電氣自動化節(jié)能設(shè)計技術(shù)綜述
時間:2022-01-15 03:32:33
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當前我國能源仍處在相對緊張條件下,其中電氣自動化屬于相對重要的電氣工程,所以,應(yīng)該對節(jié)能技術(shù)進行發(fā)展,做好節(jié)能設(shè)計技術(shù)有關(guān)工作,這樣既能提升節(jié)能效果,還能改進電氣自動化總體水平。電氣自動化主要是以信息技術(shù)為重要基礎(chǔ),并由電力技術(shù)進行輔助,其中與傳統(tǒng)電氣工程進行比較,其擁有較高效率,還能對人力予以節(jié)省,從而提升效益?,F(xiàn)階段國內(nèi)仍經(jīng)歷著能源短缺問題,因此,電氣自動化是否能實現(xiàn)節(jié)能減排尤為重要,在此背景下,必須對節(jié)能設(shè)計技術(shù)予以改進,這樣既能減少整體能源消耗,還能讓電氣自動化達到良性發(fā)展。
1電氣自動化節(jié)能設(shè)計技術(shù)的重要性
電氣自動化應(yīng)該是電氣信息領(lǐng)域中比較先進的學科,其既能改善電氣領(lǐng)域工作效率,還能讓電氣企業(yè)運營成本逐漸降低,達到提升效益目的。當前城市化建設(shè)有了很大進步,使得節(jié)能環(huán)保開始成為現(xiàn)代經(jīng)濟主要發(fā)展思路,并且在低碳生活中占據(jù)較大比重,其中電氣自動化屬于國內(nèi)重要電氣產(chǎn)業(yè),所以,必須對新能源予以開發(fā)以及利用,在這個過程中,應(yīng)該強化節(jié)能減排技術(shù)方面推廣,一方面能讓低碳經(jīng)濟得到實現(xiàn),另一方面能對能源短缺等相關(guān)問題進行解決,從而推動各領(lǐng)域發(fā)展。電能是提高現(xiàn)代人類生存質(zhì)量不可缺少的能源之一,也是人類社會生存和發(fā)展的的物質(zhì)基礎(chǔ)。節(jié)約電能就是節(jié)能的重要內(nèi)容,對于我國以火力發(fā)電為主的國情來說,節(jié)約電纜就是節(jié)約了大量的煤炭,減輕了對生態(tài)環(huán)境的損害。電氣自動化節(jié)能技術(shù)就是滿足基本需求的情況下盡可能減少電能的損耗,通過合理的自動化節(jié)能設(shè)計實現(xiàn)最少的電能損耗滿足最大的用電需求和控制需求。與此同時,應(yīng)該借助節(jié)能技術(shù)讓整個能源消耗慢慢減少,這樣既能降低當前污染物排放量,還能強化對環(huán)境的保護,借此緩解環(huán)境污染等相關(guān)危機,從而提升生活質(zhì)量,讓電氣自動化得到進一步發(fā)展。當前正處在低碳經(jīng)濟這一背景下,所以電氣自動化更應(yīng)該著力發(fā)展節(jié)能技術(shù),對其有效設(shè)計,這樣在減少污染物整體排放量的同時,能夠讓新能源實現(xiàn)有效開發(fā),從而順應(yīng)時代總體發(fā)展潮流。
2電氣自動化節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循的原則
首先,安全性原則。在對節(jié)能技術(shù)進行設(shè)計時,需要考慮電氣安全性,盡管節(jié)能屬于技術(shù)設(shè)計的主要焦點,但更離不開安全性,只有保障電氣自動化安全的前提下,才能讓電氣各設(shè)備予以穩(wěn)定運行,進而讓企業(yè)有關(guān)目標順利實現(xiàn)。需要注意的是,電氣自動化更是為用戶服務(wù),所以在設(shè)計時,必須確保居民能夠正常用電,或者工業(yè)可以正常生產(chǎn),這樣在展現(xiàn)節(jié)能效用的同時,避免影響工業(yè)生產(chǎn)或者人們生活。有的技術(shù)人員過于關(guān)注節(jié)能作用,忽視了基本使用性,如果節(jié)能技術(shù)有著較強的節(jié)能效果,但不能滿足用電需求,也無法讓設(shè)備或者電器穩(wěn)定運行,也將失去節(jié)能技術(shù)作用。也就是說,節(jié)能是要有前提的。因此設(shè)計時,應(yīng)該做好安全性以及實用性等相關(guān)工作,提升技術(shù)水平。其次,先進性原則。在新時期,節(jié)能技術(shù)也得到很大提升,因此在開展節(jié)能設(shè)計工作時,必須對新技術(shù)予以關(guān)注,時刻把握最新技術(shù)動態(tài),這樣既能對新技術(shù)的先進性進行借鑒,還能改善節(jié)能效果。