電氣自動化工程中節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用研究

安楠 楊軼凡

摘要：為了提高電氣自動化工程的質(zhì)量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)水平和資源利用效率，避免不必要的浪費(fèi)資源，本文首先總結(jié)了電氣自動化和節(jié)能設(shè)計(jì)，然后討論了應(yīng)用電氣自動化工程節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，最后提出了節(jié)能設(shè)計(jì)電氣自動化工程的應(yīng)用路徑。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;節(jié)能技術(shù);應(yīng)用研究

能源短缺是一個世界性的問題。工業(yè)生產(chǎn)需要能源，但能源總量是有限的，尤其是不可再生資源，往往需要幾萬年甚至上億年的積累才能形成。如果不加控制和盲目使用，將導(dǎo)致全球能源短缺的問題[1]。節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是一個節(jié)約能源消耗的機(jī)會，我們必須高度重視節(jié)能設(shè)計(jì)和電氣自動化領(lǐng)域探索，節(jié)能為主要出發(fā)點(diǎn)和立足點(diǎn)，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)水平和資源利用效率，避免不必要的浪費(fèi)資源，加速我國電氣自動化的發(fā)展。

一、電氣自動化和節(jié)能設(shè)計(jì)概述

電氣自動化是電氣信息化發(fā)展中的一門分支學(xué)科。將電氣自動化的相關(guān)理論應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，可以顯著提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，為人們的日常生活提供更多的便利。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用電氣自動化和節(jié)能技術(shù)，可以有效降低工業(yè)企業(yè)的運(yùn)行成本，改善工作環(huán)境和工作條件，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少勞動時數(shù)，提高社會整體生產(chǎn)率。隨著“五位一體”思想的提出，節(jié)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，環(huán)境保護(hù)逐漸受到全社會的廣泛重視[2]。隨著世界能源短缺問題的日益嚴(yán)重，為了在各方面實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能，我國必須要動員高新技術(shù)，通過合理的技術(shù)改進(jìn)來降低能源消耗。在電氣自動化生產(chǎn)領(lǐng)域，一方面要保證生產(chǎn)工藝和設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行，消除諧波因素的影響。另一方面，在生產(chǎn)過程中必須把節(jié)能要素放在首位，采用各類節(jié)能技術(shù)，提高電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量和節(jié)能效果。

二、節(jié)能設(shè)計(jì)在電氣自動化工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1優(yōu)化配電系統(tǒng)設(shè)施

在電氣自動化系統(tǒng)的工作過程中，需要有設(shè)備的功率來支持設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，在電氣自動化生產(chǎn)中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，必須對供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，確保在正常情況下能穩(wěn)步開展。在電力供應(yīng)和分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，工作人員必須考慮到最大負(fù)載能力設(shè)備，提高設(shè)備的可靠性，保證電力生產(chǎn)的設(shè)備可以安全穩(wěn)定運(yùn)行，搞好設(shè)備的安全設(shè)計(jì)，為節(jié)能提供了可靠的保障生產(chǎn)，滿足電力供應(yīng)和配電系統(tǒng)中的需求。目前，我國社會城市化建設(shè)速度越來越快，這就意味著工業(yè)生產(chǎn)中用電量的增加，我們必須合理配置能源，從而有效地利用有限的能源創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，為社會進(jìn)步奠定基礎(chǔ)。

2.2改進(jìn)節(jié)能設(shè)備

在社會主義發(fā)展的新階段，各種高新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。在使用電氣自動化節(jié)能技術(shù)的過程中，要加快新設(shè)備的開發(fā)，應(yīng)用新技術(shù)，利用先進(jìn)的節(jié)能生產(chǎn)設(shè)備。在電氣自動化工程節(jié)能過程中，科技人員要不斷地去創(chuàng)新，使用節(jié)能的方式在生產(chǎn)過程中各種條件和外部因素的綜合分析和研究，關(guān)注未來發(fā)展節(jié)能技術(shù)，以充分利用的潛在節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化和高新技術(shù)的優(yōu)勢，對電氣自動化設(shè)備生產(chǎn)過程中的前期和后期的進(jìn)一步創(chuàng)新和優(yōu)化，使我國電氣自動化項(xiàng)目能夠?qū)崿F(xiàn)不斷的完善。

