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【摘要】随着社会的逐步发展，大量的变频器，整流器等电力设施在城市电网建设中被广泛的使用。但是由于这些电力设施在使用过程中会产生大量的波段，不仅对能源是一种浪费，也对我们人体造成一定的伤害。因此，在未来的发展过程中，需以节约能源为出发点，最终实现我国节能电气的跨越式发展。本文探讨了电气自动化的节能设计技术。
【关键词】电气；自动化；节能设计；技术；应用
一、引言
随着信息化技术的高度发展，电气自动化的应用领域越来越扩大化。人们的需求也随着电气自动化技术的进步而提高，人们希望各种建筑如智能楼房、住宅楼、在满足使用较为安全、舒适的情况下，还能顾及到节能方面的设计，做到绿色环保。且绿色环保型的节能住宅是今后建筑发展的主要趋势之一，则电气自动化的节能设计技术显得尤为重要。
二、电气自动化中的电气设计
1、优化配电设计
配电设计是整个电力系统中最至关重要的部分，在进行配电设计之前各个方面都要考虑周全。首先要确保整个电力系统的适用性，使电力系统具有连续、可靠、稳定的性能，还要将控制电气设备的方式尽量简单、容易化；其次还要保证整个电力系统的安全性，保证导线的绝缘性是保证整个电力系统安全的基础，因此在设置各走线的线路时一定控制好个线路之间的绝缘距离，以免对电力设施造成不必要的损失。优化配电设计，不仅要考虑电力系统的适应性和安全性，还要确保整个电力系统导线的负荷能力以及电力系统的防止雷击以及静电等各种问题的发生。
2、提高电气系统的运行效率
为了提高整个电气系统的运行效率，一定要在节能的前提下挑选设备，从一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。
三、电气自动化系统中节能技术的具体应用
1、供配电方面节能
（1）减少变压器的损耗 变压器是供配电系统中最为常见的电气设备之一，由于使用年份较长，铁损、铜损、空载损耗等部分原因会造成变压器上大量电力浪费。为了减少这种浪费，我们通常会采用降低空载损耗、负载损耗以及优化变压器等方法。空载损耗即不变损失，一般被称为铁损，由涡流损耗和变压器铁芯漏磁损耗两部分组成，与通过的电流无关，但与元件所承受的电压有关。所以一般情况下减少空载损耗常常采用质量还的变压器。负载损耗则由变压器上电流的电流值决定，通常应选用组织小的绕组变压器。
（2）降低线电阻损耗 在电气电路中，当线路中通过的电流值恒定时，线路程度越长，线电阻阻值越大，线路损耗也随之增大。而且，在实际电气自动化设计中，线路往往纵横交错，线路长度也比较长可达上万米。所以在进行电路设计时要有足够的重视来降低电阻的损耗。
（3）三相电负荷的平衡 三相电不平衡的现象十分普遍，三相电不平衡不仅会使线路上一级变压器铜损和铁损增加，还会使供电质量降低、电气仪器损坏等严重后果。因此，在电气自动化节能设计技术时，要考虑三相电平衡这一因素，以确保三相电之间电流值得平衡，不仅能避免铜损和铁损造成的损失，还能够确保供电的质量，以此来达到节约电能的目的。
（4）提高供电系统功率 在电力输送过程中，适当提高供电系统的功率能够减少线路无功损失，从而实现节能。使用静电容无功补偿技术，能够减少用电设备的无功损耗，从而实现减少整体无功电流、提高功率因素的目的。
2、选择合适的电力电缆
作为输配电系统中不可或缺的部分，电力电缆占据了电气工程投资成本的较大部分，尤其是因长期维护电力线路而产生的费用。故而在选择电力电缆的时候应该谨慎为之，通常按照相对经济的电流密度曲线和可以通过的电流强度来选择电力电缆的截面，对于电力电缆材质的选择，主要有铜材和铝材两种。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。只是截面越粗，铜电缆比铝电缆要贵重很多，因此这种情况下可以选择铝电缆，而其他情况下，从安全和节能方面考虑的话，推荐铜电缆。
3、提高功率因数
功率因数是电气运行的重要物理量，功率因数的大小与电路的负荷性质有关，它与电气设备的节能密切相关。功率因数如果长期控制在比较高的水平上，电力系统的无功功率就会随之变大，系统电能的转化率也就会变高。功率因数表示的是在交流电路中，电压与电流之间的相位差的余弦，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值。通常提高功率因数有两种方法，一种是提高自然功率因数。通过提高用户负载率，合理选择异步电机，合理安排和调整工艺流程，避免变压器空载运行，在生产工艺允许条件下，尽量选择极数较少的电动机。因为使用少数的电动机，启动转矩较大，启动过程中电流也较大，启动速度相对较快，可适当较少能源的消耗。第二种是进行人工补偿无功功率。在低压电力系统中装设自动补偿的电容柜，可使无功功率控制在一定范围之内，以确保电力系统稳定，从而达到节能的目的。
