田元坤

摘? ? 要：此文簡(jiǎn)單介紹了電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵作用與電氣自動(dòng)化工程節(jié)能設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，詳細(xì)分析了國(guó)家推薦的幾種裝備系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，并研究了電氣工程中節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用情況，希望能夠給未來(lái)的相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：電氣工程;節(jié)能技術(shù);應(yīng)用探討

1? 引言

電氣自動(dòng)化技術(shù)是我國(guó)一項(xiàng)比較先進(jìn)的技術(shù)，有效提升了電氣工程的效率與經(jīng)濟(jì)效益，減少了在施工過(guò)程中對(duì)人員的浪費(fèi)，降低了成本投入，推動(dòng)了工程的快速發(fā)展。當(dāng)前，為了有效推動(dòng)電氣企業(yè)的發(fā)展，對(duì)電氣工程進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)是非常有必要的，不僅能夠降低能耗，還能夠?yàn)槿藗兲峁┉h(huán)保型的生活狀態(tài)。

2? 電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的意義

電氣自動(dòng)化在各個(gè)規(guī)模、各個(gè)行業(yè)都已基本采用，它能夠大大減少工作時(shí)間，提高工作效率，減少運(yùn)行成本，改善工作人員的勞動(dòng)條件等。近年來(lái)，隨著“綠色工廠”“綠色園區(qū)”“綠色供應(yīng)鏈”“綠色產(chǎn)品”等一系列綠色革命的興起，節(jié)能領(lǐng)跑、綠色發(fā)展成為我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要發(fā)展目標(biāo)。那么，采用先進(jìn)的自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)和節(jié)能設(shè)備才是推動(dòng)各行各業(yè)達(dá)到節(jié)能減排目的的有效途徑。從當(dāng)前國(guó)家節(jié)能的方向考慮，企業(yè)采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)勢(shì)在必行，新建企業(yè)從建廠之初就應(yīng)考慮節(jié)能的設(shè)計(jì)和節(jié)能設(shè)備的選用，而對(duì)于一些老企業(yè)來(lái)說(shuō)，通過(guò)技術(shù)改造來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量才是企業(yè)發(fā)展的根本之道[1]。

3? 電氣自動(dòng)化工程的節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1? 對(duì)變壓器的篩選以及節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)

變壓器是節(jié)能設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)配置。對(duì)于變壓器科學(xué)合理的選擇和性能設(shè)計(jì)非常重要，對(duì)于電氣自動(dòng)化工程整體設(shè)計(jì)上有著指導(dǎo)性作用。在節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，變壓器需要相互協(xié)調(diào)，因此變壓器作為一種媒介是確保電氣自動(dòng)化和節(jié)能降耗的重要依據(jù)。

3.2? 提高系統(tǒng)運(yùn)行功率的技術(shù)

在電氣自動(dòng)化工作過(guò)程中，電能也涉及具體的能源消耗。只有了解其運(yùn)作系統(tǒng)的重要技術(shù)，才能夠有效地進(jìn)行修改和完善。首先是自然功率因數(shù)，例如，設(shè)計(jì)者可以增加各電動(dòng)機(jī)的效率，大大減少用于滿足節(jié)能需要的電動(dòng)機(jī)的數(shù)量[2]。

3.3? 降低電器能源損耗

在電氣自動(dòng)化工程，導(dǎo)線是用于功率資源傳輸?shù)闹饕d體，但也有導(dǎo)線內(nèi)阻不同的電阻器。此時(shí)，在輸電過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一系列的電能損耗。為了減少阻力，應(yīng)采取以下措施。首先，選擇合適的線材作為線材，提高新材料的利用率。其次，需要找到一種方法來(lái)減少電線的長(zhǎng)度。在選擇路徑時(shí)，應(yīng)盡量采用直線傳動(dòng)，盡量減小曲線。在選擇導(dǎo)體材料的過(guò)程中，應(yīng)該注意選擇較小的導(dǎo)電絲，可以直接減少相應(yīng)的線和相應(yīng)數(shù)量的損失。

3.4? 無(wú)功補(bǔ)償

當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些不必要的功率，即無(wú)功功率。這不僅造成了傳輸介質(zhì)的損失和消耗，同時(shí)也削弱了系統(tǒng)，這對(duì)整個(gè)過(guò)程的操作和電能質(zhì)量影響很大。無(wú)功功率的最直接的表現(xiàn)是降低功率，從而增加了用戶的費(fèi)用。為了有效地避免無(wú)功功率的發(fā)生，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的補(bǔ)償方式來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償，在一定程度上降低無(wú)功功率，從而做到用電成本的降低，同時(shí)提高電能質(zhì)量，節(jié)約電能，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

4? 國(guó)家推薦的幾種裝備系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

4.1? 機(jī)床用三相電動(dòng)機(jī)節(jié)能電器技術(shù)

取樣電動(dòng)機(jī)運(yùn)行“瞬時(shí)有功負(fù)荷”作為控制信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)際負(fù)荷、自動(dòng)調(diào)整有功功率，有效減少機(jī)床能耗;即：當(dāng)“瞬時(shí)有功負(fù)荷”大于額定功率1/2時(shí)自動(dòng)調(diào)整為大功率，當(dāng)小于額定功率1/3時(shí)自動(dòng)調(diào)整為小功率，通過(guò)循環(huán)監(jiān)控調(diào)整電動(dòng)機(jī)的“瞬時(shí)有功負(fù)荷”來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整電動(dòng)機(jī)功率。此技術(shù)適用于三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床設(shè)備改造。

4.2? 基于智能控制的節(jié)能空壓站系統(tǒng)技術(shù)

