電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)論文
電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)論文
【摘要】隨著社會(huì)的逐步發(fā)展，大量的變頻器，整流器等電力設(shè)施在城市電網(wǎng)建設(shè)中被廣泛的使用。
但是由于這些電力設(shè)施在使用過程中會(huì)產(chǎn)生大量的波段，不僅對(duì)能源是一種浪費(fèi)，也對(duì)我們?nèi)梭w造成一定的傷害。
因此，在未來的發(fā)展過程中，需以節(jié)約能源為出發(fā)點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)節(jié)能電氣的跨越式發(fā)展。
本文探討了電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】電氣;自動(dòng)化;節(jié)能設(shè)計(jì);技術(shù);應(yīng)用
一、引言
隨著信息化技術(shù)的高度發(fā)展，電氣自動(dòng)化的應(yīng)用領(lǐng)域越來越擴(kuò)大化。
人們的需求也隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步而提高，人們希望各種建筑如智能樓房、住宅樓、在滿足使用較為安全、舒適的情況下，還能顧及到節(jié)能方面的設(shè)計(jì)，做到綠色環(huán)保。
且綠色環(huán)保型的節(jié)能住宅是今后建筑發(fā)展的主要趨勢(shì)之一，則電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)顯得尤為重要。
二、電氣自動(dòng)化中的電氣設(shè)計(jì)
1、優(yōu)化配電設(shè)計(jì)
配電設(shè)計(jì)是整個(gè)電力系統(tǒng)中最至關(guān)重要的部分，在進(jìn)行配電設(shè)計(jì)之前各個(gè)方面都要考慮周全。
首先要確保整個(gè)電力系統(tǒng)的適用性，使電力系統(tǒng)具有連續(xù)、可靠、穩(wěn)定的性能，還要將控制電氣設(shè)備的方式盡量簡(jiǎn)單、容易化;其次還要保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性，保證導(dǎo)線的絕緣性是保證整個(gè)電力系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)，因此在設(shè)置各走線的線路時(shí)一定控制好個(gè)線路之間的絕緣距離，以免對(duì)電力設(shè)施造成不必要的損失。
優(yōu)化配電設(shè)計(jì)，不僅要考慮電力系統(tǒng)的適應(yīng)性和安全性，還要確保整個(gè)電力系統(tǒng)導(dǎo)線的負(fù)荷能力以及電力系統(tǒng)的防止雷擊以及靜電等各種問題的發(fā)生。
2、提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率
為了提高整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，一定要在節(jié)能的前提下挑選設(shè)備，從一開始就為節(jié)能打下基礎(chǔ)，除了挑選節(jié)能設(shè)備之外還可以通過平均分擔(dān)導(dǎo)線的負(fù)荷壓力、治理電壓的不平衡以及減少電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中電路的損耗等方式來達(dá)到節(jié)能的效果。
例如在優(yōu)化配電設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)導(dǎo)線的負(fù)荷能力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整使導(dǎo)線的負(fù)荷能力可以得到均衡，這些方法都可以提高整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，也在一定程度上達(dá)到了節(jié)能的目的。
三、電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用
1、供配電方面節(jié)能
(1)減少變壓器的損耗 變壓器是供配電系統(tǒng)中最為常見的電氣設(shè)備之一，由于使用年份較長(zhǎng)，鐵損、銅損、空載損耗等部分原因會(huì)造成變壓器上大量電力浪費(fèi)。
為了減少這種浪費(fèi)，我們通常會(huì)采用降低空載損耗、負(fù)載損耗以及優(yōu)化變壓器等方法。
空載損耗即不變損失，一般被稱為鐵損，由渦流損耗和變壓器鐵芯漏磁損耗兩部分組成，與通過的電流無關(guān)，但與元件所承受的電壓有關(guān)。
所以一般情況下減少空載損耗常常采用質(zhì)量還的變壓器。
負(fù)載損耗則由變壓器上電流的電流值決定，通常應(yīng)選用組織小的繞組變壓器。
(2)降低線電阻損耗 在電氣電路中，當(dāng)線路中通過的電流值恒定時(shí)，線路程度越長(zhǎng)，線電阻阻值越大，線路損耗也隨之增大。
而且，在實(shí)際電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，線路往往縱橫交錯(cuò)，線路長(zhǎng)度也比較長(zhǎng)可達(dá)上萬米。
所以在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)要有足夠的重視來降低電阻的損耗。
(3)三相電負(fù)荷的平衡 三相電不平衡的現(xiàn)象十分普遍，三相電不平衡不僅會(huì)使線路上一級(jí)變壓器銅損和鐵損增加，還會(huì)使供電質(zhì)量降低、電氣儀器損壞等嚴(yán)重后果。
