电气自动化工程中节能设计技术要点探析

电气自动化工程中节能设计技术要点探析
摘要：在现代经济社会的飞速发展过程当中，对于能源的节约，以及对能源消耗的控制已成为各个行业与领域的热点研究问题之一。

如何将节能降耗的要求付诸于实践，值得各方工作人员积极的思考。

本文针对电气自动化中的电气设计及电气自动化系统中的节能设计进行了详细探讨，仅供参考。

关键词：电气自动化；节能设计；要点
引言
随着国家经济水平的不断提高，我国对科研方面的研究也获得了突出的成绩，对电气系统的研究也在不断的向前发展。

近年来，对电气自动化节能技术的研究也取得了不错的成绩，各种节能技术的出现不仅达到了节能的目的，其发展前景也越来越好。

电气自动化的节能设计要从根本做起，每一步都要在节能的前提下，最大限度的发挥出节能技术的作用。

一、电气自动化中的电气设计
1、优化配电设计
电力系统的服务宗旨是为电气系统工程设备给予必要的动力。

因此，对于配电设计的基本要求就是充分考虑电力系统适用性。

对于电力系统适用性，一定要达到用电设备的可靠性和负荷容量两点要求，此外还需要对于电气设备控制要求做出一定的保障。

在配电的过程中，不仅要保障用电设备的基本要求，还要保证电力系统具有可靠性、灵活性、易控性以及稳定和高效。

此外，还要保证电力系统安全性，为了做到这个要求，规定导线的绝缘性能必须优良，在布线的时候，要控制好导线间的绝缘距离。

除此之外，还要保证导线的动态相对稳定，最后一点，要做好接地和防雷的设施。

2、提高电气系统的运行效率
开始就为节能打下基础，除了挑选节能设备之外还可以通过平均分担导线的负荷压力、治理电压的不平衡以及减少电气系统在运行过程中电路的损耗等方式来达到节能的效果。

例如在优化配电设计时对导线的负荷能力进行适当的调整使导线的负荷能力可以得到均衡，这些方法都可以提高整个电气系统的运行效率，也在一定程度上达到了节能的目的。

导线线径一般按照如下的公式计算：
铜线：S=IL/54.4*U^p
铝线：S=IL/34*U^p
上式中
I--导线中通过的最大电流（A）；
L--导线的长度（M）；
U-允许的电源降（V），可由整个系统中所用的设备范围分给系统供电用的电源电压额定值综合起来考虑选用；
S--导线的截面积（MM2），选型时向标准规格上限靠。

二、电气自动化系统中的节能技术
1、功率因数的管控措施
功率因数是和电气设备节能紧紧相关的一个物理量，提高功率因数，也会提高电力系统的无功功率，进而提高系统电能的转化效率。

提高功率因数的方法一般有以下几点：一是对用户的负载率进行提高处理。

比如可以在满足需要的前提下，选择极数少的电动机。

少极数的电动机在转动的时候，具有比较大的转矩，产生的电流也大，能够用最短的时间进行正常的运行，提高效率，减少能耗，实现节能的目的。

n=60f/p
上式中
n——电机的转速（转/分）；
60——常数（若n单位为转/分则取60，若n单位为转/秒则取1）；
f——电源频率（赫兹）；
p——电机旋转磁场的极对数。

我国规定标准电源频率为f=50赫兹（国际上主要有60Hz与50Hz），所以旋转磁场的转速的大小只与磁极对数有关。

磁极对数多，旋转磁场的转速成就低。

当然变频自动控制也可以实现较高功率因数的获取。

二是在低压动力系统中安置具有自动补偿无功功率的电容柜，所补偿无功功率的额度一般选择为变压器的三分之一左右，这样既可以维护电力系统稳定，也可以实现节能。

2、选择合适的电力电缆
从客观的角度来说，电气自动化工程中节能设计技术需要通过一些实质的设
备来实现，而影响设备的终端物质就是电力电缆。

因此，要想让电气自动化工程中节能设计技术更好的发挥出作用，就必须选择合适的电力电缆。

电力电缆属于细节部分，电厂对电力电缆的要求非常严格，每一个部分所应用的电力电缆都有不同的要求。

在未来的发展中，我们需要将电力电缆提高到一个新的层次，这样就可以让电气自动化工程中节能设计技术更好的发挥。

实践证明，很多的问题都是在细节方面发生的。

本文认为，从成本的角度来看，较之铜电缆，铝电缆较为便宜，所以很多电气工程都选择铝电缆，但是从安全和节能的方面，铝电缆虽然较为便宜，但是这两项性能却落后于铜电缆。

(紫（红）铜的电阻率为0.01851mm /m,导电率为54.02485；电机内的铜线电阻率为0.0172mm /m,导电率为58.13953；铝的电阻率为0.0283mm /m导电率为35.33569；电阻与电阻率成正比，与导电率成反比。