采用先進(jìn)的控制技術(shù)、工業(yè)變頻技術(shù)、閥門技術(shù)、綜合熱回收技術(shù)，對(duì)壓縮機(jī)空氣系統(tǒng)中的空壓機(jī)、過(guò)濾設(shè)備、冷燥設(shè)備、管網(wǎng)閥門、儲(chǔ)氣罐、終端設(shè)備等單元進(jìn)行一些優(yōu)化控制，優(yōu)化壓縮空氣系統(tǒng)能量輸配效率，提高空壓機(jī)的系統(tǒng)能效。此技術(shù)適用于空壓站系統(tǒng)節(jié)能改造[4]。

4.3? 空壓機(jī)節(jié)能驅(qū)動(dòng)一體機(jī)技術(shù)

采用卸載停機(jī)技術(shù)，通過(guò)采集多路溫度、壓力、用氣量等負(fù)載特性，自動(dòng)識(shí)別并控制停機(jī)時(shí)間，減少空氣壓縮機(jī)卸載能耗，從而提高能效水平，適用于壓縮機(jī)節(jié)能改造。

4.4? 基于電流確定無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜?xiàng)工業(yè)節(jié)電技術(shù)

利用電容器具有充、放電和貯電的特性，采用并聯(lián)補(bǔ)償電容器的方式，利用帶有高速計(jì)算機(jī)芯片的自動(dòng)限流補(bǔ)償控制器對(duì)用電器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償和有功電量剩余回收，并抑制瞬流、濾出諧波。適用于低壓三相交流電動(dòng)機(jī)節(jié)能改造[5]。

4.5? 舊電機(jī)永磁化再制造技術(shù)

通過(guò)對(duì)永磁體進(jìn)行勵(lì)磁，使電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生以同步轉(zhuǎn)速推動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，降低電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的損耗;采用高功率因數(shù)減小定子電流，定子繞組電阻損耗較小，進(jìn)一步提高效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。適用于Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)永磁化改造。

5? 終端用能產(chǎn)品能效提升

要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，除了采用節(jié)能技術(shù)，終端用能產(chǎn)品的能效提升也尤為重要，政府也鼓勵(lì)生產(chǎn)和使用高效節(jié)能工業(yè)產(chǎn)品，提高工業(yè)用能設(shè)備能效水平，推進(jìn)節(jié)能減排，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化升級(jí)，穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

5.1? 節(jié)能變壓器的選擇

變壓器在輸變電行業(yè)中屬于耗能大戶，據(jù)估計(jì)，我國(guó)變壓器的總損耗占系統(tǒng)總發(fā)電量的10%左右，如果損耗每降低1%，那么每年可節(jié)約上百億度的電。用戶應(yīng)選擇高效節(jié)能的油浸式和干式變壓器，能效水平為1級(jí)和2級(jí)，鐵芯材料為非晶合金和電工鋼帶。這樣可大大減少用戶變壓器有功功率的損耗。

5.2? Y型高效電動(dòng)機(jī)

高效電動(dòng)機(jī)與普通的電動(dòng)機(jī)相比，據(jù)估計(jì)其損耗可降低20%到30%，效率提高2%到7%;一般1到2年即可收回投資。企業(yè)在新上項(xiàng)目或技術(shù)改造時(shí)就應(yīng)選擇節(jié)能型的電機(jī)或效率高、能耗低的產(chǎn)品。近幾年，電機(jī)能效提升工作也是一項(xiàng)重要工作，政府對(duì)此進(jìn)行監(jiān)察，督促企業(yè)更換節(jié)能高效電機(jī)，以減少能耗，提高效率。企業(yè)還應(yīng)對(duì)照《高耗能落后機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）淘汰目錄》淘汰能耗高的電機(jī)，減少生產(chǎn)過(guò)程中的能耗[6]。

5.3? 電力蓄能設(shè)備

蓄能設(shè)備能夠轉(zhuǎn)移電網(wǎng)高峰時(shí)的用電量、平衡電網(wǎng)的峰谷差。蓄能設(shè)備可以在用電波谷時(shí)段來(lái)制取熱量并儲(chǔ)存起來(lái)，此時(shí)屬低電價(jià)時(shí)段，然后再在用電波峰時(shí)段，也就是高電價(jià)時(shí)段把儲(chǔ)存的能量釋放出來(lái)使用，這樣大大降低了企業(yè)用電成本?，F(xiàn)階段，我國(guó)北方地區(qū)推行煤改電供暖，電鍋爐作為一種供暖主熱源技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，相比燃煤鍋爐其無(wú)污染物排放;相對(duì)于燃油、燃?xì)忮仩t占地空間小、節(jié)省用地;政府在取暖期延長(zhǎng)了用電波谷的時(shí)段，企業(yè)應(yīng)采用合適的蓄能式鍋爐來(lái)代替原有的燃煤鍋爐，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。

6? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，企業(yè)必須從節(jié)約能源的角度出發(fā)，使生產(chǎn)過(guò)程中低耗能、低排放，將綠色低碳作為發(fā)展目標(biāo)，加大節(jié)能技術(shù)和終端用能設(shè)備的投入，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)節(jié)能電氣的跨越式發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 許文杰，張曉力，楊潔，趙聰聰.淺談電氣節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J].信息記錄材料，2019（1）：228～229.

[2] 李彥光，樊建玲，馮艷梅.關(guān)于電氣節(jié)能在工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)用的探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（36）：174～175.

[3] 馮二鵬.試論電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2018（23）：173.

[4] 薛源.建筑電氣節(jié)能的技術(shù)措施及其在工程設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2018（22）：51～52.

[5] 李彥光，樊建玲，馮艷梅.電氣自動(dòng)化在供熱節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（31）：151.

[6] 李莉.PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（21）：123～124.