4、使用有源滤波器
为了有效避免电网连接电气设备时出现误动作，首先要对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，因此使用有源滤波器是我们最佳选择。随着电气设备数量的不断增加，大量的谐波也随之产生，从而使得基波电压与谐波电流在电网的阻抗上所产生的电压相重叠，引起电压的变形，导致电气设备在运行中常常出现误动作。由于有源滤波器这种仪器反应速度较快、动态性能强、增加功率范围等优点，从而在无功补偿方面取得相对不错的效果。通常情况下，通过有源滤波器对所产生的谐波进行过滤，可以提前在电气设备进行操作就组织其运行，从而提高电气运行效率，以此达到节能的目的。
5、合理选择光源
合理的选择光源不仅能够降低能源的消耗，还在一定程度上降低经济损失。在照明工程的节能环节设计上，高效能的光源是最好的其光源选择，正因为这种高效能的光源的发光效率是普通照明灯的好几倍，才能在节约电力电能上显示出优势。建筑环境的亮度分布是影响人们视觉舒适感的重要因素。明亮给人以宽广感，暗淡则显得狭窄。从适应人眼的习惯来看，最好是采取与自然环境接近的亮度分布。对于工厂、住宅用的卫生间及其上下楼梯间应尽量选择节能显著的吸顶灯为宜，使用这种低功率的灯具不仅能够满足人们和用户生活的需要，还能节约很多电能。对于图书馆、阅览室和超市的货架处可以选择紧凑型荧光灯，由于这些地方光通量较高，光线相对比较集中，适合人们生活需求，也减少了整个工程的投入成本。
总之，随着社会的不断进步，电力技术的飞速发展，相信电气自动化的节能技术在今后的使用频率会越来越高，使用范围越来越广，并且今后研究的节能技术也会向更优、更节能地方向发展。
参考文献
[1]周丽丽，张平宽，王慧霖.《家用电冰箱绿色设计探析》.机电产品开发与创新，2010年01期
[2]褚凌超.《恒压节能自动供水控制仪的研制与应用》.中国高新技术企业，2010年10期
[3]石建军，王志昕.《空调节能设计》. China’s Foreign Trade，2011年02期
【关键词】电气；自动化；节能设计；技术；应用
一、引言
随着信息化技术的高度发展，电气自动化的应用领域越来越扩大化。人们的需求也随着电气自动化技术的进步而提高，人们希望各种建筑如智能楼房、住宅楼、在满足使用较为安全、舒适的情况下，还能顾及到节能方面的设计，做到绿色环保。且绿色环保型的节能住宅是今后建筑发展的主要趋势之一，则电气自动化的节能设计技术显得尤为重要。
二、电气自动化中的电气设计
1、优化配电设计
配电设计是整个电力系统中最至关重要的部分，在进行配电设计之前各个方面都要考虑周全。首先要确保整个电力系统的适用性，使电力系统具有连续、可靠、稳定的性能，还要将控制电气设备的方式尽量简单、容易化；其次还要保证整个电力系统的安全性，保证导线的绝缘性是保证整个电力系统安全的基础，因此在设置各走线的线路时一定控制好个线路之间的绝缘距离，以免对电力设施造成不必要的损失。优化配电设计，不仅要考虑电力系统的适应性和安全性，还要确保整个电力系统导线的负荷能力以及电力系统的防止雷击以及静电等各种问题的发生。
2、提高电气系统的运行效率
为了提高整个电气系统的运行效率，一定要在节能的前提下挑选设备，从一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。
三、电气自动化系统中节能技术的具体应用
1、供配电方面节能
（1）减少变压器的损耗 变压器是供配电系统中最为常见的电气设备之一，由于使用年份较长，铁损、铜损、空载损耗等部分原因会造成变压器上大量电力浪费。为了减少这种浪费，我们通常会采用降低空载损耗、负载损耗以及优化变压器等方法。空载损耗即不变损失，一般被称为铁损，由涡流损耗和变压器铁芯漏磁损耗两部分组成，与通过的电流无关，但与元件所承受的电压有关。所以一般情况下减少空载损耗常常采用质量还的变压器。负载损耗则由变压器上电流的电流值决定，通常应选用组织小的绕组变压器。
