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摘要: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。本文主要对电气自动化节能设计相关问题进行了简要分析。
关键词:电气自动化;节能设计;重要性
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
随着人们生活水平的不断提高,各家各户对电的需求量也逐渐增大,城市的电网不断向外扩充,这样一来就会新增许多电力设备。因此,电力系统在运作的整个过程中,不仅要确保输配电装置的安全、可靠,还要在满足居民日常用电需求的基础上,为使用电力系统的工程带来经济效益。
一、电气自动化节能设计的重要性
电气自动化已经应用到很多行业,与人们的生活、生产有着密切的关系。电气自动化的节能设计是非常重要的,特别是在新技术领域,能够减少电能的浪费和消耗,电网不会陷入输电受阻、供电紧张的恶性循环。另外,还能够很好地为居民提供很好的发展空间和良好的生活环境。电气自动化节能技术对于企业来说,能够最大限度地获取经济效益,成本得到大幅度降低,能耗也得到降低,工作效率也得到了提高,会使电气设备更加可靠安全。因此,很有必要对电气自动化节能设计技术进行研究。
二电气自动化节能的设计原则
1、符合实际经济效益的原则
以实际经济效益为电气节能效益的设计基础,不盲目的增加相关投资金额,对节能设备和材料进行选择时应该遵循科学合理的经济原则,从而使得节能增加的投资数目能够在较短的时间内通过节能运行而使得经济效益有所保障。
2、适用性原则
直观的说,就是为建筑物内良好人工环境的创设或维持提供必要的能源基础,例如一些建筑设备动力的提供以及符合用电设备对电能质量、负荷容量的要求的优化用电设计,实现其电能的合理利用。
3、节能性原则
节能重点要放在电气设备的电能损耗上,如变压器的功率损耗、输电线路的额外损耗等等。对其采取有效的节能措施,尽量减少或杜绝与建筑使用功效无关的电能损耗。
综合上述节能原则,大致可以将其设计重点概括为“功能满足,合理经济、技术超前运用”这几点。下面笔者将从节能措施入手,着重阐述如何能够合理的将节能技术运用到建筑工程设计当中。
三、电气自动化的节能设计技术
1、减少电能在线路上的传输损耗
实际的传输过程中,减少电能损耗最直接的方式就是减小电阻,节能设计最直接的目的就是要减少电能消耗,这样才会减少对电网的损害。这样所产生的功率损耗就会减少。然而线路上的电流是不能改变的,导线的电阻是与导线的截面积成反比,而与电导、导线长度成正比。因此,为了有效减少电能在线路上的传输损耗,就只有减小导线的电阻。减少导线的电阻就可以从以下几个方面入手:一是增大导线的横截面积。在各方面条件允许的情况下,尽量选择横截面积较大的导线,通过减小电阻减少损耗,达到节能的目的。二是为了使减少电能在来回的电路上的损失,选用电导率较小的材质做导线;三减小导线的长度;这一方面可以避免导线走回头路,以减少电能在来回的电路上的损失。在进行布线的时候让导线尽量走直路,避免过多的走弯路,从而减少导线的长度。四是变压器应该尽量接近负荷中心,从而减小供电距离。
2、合理选择变压器
变压器的选择关系到节能是否有效,因此,必须要合理慎重选择变压器。在设计选择变压器时,应该满足以下几点要求:一是为了使流过的三相电的电流保持平衡,应减少变压器本体损耗,最好采用一些诸如三相四线制供电、单相自动补偿设备、将单相用电设备均匀分接在三相电源上等有效的减少负荷不平衡的方法;二是变压器应选用节能型的,以大大减少变压器的有功功率损耗。合理选择变压器,就可以在一定程度上起到节能效果。
3、无功补偿
