网的电压下降，一定程度上影响了电能质量和电网的经济运行。但是，如果我们选用合适的无功补偿设备，就会实现无功的就地平衡，提高功率因素，进而减少能耗、提高电网质量、稳定系统电压，也就提高了经济效益。
六.提高功率因素
功率因素与电气设备在运行过程中的节能密切相关，如果功率因素能够控制在较高的水平上，电力系统电能的转化率就会提高。那么提高功率因素有哪些方法呢？笔者分析了一下，一般有以下几种方法：（一）通过提高用户的负载率来提高功率因素，比方说像电动机这样的动力电气设备，可以在满足生产工艺的前提下，尽量选择少极数的电动机，因为少极数的电动机，它的起动转矩较大，起动过程中的电流也就相对较大，所以电器设备能够在最短的时间内达到正常运行，运行效率高，并且可以减小能耗；（二）在低压电力系统中，则可以通过装备自动补偿的电容柜，来补偿无功功率。
七.选择合适的电压等级
电压等级的合理配置，同样可以起到很好的节能效果，一方面要对高压配电与低压配电的电压等级进行合理选择；另一方面就是在确定供电电压时，需要综合各方面的影响因素进行考虑，包括用电设备的性质、电网的发展前景、以及供电回路的数量等。
结语：在现代科学技术迅猛发展，人类社会已经步入信息时代的今天，科技的进步，也推动着社会向着数字化、自动化的方向发展，并且取得了可喜的进展。但在电气自动化领域，目前对电气化节能技术的研究，却还不是十分深入，仍然存在很大的进步空间，需要我们的努力去实现完善电气自动化控制技术的目标。
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