（2）降低线电阻损耗 在电气电路中，当线路中通过的电流值恒定时，线路程度越长，线电阻阻值越大，线路损耗也随之增大。而且，在实际电气自动化设计中，线路往往纵横交错，线路长度也比较长可达上万米。所以在进行电路设计时要有足够的重视来降低电阻的损耗。
（3）三相电负荷的平衡 三相电不平衡的现象十分普遍，三相电不平衡不仅会使线路上一级变压器铜损和铁损增加，还会使供电质量降低、电气仪器损坏等严重后果。因此，在电气自动化节能设计技术时，要考虑三相电平衡这一因素，以确保三相电之间电流值得平衡，不仅能避免铜损和铁损造成的损失，还能够确保供电的质量，以此来达到节约电能的目的。
（4）提高供电系统功率 在电力输送过程中，适当提高供电系统的功率能够减少线路无功损失，从而实现节能。使用静电容无功补偿技术，能够减少用电设备的无功损耗，从而实现减少整体无功电流、提高功率因素的目的。
2、选择合适的电力电缆
作为输配电系统中不可或缺的部分，电力电缆占据了电气工程投资成本的较大部分，尤其是因长期维护电力线路而产生的费用。故而在选择电力电缆的时候应该谨慎为之，通常按照相对经济的电流密度曲线和可以通过的电流强度来选择电力电缆的截面，对于电力电缆材质的选择，主要有铜材和铝材两种。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。只是截面越粗，铜电缆比铝电缆要贵重很多，因此这种情况下可以选择铝电缆，而其他情况下，从安全和节能方面考虑的话，推荐铜电缆。
3、提高功率因数
功率因数是电气运行的重要物理量，功率因数的大小与电路的负荷性质有关，它与电气设备的节能密切相关。功率因数如果长期控制在比较高的水平上，电力系统的无功功率就会随之变大，系统电能的转化率也就会变高。功率因数表示的是在交流电路中，电压与电流之间的相位差的余弦，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值。通常提高功率因数有两种方法，一种是提高自然功率因数。通过提高用户负载率，合理选择异步电机，合理安排和调整工艺流程，避免变压器空载运行，在生产工艺允许条件下，尽量选择极数较少的电动机。因为使用少数的电动机，启动转矩较大，启动过程中电流也较大，启动速度相对较快，可适当较少能源的消耗。第二种是进行人工补偿无功功率。在低压电力系统中装设自动补偿的电容柜，可使无功功率控制在一定范围之内，以确保电力系统稳定，从而达到节能的目的。
4、使用有源滤波器
为了有效避免电网连接电气设备时出现误动作，首先要对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，因此使用有源滤波器是我们最佳选择。随着电气设备数量的不断增加，大量的谐波也随之产生，从而使得基波电压与谐波电流在电网的阻抗上所产生的电压相重叠，引起电压的变形，导致电气设备在运行中常常出现误动作。由于有源滤波器这种仪器反应速度较快、动态性能强、增加功率范围等优点，从而在无功补偿方面取得相对不错的效果。通常情况下，通过有源滤波器对所产生的谐波进行过滤，可以提前在电气设备进行操作就组织其运行，从而提高电气运行效率，以此达到节能的目的。
5、合理选择光源
合理的选择光源不仅能够降低能源的消耗，还在一定程度上降低经济损失。在照明工程的节能环节设计上，高效能的光源是最好的其光源选择，正因为这种高效能的光源的发光效率是普通照明灯的好几倍，才能在节约电力电能上显示出优势。建筑环境的亮度分布是影响人们视觉舒适感的重要因素。明亮给人以宽广感，暗淡则显得狭窄。从适应人眼的习惯来看，最好是采取与自然环境接近的亮度分布。对于工厂、住宅用的卫生间及其上下楼梯间应尽量选择节能显著的吸顶灯为宜，使用这种低功率的灯具不仅能够满足人们和用户生活的需要，还能节约很多电能。对于图书馆、阅览室和超市的货架处可以选择紧凑型荧光灯，由于这些地方光通量较高，光线相对比较集中，适合人们生活需求，也减少了整个工程的投入成本。
总之，随着社会的不断进步，电力技术的飞速发展，相信电气自动化的节能技术在今后的使用频率会越来越高，使用范围越来越广，并且今后研究的节能技术也会向更优、更节能地方向发展。
参考文献
[1]周丽丽，张平宽，王慧霖.《家用电冰箱绿色设计探析》.机电产品开发与创新，2010年01期
[2]褚凌超.《恒压节能自动供水控制仪的研制与应用》.中国高新技术企业，2010年10期
[3]石建军，王志昕.《空调节能设计》. China’s Foreign Trade，2011年02期