电阻率是导电率的倒数)
由此可见，在将来的发展中，需要将铜电缆作为首选，才能获得一个较好的结果。

3、变压器的节能设计技术
避免变压器型材带来的大量能耗。

变压器的制备材料需要优化设计组合在一起才能真正实现节能，硅钢片、铜片以及绝缘材料等如果设计不合理的话，就会造成很多不必要的能耗。

应该秉承节约的理念，满足变压器工作的前提下，选择最为合理的材料和运行介质，既能减少电气自动化工程的成本，又能实现变压器节能的目的。

在应用电气自动化工程中节能设计技术的时候，铜材是一种非常重要的材料。

而且具有一定的决定性影响，从现有的成果来看，工作人员在铜材环节的把握还需要进行一定的深化和加强，这样才能达到一个较为理想的效果。

电厂对电气自动化工程中节能设计技术的要求是非常严格的，无论是机械设备，还是在操作都非常的严格。

而铜材在较多的环节都有涉及，因此必须有效的应用到电气自动化工程中节能设计技术当中。

本文认为，为变压器配备的电柜和电线可以采用铜质材料，并用换位导线措施。

降低磁密并采用高质量、较薄的冷轧硅钢片，可以有效降低空载运行时变压器的能耗，实现节能的目标。

现在市场上已经出现了专门为节能设计的变压器，在电器工程中应该优先考虑这样的变压器。

比如S11和S10等型号，它们除了具备传统变压器的有点，从长远看也具有很好的节能效果。

有了节能变压器，其之间的接线方式也很重要，除此之外应该杜绝变压器长期过度运行的现象出现，这样不仅会过度磨损变压器，而且也会消耗更多的电力资源。

在工厂或者大型写字楼等建筑中，作为电力系统的关键部分，变压器应该被放置在电力消耗的中间位置，和其他的辅助设备放在一起，不仅便于管理，还能减少电缆的长度，节约成本和资源，降低电压降和多长电缆造成的能耗，提高供电功率和质量。

合理选择变压器的容量和使用台数。

所选变压器的额定容量应该根据实际所
需电量来确定。

如果变压器的容量太小，会让变压器长期处于过度运行状态，加速其老化，减少使用寿命；但是如果所选变压器的容量太大的话，也会使其长期处于轻载状态，过低功率会极度浪费电力资源和变压器使用效率。

综合考虑，在选择变压器的时候应该留出大约百分之二十的冗余空间，过多过少都不可取。

关于变压器台数的选择，应综合考虑扩容和可能出现的过度耗损情况，不能用过多的变压器台数，那是一种资源浪费。

如果使用的变压器台数在2台或者2台以上的话，应该采取并联措施，这样不仅可以提高其安全可靠性能，还能增加电力系统的功率因数，实现真正的节能设计。

4、其他形式的节能
电气系统在运行的过程中，除了利用上述的节能技术之外，还有一些其他的节能方式也可以达到节能的目的，例如：利用高效光源来节约电能，在大多数的家庭中照明所消耗的电能在总电能的消耗中占了很大一部分，也就是说，选择发光率高、显色性能优秀的高效光源是每个家庭的不二的选择，既节省了电的使用量，也达到节能的目的。

结束语
本文对电气自动化工程中节能设计技术进行了一定的要点探析，很多的电厂都在对电气自动化工程中节能设计技术进行一定的深化和加强工作，社会的不断发展，要求节能技术获得较大的突破，这样才能对社会的发展和国家的进步产生较大的积极影响。

另一方面，电气自动化工程中节能设计技术需要在细节方面进行更大的努力，将其中的一些问题有效的处理，从而获得较大的成就。

相信在将来的发展中，我国会在电气自动化工程中节能设计技术方面获得更大的建树。

参考文献
[1]张兰兰.电气自动化节能设计技术应用研究[J].科技致富向导，2012（29）
[2]沈勇.电气自动化与机器人配套焊接工作站的设计与实施[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（36）.
[3]陈福琴，冀建平.浅谈智能建筑与电气自动化的设计和技术[J].科技与生活，2013，5（1）：178-179.
[4]黄轩.电气自动化的节能设计技术[J].科技传播，2012（01）.
[5]于士国.电气自动化的节能设计技术分析[J].硅谷，2011（15）.。