电气工程自动化及其节能设计的应用管松军

电气工程自动化及其节能设计的应用管松军

中国石油工程建设公司土库曼分公司中国北京100011

摘要:近年来,随着社会主义建设事业的不断发展,电力逐渐成了人们生活和工作中不可或缺的一项重要资源与工具,一系列的电气设备也逐渐渗透到了人们生活和工作的方方面面。电气设备的普及,不仅给人们带来了巨大便捷,同时也造成了巨大的能源消耗,对环境与资源带来了沉重负担,由此也引发人们对于节约能源进行了深度思考。

关键词:电气工程自动化;节能设计;能源消耗

电气工程自动化作为近几年来形成的一种新趋势,其电气工程自动化技术在我国社会的很多领域中都有应用,促进了社会的建设和发展,在人们的生活中,也有很多的应用。但是在实际的电气工程自动化设计工作中,资源浪费问题十分严重,严重限制了我国经济的可持续发展,所以对电气工程自动化设计中的节能设计技术进行探讨。

1电气工程自动化技术及重要性概述

电气工程自动化技术是一门综合性比较强的技术,通过计算机技术与电子电力技术、机械自动化技术相结合来实现系统正常运行,具有技术联系紧密、适用范围广泛的特点。在各类技术飞速更新的社会形势下,电气工程自动化技术给人们的生产生活提供了极大的便利。在工业流程中,电气工程自动化协调环节间的流通并提供生产动力,技术实用性很强。从技术层面来说,电网数量逐年增加,工业及居民用电需求也在逐年增加。因此,在运行过程中应用电气工程自动化节能设计技术成为必然的选择。从人们的需求角度来说,无论是工业生产,还是日常生活,都离不开电气工程自动化技术。开展节能设计能有效利用电能,避免浪费。与此同时,对于企业来说也可以提升电气设备的稳健性,在减少能源损耗的同时提升工作效率。因此,研究电气工程自动化节能技术,不但是可持续发展的需求,也是促进生产发展的良好举措。

2电气工程自动化中节能设计的原则

2.1安全性

在电气工程自动化的节能设计工作中,无论对电气工程自动化系统进行怎样的设计,首先都需要保障其使用的安全性,这是电气工程自动化节能设计工作中的首要原则。在进行节能设计时,不仅需要重视节能,还需要充分重视安全性,保证电气设备和系统能够安全运行,确保其生产的安全性。

2.2环保性

在进行电气工程自动化的节能设计时,环保性是必须要遵循的重要原则,在设计时,需要对相关的电气设备及其运行进行优化,要注意相关电气设备在运行过程中对生态环境产生的影响,以及其自身的能源资源消耗情况,在进行节能设计时,要尽可能地节约资源,保护生态环境,实现整个电气系统的可持续发展。

2.3经济效益与环保相结合

在电气工程自动化的节能设计工作中,虽然有着节能减排的设计要求,但是在设计的过程中也不能忽视了企业的经济效益,对于企业来说,经济效益才是放在第一位的。所以在进行电气工程自动化的节能设计过程中,需要将企业的经济效益与设计的环保性相结合,既要实现节能环保的要求,又要想办法提高企业的生产效率,增加经济效益,切实促进企业的可持续发展。

3电气工程自动化中的节能设计技术

3.1电能传输过程中的节能降耗技术

电能在传输过程中主要所依据的载体就是导线,而导线一般情况也均存在着一定的电阻,由此也会导致出现一定的电能损耗问题,这种损耗是无法避免的。电能只能通过导线才能完成输送,因此从这一点来看,要想降低电能在输送过程中所出现的线路损耗问题,关键就需要适当地降低导线电阻。导线电阻阻值的大小一般与导线的材料及导线的横截面积有关,所以在控制线路损耗问题上我们可以从以下3个方面来着手:(1)导线材料的选择尽量选取阻值较小的材料;(2)尽量减少导线的长度,在电路设置时尽量走直路,减少弯路;(3)应尽量在临近负荷中心位置进行变压器布置,以此将供电系统之间距离降低到最小,同时增大导线横截面积,降低线路损耗。

3.2变压器的节能设计

3.2.1优化制备材料组合

一般情况下,变压器的必备材料包括铜片、硅钢片以及绝缘材料,如果这些材料的配比或设计不合理,会导致非常大的能源损耗。因此,优化制作材料的组合对于是否节能是关键的影响因素,既要保证变压器可以正常运行,又要保证材料的选择与配比科学、合理,在最大限度上实现节能减排的目标。

3.2.2科学选择材料

在配电柜及线路中,如果选用铜质材料,配合以良好的换位导线措施,使用相对来说比较薄的硅钢片,就可以大幅降低空载运行时变压器的能源损耗,从而达到节能目的。

3.2.3使用节能变压器

从长远的发展需求来讲,节能变压器的使用效果非常可观,它在具备普通变压器的特点之外,还具备节能特性。需要注意的一点是,运行时间要有所控制,避免长期运行,加速老化,导致使用时间变短,这也是一种能源消耗。

3.2.4合理配备容量与数量

如果容量过小会导致变压器长期满载或超载,缩短使用寿命,但是如果容量过大又会造成长期轻载状态,使设备的利用率降低,对电力资源也是非常大的浪费,因此,需合理配备变压器的容量与数量。

3.3设置无功补偿

在电气工程自动化系统中,部分电气设备在运行过程中会产生无功功率,由此会消耗较多的电能,不但导致电压不平衡,而且还会影响电能的有效利用。对于电气设备的无功功率,可以通过相关的装置进行补偿,这样便可使功率平衡,降低能耗。节能设计中,可使用电容器对电气设备的无功功率进行补偿,并按照以下情况对电容器的容量进行确定:电气设备的自然功率、电压负荷等。同时,在对无功补偿方案进行设计时,应当对补偿容量进行科学配置,防止无功倒送的情况发生。此外,在进行无功补偿时,可对有源滤波器进行应用,这种补偿方法具有调节迅速、布置灵活等特点,并且不会产生谐振,能够达到有效补偿无功的效果。

3.4注重有源滤波器的应用

在电气设备的运行过程中,谐波是一种无法避免的现象,同时其对于整个电网系统的影响又是十分普遍的,不仅影响系统电压及运行的稳定性,同时还会诱发一系列的操作失误问题进而造成系统中出现各类设备运行异常的问题,还会直接影响设备质量,促使设备能耗进一步增加等。为有效地改善这一问题,有源滤波器的使用也成了一种必然。有源滤波器在实践应用过程中凭借其运行速度快、滤波性能好等优势,能够有效地规避谐振等消极影响。虽然与传统的无源滤波器相比,有源滤波器在购置成本上相对较高,会增加企业的成本,但就整体效果来看,有源滤波器的积极效应远远大于消极效应。在电力系统中引入有源滤波器,能够有效地将所存在的谐波问题过滤清除,从而有效地减少错误操作,并对电网系统的安全稳定运行提供了有效的保护。

4结语

在当代节能减配政策的号召下,加强电气工程自动化的节能设计也成了现代工业发展的一种必然需求。本次研究中所提出的也仅为当今工业设计领域应用比较广泛的几种节能技术形式,尚且存在着诸多的节能技术有待发现和挖掘,当然这也是需要广大同仁后期去投入更多的精力去探索和实践的。相信在我们的共同努力下,我国的电气工程自动化发展也将日趋完善。

参考文献

[1]刘微.电气自动化工程中的节能设计技术探究[J].山东工业技术,2019(11):190.

[2]李红伟.关于电气自动化工程中的节能设计技术分析[J].信息系统工程,2019(3):141.

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