无功补偿是无功功率补偿的简称,作用是降低变压器上的输电消耗,提高效率。在电气自动化系统中,无功功率占有供配电设备的很大一部分容量,因此增大了线路的损耗,从而造成电网的电压下降,从而大幅度影响到电网的经济运行和电能质量。无功功率的直观表现为功率因数偏低,若功率因数小于0.9时,供电部门缴纳就会向用户收取一定比率的罚款,而对于用户而言,用户用电的成本也增高,经济效益也就下降了。因此,为了实现无功就地平衡,减少损耗,可以选用恰当的无功补偿设备,这样也能够有效提高经济和社会的双重效益。
在采用无功补偿设备对电力系统进行无功补偿时,对于无功补偿设备的要求有以下几点:一是为了有效的防止过补偿投切、振荡和无功倒送,在电容器的无功电流、功率参数、无功功率这些投切物理量中最好选择无功功率作为投切参数物理量。二是电容器容量的确定应该根据具体参数使用电容器补偿,如目标功率因數、配电电压的容量、负荷等等,通过对这些参数的计算来确定;三是因为以前的补偿电容组中电容器的分担方式、按编码配置的方式、投切开关的方式、按比例分配的方式等,都不能达到现在我们想要的补偿效果;为了达到良好的补偿效果,应该采用跟踪准确、集调节平滑、适应面广等优点为一体的模糊投切方式。
4、选择合适的电力电缆
在输配电系统中,电力电缆是至关重要的部分,在电力工程中占据很大的投资成本,而且在电力线路的维护和保修中,需要大量的资金支持。在选择电力电缆的时候,需要根据电流的密度和强度来决定电缆截面的设计,所以在电力电缆的材质选择上很关键。一般而言,电力电缆的材质因其特性和使用期限的影响,钢材和铝材是两种主要的材料。由于电气系统的建设本身是一个高投资的工程,所以电力电缆的设计也要考虑成本的投入。钢材和铝材相比较而言,铝电缆的成本稍微低一点,所以大多数的电气工程选择铝电缆。然而,除开成本的因素外,铜电缆的安全和节能性能却要优于铝电缆。由于铜电缆的截面较粗,所以价格偏高。因而,在不同电力电缆材料的选择方面,可以根据电气工程的具体情况进行合理的选择,在保障电气工程安全和节能的情况,选用铜电缆。
5、使用有源滤波器
由于电网中的非线性电压电流特性的电气设备的数量不断增加,因此也使产生的谐波电流也越来越多,而这些谐波电流在电网阻抗上与基波电压产生的电压重叠就会引起电压的畸变,从而造成电网联结与电气设备产生误动作。为了有效避免与电网联结电气设备的误动作,就必须消除谐波,而消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。概括起来,有源滤波器主要以下特性:具有优异的动态性能;反应快;能使功率范围更宽大等,能使无功补偿达到更好的效果。有源滤波器动作迅速,滤波功能较为彻底。它可以提高供电的可靠性,维持电气设备的正常运行,对设备起到了很好的保护作用。
6、高效光源
除了在电气自动化系统中采用变压器、无功补偿、有源滤波器等节能技术外。还可以采用高效光源节能,在家庭用户中照明用电占整体用电的很大一部分,因为高效光源具有光色好、发光率高、显色性能优异等优点,能从根本上节约能源。目前在许多公共场合对于高效光源的利用正在不断发展,和普通照明相比,高效光源更加明亮、适用、耐用,并可以充分起到节能的作用。由此,要不断地对电气自动化的节能设计技术进行研究,这不仅可为电气节能提供有力的技术保障,而且还将大大地促进电气节能高新技术的发展。
结束语
随着社会的不断进步,人们对节约能源越来越重视,目前更多的人在关注如何节约能源。目前,节约能源的重要性在我国已经认识较为深入,在节能技术研究方面投入了大量的物资和人力,在电气自动化方面也应用了节能设计技术,并且取得了较为理想的效果,从而促进了电气节能技术的发展。
参考文献
[1]于士国.电气自动化的节能设计技术分析[J].硅谷,2011.
[2]南淑娜,尹丽娜,苏立春.浅析电气自动化节能设计技术[J].华章,2012.
[3]张兰兰.电气自动化节能设计技术应用研究[J].科技致富向导,2012.