另外,由于電氣節(jié)能設(shè)計主要是對能源使用率進行改善,讓企業(yè)綜合效益日益提升的同時,應(yīng)該增強節(jié)能設(shè)計技術(shù)總體水平,電氣自動化節(jié)能設(shè)計能否真正達到最佳效果,還需要在企業(yè)的管理上形成有效的節(jié)能體質(zhì),提高企業(yè)用電的節(jié)能意識?;诖?,在節(jié)能設(shè)計時,可以選擇經(jīng)濟性較高并且相對安全的材料,這樣既能避免電氣產(chǎn)品出現(xiàn)老化,還能讓能源達到循環(huán)使用效果。再則,經(jīng)濟性原則。對于企業(yè)來講,節(jié)能是一方面,經(jīng)濟和效益是一方面。故在電氣自動化節(jié)能設(shè)計時,要綜合考慮前面兩個原則和經(jīng)濟性原則,節(jié)能設(shè)計在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上的經(jīng)濟投入能夠在短期內(nèi)回收,為節(jié)能而花費發(fā)投資可以在2~5年內(nèi)收回。節(jié)能設(shè)計需要考慮影響設(shè)備使用壽命所產(chǎn)生的費用。同時電氣自動化節(jié)能設(shè)不應(yīng)引起其他費用提高和增加額外工作。最理想的節(jié)能設(shè)計是既節(jié)能又不增加其他工作量。
3電氣自動化節(jié)能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用策略
3.1合理選擇變壓器。變壓器屬于電氣工程較為重要成分,其不僅負責電壓以及電流的轉(zhuǎn)換,還關(guān)系到電氣自動化系統(tǒng)能否實現(xiàn)正常運行。其中在對變壓器進行使用時,會讓電氣系統(tǒng)消耗一定能源,盡管變壓器沒有工作,處在空載狀態(tài)下,也會使能源發(fā)生一定消耗,因此做好變壓器選擇工作尤為重要,只有確保變壓器得到科學選擇,才能對變壓器質(zhì)量予以保障,從而達到節(jié)能目的。選擇變壓器及配套設(shè)施時,在計算節(jié)能效果時應(yīng)考慮銅損和配套設(shè)備的電氣操作壽命,及維護費用等。在這個過程中,需要對變壓器材料予以改進,使其得到創(chuàng)新,這樣既能減少材料成本,還能讓變壓器保持運行狀態(tài)下進行穩(wěn)定工作,以此實現(xiàn)節(jié)能效果。另外,科學技術(shù)日益開始進步,使得節(jié)能變壓器也開始受到關(guān)注,因此,對電氣自動化來說,應(yīng)該對這些節(jié)能變壓器進行開發(fā)利用,從而投入到電氣工程中,實現(xiàn)節(jié)能目的。3.2降低電能傳輸損耗。電能傳輸過程往往會發(fā)生一定損耗,其中如果線路設(shè)計出現(xiàn)不合理,或者輸電線質(zhì)量較差,也會讓電能出現(xiàn)嚴重損耗?;诖?,降低電能傳輸期間損耗非常重要,首先,應(yīng)該結(jié)合電氣工程具體建設(shè)情況,做好輸電線路設(shè)計以及規(guī)劃任務(wù),并對輸電線予以科學選擇,確保輸電線質(zhì)量達標,然后對其定期維護,這樣既能延長輸電線使用壽命,還能減少線路建設(shè)總體成本。其次,在對線纜進行選擇時,應(yīng)該選擇那些傳輸能力相對較強的線纜,一方面能避免電能傳輸時出現(xiàn)較大損耗,另一方面能改進節(jié)能質(zhì)量。需要注意的是,在對纜線鋪設(shè)時,需要其盡量保持直線,同時選擇橫截面積相對較大的纜線,這樣既能減少纜線電阻,還能對纜線損耗予以控制,以此達到節(jié)約能源目的。再則,應(yīng)將變壓器設(shè)置在負荷中心,減少線路的供電半徑,以減少纜線電阻。減少電壓降損失,既達到了提供供電質(zhì)量的目的又實現(xiàn)了自動化節(jié)能的要求。3.3采用無功補償技術(shù)。電氣自動化設(shè)備中往往有諸多無功功率,使得配網(wǎng)線路出現(xiàn)較大線損率,進而造成電能質(zhì)量逐漸下降。所以,電力企業(yè)常常為了達到正常供電電壓,會增加電能供應(yīng),使其滿足設(shè)備運行有關(guān)需求,需要注意的是,該種方式會讓資源發(fā)生浪費,影響電力企業(yè)發(fā)展。在此背景下,必須對無功補償設(shè)備進行使用,把其應(yīng)用在配網(wǎng)線路中,這樣既能讓無功功率實現(xiàn)平衡,還能讓電網(wǎng)線路損耗逐漸降低,進而實現(xiàn)節(jié)能目標。