电气工程自动化节能环保技术研究
DOI: 10.12721/ccn.2024.157120, PDF, 下载: 23  浏览: 635 
作者: 张泽
作者单位: 中国水利水电第五工程局有限公司
关键词: 电气工程;自动化;节能环保技术
摘要: 随着国民经济的快速增长,电气工程自动化节能技术的应用已得到了普遍应用和发展。电气工程自动化对于整个工业技术的发展都有着不可取代的作用,但我们在这一良好的应用过程中除了高度关注安全性能以外,还必须从节约能源出发,使电气工程自动化尽可能少用能源,降低对环境的污染,并为使用者提供健康、舒适的工作及生活空间,最终实现我国节能电气的跨越式发展。

社会在不断发展,经济在不断进步,人们的生活水平也在逐渐提高。当前我国电气工程及其自动化在人们的日常生活中有着十分重要的地位,提高电气工程的自动化功能变得非常重要,同时还要重视其节能功能,加强节能设计,完善节能设备,工作人员要对电气工程及其自动化的节能设计进行深入的探讨和分析,并对其自动化和节能要点进行分析,以期提高电气工程的自动化效果,为以后的节能工作提供相应的基础和保障。

近年来,人们生活质量不断提高,科学技术也得到迅猛发展,人们对行业技术的要求也越来越高。电气工程及其自动化在不同行业领域都发挥出极大的作用,给人们的生活和工作带来极大的便利,也创造出更多的价值。但与此同时,人们也对其节能功能提出了更高的要求。在当前激烈的市场竞争中,电气工程要想取得优势的发展地位,就必须加大研究力度,对技术进行不断的改进,实现节能的合理效果,并尽可能降低工程施工的成本,真正适应各个行业的发展需求,为人们提供更大的便利,达到更完美的效果,实现电气工程的高质量发展,迈向更高一级的水平。

1 电气工程自动化节能环保设计原则

对于电气工程自动化中的节能技术而言,目前还处于发展阶段。在电气工程自动化系统中,要达到节能的目的,首先第一步必须做好系统供电中设备安全、安装可靠的设计。换而言之,在整个设计的过程中必须不断优化配电设计,促进电能合理利用;必须提高电气工程自动化系统的运行效率,减少电能的直接或间接损耗。只有这样,才能保证整个系统在设计与安装完成后使用时达到节能的作用,从而为其带来良好的社会效益和经济效益。

电气工程自动化是电气信息领域的一门新兴学科,它和人们的日常生活及工业生产有着密切联系。它在提高工作效率、运行成本、劳动生产率以及改善劳动条件等方面起着重要的作用。近年来,随着“绿色工业革命”的兴起,节能成为当前经济建设的重要目标。可以说,先进的自动化技术正是推动各行业节能减排的有效武器。未来全球经济发展的趋势是谁率先掌握节能的高新技术产业的主导权,谁将主导未来的全球经济。

对于电气工程自动化系统来说,由于城市电网的不断扩大,电力也不断增容,因此会使用很多的变频器、整流器等,而这样会造成大量的谐波产生,从而危害到电网。由此,为了消除谐波,从节能的方向考虑,电气工程自动化应主要从变压器、无功补偿、有源滤波器等技术上下功夫,可以利用减少电路的传输损耗、优选变压器、补偿无功、使用有源滤波器等方法来使电气系统在运行的过程中达到节能的目的。也只有这样,才能使电气工程自动化系统使用时达到节能的效果。

2 电气工程自动化节能环保设计技术

2.1 减少传输线路损耗

电能在传输的过程中,一般情况下由于导线上存在着电阻就会产生有功功率损耗。然而,线路上的电流是不能改变的,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。实际上,导线的电阻是与导线的截面积成反比,而与电导、导线长度成正比的。具体来说,要有效减少导线的电阻,就应该从以下几个方面入手:

(1)选用电导率较小的材质做导线,这样可以减少电能在来回的电路上的损失。

(2)减小导线的长度。这可以在进行布线时,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。

(3)变压器应该尽量接近负荷中心,从而减小供电距离。

(4)增大导线的横截面积。

2.2 变压器节能设计

变压器是电气工程自动化中的重要设备,其节能设计对于整个系统的节能效果具有重要影响。在选择变压器时,应该优先考虑节能型变压器,如S10、S11等型号的变压器,这些变压器不仅具备普通变压器的优点,而且具有良好的节能效果。同时,在对节能变压器进行应用时,应该确保接线方式的合理性,确保其功能的有效发挥,还应该尽可能避免变压器长期超载运行的情况,以免造成电能的浪费和变压器的磨损。

此外,变压器的配置也需要进行优化。一方面,应该根据实际需要对变压器容量进行明确,确保容量的合理性。若容量过大,容易导致变压器长期处于轻载状态,造成电能的浪费;若容量过小,则变压器长期过载运行,影响其使用寿命。通常来讲,在对变压器容量进行确定时,应该尽可能留出20%的冗余空间。另一方面,应该综合考虑扩容和可能出现的过度损耗的情况,尽可能避免使用多台变压器,以免造成资源的浪费。如果必须采用两台或者更多的变压器,应该采取并联措施,以提升变压器的安全性和可靠性,增加电力系统的功率因数。

2.3 无功补偿设备

在电气工程自动化系统中,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能质量和电网的经济运行。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社会和经济的双重效益。

具体而言,对无功补偿设备有以下几点要求:

(1)在使用电容器补偿时,电容器容量的确定应该根据具体参数,如目标功率因数、配电电压的容量、负荷等等,通过对这些参数的计算来确定。

(2)为了达到良好的补偿效果,应该采用集调节平滑、跟踪准确、适应面广等优点为一体的模糊投切方式。因为以前的补偿电容组中电容器的分担方式、投切开关的方式、按编码配置的方式、按比例分配的方式等,都不能达到良好的补偿效果。

(3)最好选择无功功率作为投切参数物理量,以有效防止投切振荡、无功倒送等情况的发生。

(4)无功补偿装置最好就地安装,实行就地补偿,这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能的目的。

2.4 有源滤波器

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。误动作主要是由于电气设备数量的增加,产生的谐波越来越多,又由于这些谐波电流在电网阻抗上产生的电压与基波电压重叠,就会引起电压的畸变,从而造成电气设备产生误动作。

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。一般情况下,采用有源滤波器对产生的谐波进行过滤,在电气设备误操作之前就能够将其阻止,使电气设备的运行更加有效率,从而达到节能的目的。

3 结束语

除了在电气工程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等其他的形式来进行节能,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。

要不断地对电气工程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。随着社会的进步和电力技术的发展,电气工程自动化的节能技术在今后的使用会越来越广泛,而今后研究的节能技术也将会朝着更好的方向发展。

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