关键词:电气自动化;节能设计;重要性
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
随着人们生活水平的不断提高,各家各户对电的需求量也逐渐增大,城市的电网不断向外扩充,这样一来就会新增许多电力设备。因此,电力系统在运作的整个过程中,不仅要确保输配电装置的安全、可靠,还要在满足居民日常用电需求的基础上,为使用电力系统的工程带来经济效益。
一、电气自动化节能设计的重要性
电气自动化已经应用到很多行业,与人们的生活、生产有着密切的关系。电气自动化的节能设计是非常重要的,特别是在新技术领域,能够减少电能的浪费和消耗,电网不会陷入输电受阻、供电紧张的恶性循环。另外,还能够很好地为居民提供很好的发展空间和良好的生活环境。电气自动化节能技术对于企业来说,能够最大限度地获取经济效益,成本得到大幅度降低,能耗也得到降低,工作效率也得到了提高,会使电气设备更加可靠安全。因此,很有必要对电气自动化节能设计技术进行研究。
二电气自动化节能的设计原则
1、符合实际经济效益的原则
以实际经济效益为电气节能效益的设计基础,不盲目的增加相关投资金额,对节能设备和材料进行选择时应该遵循科学合理的经济原则,从而使得节能增加的投资数目能够在较短的时间内通过节能运行而使得经济效益有所保障。
2、适用性原则
直观的说,就是为建筑物内良好人工环境的创设或维持提供必要的能源基础,例如一些建筑设备动力的提供以及符合用电设备对电能质量、负荷容量的要求的优化用电设计,实现其电能的合理利用。
3、节能性原则
节能重点要放在电气设备的电能损耗上,如变压器的功率损耗、输电线路的额外损耗等等。对其采取有效的节能措施,尽量减少或杜绝与建筑使用功效无关的电能损耗。
综合上述节能原则,大致可以将其设计重点概括为“功能满足,合理经济、技术超前运用”这几点。下面笔者将从节能措施入手,着重阐述如何能够合理的将节能技术运用到建筑工程设计当中。
三、电气自动化的节能设计技术
1、减少电能在线路上的传输损耗
实际的传输过程中,减少电能损耗最直接的方式就是减小电阻,节能设计最直接的目的就是要减少电能消耗,这样才会减少对电网的损害。这样所产生的功率损耗就会减少。然而线路上的电流是不能改变的,导线的电阻是与导线的截面积成反比,而与电导、导线长度成正比。因此,为了有效减少电能在线路上的传输损耗,就只有减小导线的电阻。减少导线的电阻就可以从以下几个方面入手:一是增大导线的横截面积。在各方面条件允许的情况下,尽量选择横截面积较大的导线,通过减小电阻减少损耗,达到节能的目的。二是为了使减少电能在来回的电路上的损失,选用电导率较小的材质做导线;三减小导线的长度;这一方面可以避免导线走回头路,以减少电能在来回的电路上的损失。在进行布线的时候让导线尽量走直路,避免过多的走弯路,从而减少导线的长度。四是变压器应该尽量接近负荷中心,从而减小供电距离。
2、合理选择变压器
变压器的选择关系到节能是否有效,因此,必须要合理慎重选择变压器。在设计选择变压器时,应该满足以下几点要求:一是为了使流过的三相电的电流保持平衡,应减少变压器本体损耗,最好采用一些诸如三相四线制供电、单相自动补偿设备、将单相用电设备均匀分接在三相电源上等有效的减少负荷不平衡的方法;二是变压器应选用节能型的,以大大减少变压器的有功功率损耗。合理选择变压器,就可以在一定程度上起到节能效果。
3、无功补偿