無功補償技術(shù)主要目的是提高功率因素來減少電能損耗。優(yōu)點如下:(1)提高功率因數(shù)可以減少線路損耗。在設(shè)備功率一定的情況下,功率因數(shù)越高,線纜功率損耗越低。(2)提高功率因數(shù)減少變壓器的銅損。變壓器的功率損耗主要包含鐵損和銅損。提供變壓器二次側(cè)的功率因數(shù),可使總的負荷電流減少,從而減少銅損。(3)提高功率因數(shù)可以減少線路及變壓器的電壓損失。由于提高了功率因數(shù),減少了無功電流,因而減少了線路及變壓器的電流,從而減少了電壓降。(4)提高功率因數(shù)可以增加發(fā)配單設(shè)備的供電能力。由于提高了功率因素,供給同一負載功率多需要的視在功率及負荷電流均減少,所以,對現(xiàn)有設(shè)備而言,變壓器容量和電纜截面就有了富裕。另外,在使用該技術(shù)時,應(yīng)該注意幾個問題,首先,電容器補償時,必須讓技術(shù)人員了解電容器有關(guān)參數(shù)信息,比如電壓容量以及負荷值等。其次,在無功補償時,需要對電網(wǎng)線路具體運行情況予以分析,這樣既能對補償需求進行有效明確,還能選擇恰當設(shè)備,提升節(jié)能效果。其中如果配網(wǎng)線路負荷出現(xiàn)較低時,通常會選擇靜態(tài)無功補償這一設(shè)備,從而增強補償效果。如果配網(wǎng)負荷相對較大時,一般會選用動態(tài)補償設(shè)備,不但能對線路或者設(shè)備予以實時監(jiān)測,還能對補償值進行及時調(diào)整,以此確保補償效果。3.4科學使用有源濾波器。為了避免電氣設(shè)備出現(xiàn)失誤,應(yīng)該對諧波予以關(guān)注,其中使用有源濾波器屬于較為有效方法。失誤動作通常是由于電氣設(shè)備數(shù)量持續(xù)增加,從而出現(xiàn)很多諧波,并且受電網(wǎng)阻抗影響,使得這些諧波產(chǎn)生電壓重復(fù)這一情況,進而造成電壓出現(xiàn)畸變。但對有源濾波器進行使用,能夠避免失誤動作出現(xiàn),具體來說,有源濾波器擁有很強的動態(tài)性能,同時反應(yīng)速度也較快,可以讓功率范圍得到開拓,進而達到無功補償效果。另外,如果能對有源濾波器予以科學使用,一方面能對一連串諧波進行有效過濾,另一方面能減少設(shè)備失誤幾率,從而讓電氣設(shè)備擁有良好運行效率,借此實現(xiàn)節(jié)能目標。3.5使用光伏技術(shù)。在新時期,國內(nèi)光伏技術(shù)也得到一定提升,同時光伏設(shè)備以及光伏電池開始向自動化等有關(guān)方向發(fā)展,如果把該技術(shù)用在電氣系統(tǒng)中,不僅能讓光能有效轉(zhuǎn)化為電能,還能為電氣設(shè)備做出相應(yīng)準備,提供能源方面支撐。并且應(yīng)用光伏技術(shù)能夠讓傳統(tǒng)電能使用率逐漸降低,避免出現(xiàn)大量污染物排放,從而達到節(jié)能環(huán)保等有關(guān)發(fā)展目標。近幾年,國內(nèi)出臺了諸多政策以及法規(guī),一方面要求各領(lǐng)域必須增強節(jié)能意識,同時優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),另一方面要降低能源使用,從而減少環(huán)境污染。光伏技術(shù)分為太陽熱發(fā)電技術(shù)和太陽光發(fā)電技術(shù)。太陽熱發(fā)電技術(shù)由光熱轉(zhuǎn)換和熱力循環(huán)兩部分過程。主要是采取提高熱能量轉(zhuǎn)換出電能的效率達到節(jié)能的目的。自動化節(jié)能主要從材料及控制方式上考慮。太陽光發(fā)電系統(tǒng)包含太陽能電池板、蓄電池、充放電控制單元等組成。節(jié)能設(shè)計應(yīng)充分考慮經(jīng)濟性與節(jié)能效率等因素。在節(jié)能設(shè)計時,既要做好節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新工作,還要改善人們節(jié)能意識,這樣在對行為習慣進行規(guī)范的同時,可以提升節(jié)能效果,進而改進電氣系統(tǒng)總體運行效率。
在新形勢下,促使電氣節(jié)能設(shè)計變得愈加重要,所以,在開展電氣自動化各項工作時,必須落實好節(jié)能設(shè)計,一方面能減少電力消耗,另一方面能提升電力運輸以及配電能力,實現(xiàn)節(jié)能目的。
作者:秦紅紅 單位:昌吉職業(yè)技術(shù)學院