三、節(jié)能設(shè)計(jì)在電氣自動化工程中的應(yīng)用辦法

3.1電氣自動化供配電節(jié)能

自動配電系統(tǒng)的節(jié)能主要包括變壓器節(jié)能和線路輸電的功率損耗兩部分。第一是變壓器節(jié)能。變壓器是電氣自動化設(shè)備運(yùn)行的核心，在供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行中起著重要的作用，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于變壓器的頻繁使用，電力負(fù)荷較大，往往會出現(xiàn)內(nèi)部設(shè)備和零部件的損壞。同時，如果變壓器設(shè)備不節(jié)能，由于自身負(fù)荷損失較大，會使大量的電力資源在使用中被浪費(fèi)掉。因此，為了使變壓器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，有必要減少因變壓器負(fù)荷過大而造成的功率損失。如變壓器空載損耗大，必須及時更換部門損壞的線路和部件[3]。此時可采用鐵損小的變壓器設(shè)備，有效緩解變壓器的功率損耗。如果變壓器較老耗電量較多，則可選擇節(jié)能變壓器，以減少功率損耗。第二是沿線路傳輸?shù)碾娏p失。在電氣工程自動化生產(chǎn)中，如果線路傳輸距離較短，電阻就會相應(yīng)較小，在傳輸過程中不會有太多的能量損耗，此時電能的正常損耗不用去考慮。然而，在一些特殊的場合，如石油生產(chǎn)工廠，采礦廠等工作環(huán)境特殊，電力設(shè)備必須駐扎在工地很長一段時間，這很容易導(dǎo)致電力設(shè)備和電源之間的距離很遠(yuǎn)，電力輸電線路很長，長距離的輸電將導(dǎo)致在運(yùn)輸中能量被損失。在這種情況下，有必要采用節(jié)能技術(shù)來減少輸電線路的電力浪費(fèi)。根據(jù)物理學(xué)原理，當(dāng)電流恒定時，電阻與傳輸線路的長度成正比。因此，工作人員可以采用節(jié)能技術(shù)，減少傳輸線路的功率損耗。例如，在進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸時，可適當(dāng)提高電壓值，以減小電流流量，從而達(dá)到降低電阻的效果。同時，輸電管道的面積與電阻值成反比，所以工人可以通過增加截面積來減小電阻。

3.2提升系統(tǒng)的電率

提高系統(tǒng)功率與電氣自動化系統(tǒng)節(jié)能之間不存在沖突。具體來說，首先可以采取合理的措施提高電動自動操作系統(tǒng)的電力，提高用戶的負(fù)荷率，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。在保證安全的前提下，工作人員可以使用少量電機(jī)提高電氣設(shè)備的承載能力和運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。其次，功率因數(shù)也可以通過電機(jī)變頻控制的辦法來提高功率因數(shù)。如果電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時負(fù)載量不大，那就可以達(dá)到節(jié)能的效果。最后，采用人工補(bǔ)償?shù)姆椒ㄌ岣呦到y(tǒng)的功率，安裝一定的設(shè)備補(bǔ)償裝置，達(dá)到局部平衡補(bǔ)償?shù)男Ч苊庀到y(tǒng)進(jìn)行無用的功率傳輸，達(dá)到準(zhǔn)確節(jié)能。

3.3使用節(jié)能的照明系統(tǒng)

許多電力損耗是由不適當(dāng)?shù)碾姎庹彰飨到y(tǒng)造成的。如果忽視電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，可能會影響電能的整體供給。電動照明系統(tǒng)的節(jié)能可以從以下幾個方面來實(shí)現(xiàn)。一是加強(qiáng)技術(shù)改造，采用先進(jìn)的節(jié)能照明技術(shù)。工作人員要做好照明系統(tǒng)的研發(fā)工作，以研究出有效節(jié)能的照明設(shè)備。如果企業(yè)自身研發(fā)能力有限，也可以邀請專家對照明系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，對照明設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，減少因照明造成的功率損耗[4]。第二，使用自然采光。自然光照明是一種有效的節(jié)能方法。如果我們能充分收集太陽光設(shè)計(jì)照明設(shè)備，我們就能充分提高電氣自動化節(jié)能技術(shù)運(yùn)行的質(zhì)量。當(dāng)白天天氣晴朗時，工作人員可以在沒有照明系統(tǒng)的情況下盡量使用自然光。當(dāng)然，在電氣自動化生產(chǎn)行業(yè)的不同分支，也可以根據(jù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況，圍繞節(jié)能環(huán)保的目的，來采取一定的措施加強(qiáng)自然光的利用，減少照明帶來的能量損耗。

總結(jié)：節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用在電氣自動化工程可以從電氣自動化的電力供應(yīng)和分配系統(tǒng)，節(jié)能照明系統(tǒng)和其他方面入手，采取合理的方式擴(kuò)大節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用范圍，以有效地達(dá)到我國電氣自動化生產(chǎn)領(lǐng)域的節(jié)能。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐健，潘小紅. 節(jié)能設(shè)計(jì)在電氣自動化工程中的應(yīng)用研究[C]. 中國智慧工程研究會智能學(xué)習(xí)與創(chuàng)新研究工作委員會.2020萬知科學(xué)發(fā)展論壇論文集（智慧工程一）.中國智慧工程研究會智能學(xué)習(xí)與創(chuàng)新研究工作委員會：中國智慧工程研究會智能學(xué)習(xí)與創(chuàng)新研究工作委員會，2020：568-579.

[2]李永男，高任，金松林.電氣自動化工程中的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)探究[J].工程技術(shù)研究，2019，4（20）：110-111.

[3]吳尚坤.電氣自動化工程中的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（20）：121.

[4]李媛，楊懷江，楊士奇.電氣自動化工程中的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（09）：26-27.

姓名：安楠（1998.01--17）;性別：男，籍貫：陜西寶雞，民族：漢族，學(xué)歷：本科，西安明德理工學(xué)院;現(xiàn)有職稱：學(xué)生;研究方向：電氣工程及其自動化;