无功补偿是无功功率补偿的简称,作用是降低变压器上的输电消耗,提高效率。在电气自动化系统中,无功功率占有供配电设备的很大一部分容量,因此增大了线路的损耗,从而造成电网的电压下降,从而大幅度影响到电网的经济运行和电能质量。无功功率的直观表现为功率因数偏低,若功率因数小于0.9时,供电部门缴纳就会向用户收取一定比率的罚款,而对于用户而言,用户用电的成本也增高,经济效益也就下降了。因此,为了实现无功就地平衡,减少损耗,可以选用恰当的无功补偿设备,这样也能够有效提高经济和社会的双重效益。
在采用无功补偿设备对电力系统进行无功补偿时,对于无功补偿设备的要求有以下几点:一是为了有效的防止过补偿投切、振荡和无功倒送,在电容器的无功电流、功率参数、无功功率这些投切物理量中最好选择无功功率作为投切参数物理量。二是电容器容量的确定应该根据具体参数使用电容器补偿,如目标功率因數、配电电压的容量、负荷等等,通过对这些参数的计算来确定;三是因为以前的补偿电容组中电容器的分担方式、按编码配置的方式、投切开关的方式、按比例分配的方式等,都不能达到现在我们想要的补偿效果;为了达到良好的补偿效果,应该采用跟踪准确、集调节平滑、适应面广等优点为一体的模糊投切方式。
4、选择合适的电力电缆
在输配电系统中,电力电缆是至关重要的部分,在电力工程中占据很大的投资成本,而且在电力线路的维护和保修中,需要大量的资金支持。在选择电力电缆的时候,需要根据电流的密度和强度来决定电缆截面的设计,所以在电力电缆的材质选择上很关键。一般而言,电力电缆的材质因其特性和使用期限的影响,钢材和铝材是两种主要的材料。由于电气系统的建设本身是一个高投资的工程,所以电力电缆的设计也要考虑成本的投入。钢材和铝材相比较而言,铝电缆的成本稍微低一点,所以大多数的电气工程选择铝电缆。然而,除开成本的因素外,铜电缆的安全和节能性能却要优于铝电缆。由于铜电缆的截面较粗,所以价格偏高。因而,在不同电力电缆材料的选择方面,可以根据电气工程的具体情况进行合理的选择,在保障电气工程安全和节能的情况,选用铜电缆。
5、使用有源滤波器
由于电网中的非线性电压电流特性的电气设备的数量不断增加,因此也使产生的谐波电流也越来越多,而这些谐波电流在电网阻抗上与基波电压产生的电压重叠就会引起电压的畸变,从而造成电网联结与电气设备产生误动作。为了有效避免与电网联结电气设备的误动作,就必须消除谐波,而消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。概括起来,有源滤波器主要以下特性:具有优异的动态性能;反应快;能使功率范围更宽大等,能使无功补偿达到更好的效果。有源滤波器动作迅速,滤波功能较为彻底。它可以提高供电的可靠性,维持电气设备的正常运行,对设备起到了很好的保护作用。
6、高效光源
除了在电气自动化系统中采用变压器、无功补偿、有源滤波器等节能技术外。还可以采用高效光源节能,在家庭用户中照明用电占整体用电的很大一部分,因为高效光源具有光色好、发光率高、显色性能优异等优点,能从根本上节约能源。目前在许多公共场合对于高效光源的利用正在不断发展,和普通照明相比,高效光源更加明亮、适用、耐用,并可以充分起到节能的作用。由此,要不断地对电气自动化的节能设计技术进行研究,这不仅可为电气节能提供有力的技术保障,而且还将大大地促进电气节能高新技术的发展。
结束语
随着社会的不断进步,人们对节约能源越来越重视,目前更多的人在关注如何节约能源。目前,节约能源的重要性在我国已经认识较为深入,在节能技术研究方面投入了大量的物资和人力,在电气自动化方面也应用了节能设计技术,并且取得了较为理想的效果,从而促进了电气节能技术的发展。
参考文献
[1]于士国.电气自动化的节能设计技术分析[J].硅谷,2011.
[2]南淑娜,尹丽娜,苏立春.浅析电气自动化节能设计技术[J].华章,2012.
[3]张兰兰.电气自动化节能设计技术应用研究[J].科技致富向导,2012.