因此，在電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)時(shí)，要考慮三相電平衡這一因素，以確保三相電之間電流值得平衡，不僅能避免銅損和鐵損造成的損失，還能夠確保供電的質(zhì)量，以此來達(dá)到節(jié)約電能的目的。
(4)提高供電系統(tǒng)功率 在電力輸送過程中，適當(dāng)提高供電系統(tǒng)的功率能夠減少線路無功損失，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
使用靜電容無功補(bǔ)償技術(shù)，能夠減少用電設(shè)備的無功損耗，從而實(shí)現(xiàn)減少整體無功電流、提高功率因素的目的。
2、選擇合適的電力電纜
作為輸配電系統(tǒng)中不可或缺的部分，電力電纜占據(jù)了電氣工程投資成本的較大部分，尤其是因長(zhǎng)期維護(hù)電力線路而產(chǎn)生的費(fèi)用。
故而在選擇電力電纜的時(shí)候應(yīng)該謹(jǐn)慎為之，通常按照相對(duì)經(jīng)濟(jì)的電流密度曲線和可以通過的電流強(qiáng)度來選擇電力電纜的截面，對(duì)于電力電纜材質(zhì)的選擇，主要有銅材和鋁材兩種。
從成本的角度來看，較之銅電纜，鋁電纜較為便宜，所以很多電氣工程都選擇鋁電纜，但是從安全和節(jié)能的方面，鋁電纜雖然較為便宜，但是這兩項(xiàng)性能卻落后于銅電纜。
只是截面越粗，銅電纜比鋁電纜要貴重很多，因此這種情況下可以選擇鋁電纜，而其他情況下，從安全和節(jié)能方面考慮的話，推薦銅電纜。
3、提高功率因數(shù)
功率因數(shù)是電氣運(yùn)行的重要物理量，功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)，它與電氣設(shè)備的節(jié)能密切相關(guān)。
功率因數(shù)如果長(zhǎng)期控制在比較高的水平上，電力系統(tǒng)的無功功率就會(huì)隨之變大，系統(tǒng)電能的轉(zhuǎn)化率也就會(huì)變高。
功率因數(shù)表示的是在交流電路中，電壓與電流之間的相位差的余弦，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值。
通常提高功率因數(shù)有兩種方法，一種是提高自然功率因數(shù)。
通過提高用戶負(fù)載率，合理選擇異步電機(jī)，合理安排和調(diào)整工藝流程，避免變壓器空載運(yùn)行，在生產(chǎn)工藝允許條件下，盡量選擇極數(shù)較少的電動(dòng)機(jī)。
因?yàn)槭褂蒙贁?shù)的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，啟動(dòng)過程中電流也較大，啟動(dòng)速度相對(duì)較快，可適當(dāng)較少能源的消耗。
第二種是進(jìn)行人工補(bǔ)償無功功率。
在低壓電力系統(tǒng)中裝設(shè)自動(dòng)補(bǔ)償?shù)碾娙莨�，可使無功功率控制在一定范圍之內(nèi)，以確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
4、使用有源濾波器
為了有效避免電網(wǎng)連接電氣設(shè)備時(shí)出現(xiàn)誤動(dòng)作，首先要對(duì)大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償，因此使用有源濾波器是我們最佳選擇。
隨著電氣設(shè)備數(shù)量的不斷增加，大量的諧波也隨之產(chǎn)生，從而使得基波電壓與諧波電流在電網(wǎng)的阻抗上所產(chǎn)生的電壓相重疊，引起電壓的變形，導(dǎo)致電氣設(shè)備在運(yùn)行中常常出現(xiàn)誤動(dòng)作。
由于有源濾波器這種儀器反應(yīng)速度較快、動(dòng)態(tài)性能強(qiáng)、增加功率范圍等優(yōu)點(diǎn)，從而在無功補(bǔ)償方面取得相對(duì)不錯(cuò)的效果。
通常情況下，通過有源濾波器對(duì)所產(chǎn)生的諧波進(jìn)行過濾，可以提前在電氣設(shè)備進(jìn)行操作就組織其運(yùn)行，從而提高電氣運(yùn)行效率，以此達(dá)到節(jié)能的目的。
5、合理選擇光源
合理的選擇光源不僅能夠降低能源的消耗，還在一定程度上降低經(jīng)濟(jì)損失。
在照明工程的節(jié)能環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)上，高效能的光源是最好的其光源選擇，正因?yàn)檫@種高效能的光源的發(fā)光效率是普通照明燈的好幾倍，才能在節(jié)約電力電能上顯示出優(yōu)勢(shì)。
建筑環(huán)境的亮度分布是影響人們視覺舒適感的重要因素。
明亮給人以寬廣感，暗淡則顯得狹窄。
從適應(yīng)人眼的習(xí)慣來看，最好是采取與自然環(huán)境接近的亮度分布。
對(duì)于工廠、住宅用的衛(wèi)生間及其上下樓梯間應(yīng)盡量選擇節(jié)能顯著的吸頂燈為宜，使用這種低功率的燈具不僅能夠滿足人們和用戶生活的需要，還能節(jié)約很多電能。
對(duì)于圖書館、閱覽室和超市的貨架處可以選擇緊湊型熒光燈，由于這些地方光通量較高，光線相對(duì)比較集中，適合人們生活需求，也減少了整個(gè)工程的投入成本。
總之，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，電力技術(shù)的飛速發(fā)展，相信電氣自動(dòng)化的節(jié)能技術(shù)在今后的使用頻率會(huì)越來越高，使用范圍越來越廣，并且今后研究的節(jié)能技術(shù)也會(huì)向更優(yōu)、更節(jié)能地方向發(fā)展。
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