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【摘 要】 随着社会经济的快速发展，科学技术的不断进步，我国的能源消耗也大量增加，节能已成为我国在社会发展中的重要任务。因此在电气自动化系统中，必须要进行节能设计，响应国家的号召，从而提高自动化系统的运行效率，降低能耗。本文主要分析了电气自动化节能设计与技术，希望能为大家提供借鉴。
【关键词】 电气自动化；节能设计；技术
随着社会经济的不断进步，电气自动化系统也会随着社会的发展而更加完善，当前，电气自动化系统中的节能技术还处在发展的初级阶段，我们必须要从节约能源出发，尽量减少能源消耗和对环境所造成的污染，为使用者提供舒适健康的生活工作环境，实现中国电气节能的跨越式发展，电力技术正处在飞速发展的时期，电气自动化中的节能设计技术也会越来越受到社会的重视，只有不断对配电设计进行优化处理，加强电力的合理利用，提高电气自动化设计系统的运行效率，才能间接或直接地降低损耗，保证在设计和运行的过程中起到节能的作用。
一、电气自动化的设计理念
1、远程监控。远程监控的特点有：节省了大量的安装费用、节约了大量的原材料以及电缆、具有较高的可靠性等，但是现场的总线通讯速度非常低，很容易导致相对通讯量较大，所以，这种方式不适合应用在电气自动化规模比较大场所。
2、集中监控。对于这种运行方式的维护工作比较好做，对控制站的保护工作要求也不高，同时对于自动化的设计工作也非常容易。但是如果需要处理的信息量非常巨大，也会影响其处理速度。
3、总线监控。这种方式已经广泛的应用在自动化系统中，其智能化的发展也相对比较快速，为网络控制系统的应用提供了前提条件。此外，其功能也相对比较独立，具有很高的灵活性。
二、电气自动化的设计原则
1、提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗
在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高电源的综合利用率，提高设备运行效率、减少电能的间接或直接损耗。
2、合理调整负荷，选取合理的设计系数，提高负荷率和设备利用率
在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率节约电能。
三、电气自动化的节能设计技术
1、降低电能的传输消耗
电能传输时，因为导线有电阻从而会产生有功功率的消耗。但是线路上的电流是不变的，所以，为了降低电能在线路上的传输消耗，只能降低导线的电阻。事实上，导线的电阻和导线的截面积之间的关系是成反比关系，而和电导、导线长度成之间成正比关系。即要想降低导线的电阻，就必须从如下几方面着手：首先，选择电导率比较小的材质当作导线，从而降低电能在电路上的消耗；其次，缩短导线的长度。从而在布线的时候，让导线尽可能走直路，以免过走的弯路太多，以缩短导线的长度；最后，变压器尽可能接近负荷中心，以缩短供电的距离。其四，加大导线的横截面积。所选择的导线的横截面积尽可能大一些，利用降低电阻减少消耗，实现节能的目标。
2、无功补偿
电力系统在运行的过程中会产生一部分的无功功率，这样不仅对整个传输线路造成了损耗，也降低了整个电网的电压，从而在一定程度上对电能的质量以及经济运行产生了影响。而对于使用者来说，无功功率直接表现在功率因子方面，当功率因子达不到供电部门所规定的数值时，使用者就要缴纳相应的罚款，这样不仅增加了使用者的成本，也在一定程度上降低了经济效益。为了解决这一问题，我们要选择合适的无功补偿设备来平衡无功功率，最大限度的缩减无功功率的损耗，提高功率因子，保证电能质量，从而达到稳定电压的目的。使用无功补偿设备时，有以下几点要求：
（1）在利用电容器进行无功补偿时，电容器容量要根据配电电压的整体容量、负荷能力、平衡度、自然功率以及功率因子等数据的计算来确定。如果在电容器进行无功补偿的过程中产生了不必要的谐波，就要利用电抗器的串联来清除电力在传输过程中产生的谐波。
（2）为了避免投切振荡、过补偿以及无功倒送的现象出现，在一些相关参数的选择方面最好选择无功功率。
（3）传统电容器的分担形式与投切开关的形式大多数都是利用等容量分组和循环投切的方式，后来经过不断的改革，开始利用等比例分配、按级投切等方式，但这些方式都不能达到我们理想中的效果。因此，通过不断的创新，利用模糊投切的方式，这种投切方式的适应面极广，且效果显著，能最大限度的达到我们理想中的补偿效果。
3、有源滤波器
整个电力系统在运行过程中由于电气设备数量的不断增多，会产生大量的谐波电流，当这些谐波电流产生的电压与正常电压相遇后就会产生电压畸变，从而导致电网连接的电气设备发出误动作。为了解决这样的问题就要避免谐波的出现，而目前避免谐波出现最有效的解决方法就是使用有源滤波器。而有源滤波器有以下的特征，例如：反应快，具备良好的动态性能，在无功补偿设备的辅助下可以避免谐波的出现，使功率因子能够达到规定的数值；三项补偿的谐波电流在有源滤波器的前提下可以同时清除3-50次的谐波；有源滤波器采用的是并联的运行模式，这样的运行模式可以扩大功率范围。利用有源滤波器清除滤波时，在进行误动作操作之前进行阻止，这样会提高电气设备的运行效率，促使无功补偿设备最大限度的发挥出它的作用，从而实现节能。
4、变压器的节能设计
变压器是电力自动化工程中的重要设备，承担着转换电压、电流和功率的重要作用。变压器是耗能的大户，当变压器处于空载运行状态时，低压系统的能源损耗绝大部分是变压器自身的运行损耗。因此，变压器的节能设计是否合理是整个电力工程节能设计的关键环节。通常，变压器的节能设计要从下面几个环节来考虑：
（1）减少变压器的型材损耗。例如，变压器用的硅钢片、钢材、铜线和绝缘材料、绝缘子和变压器油等都是正常变压器所构成所必备的材料，这些材料的设计选择如果不合理，要消耗供电系统的大量电能，若是本着厉行节约的理念，在满足变压器工作要求的前提下，周密合理地选择材料和运行介质，可为电力工程间接地节约施工成本和节约电能。
（2）为了能使变压器降低电能的损耗，而配电线路与配电柜，要尽量采用铜材并选择换位导线的措施，基于降低变压器的空载损耗考虑，应降低磁密并应尽量的选取冷轧用的高质硅钢片，在满足设备运行要求的条件下，尽量采用较薄的硅钢片，达到节能的目的。
（3）变压器的选择。目前S11和S10均是为了节能设计的要求而进行量身打造的，此种变压器不仅继承了原有变压器的优点，还具有高效的节能特性，从生产长期运行来看，节能效果比较显着，可作为节能设计的首选变压器。同时，设计时，要注意选择合理的变压器接线方式，合理的接线方式对节能的影响也十分重要，同时，在变压器的生产运行期间，不应让变压器长期超载运行，使得变压器处于超温运行状态，这样不仅加速变压器的老化，同时也增加了变压器的电能损耗。
四、结语
节能社会发展的趋势，在电气自动化系统进行节能设计，降低电气自动化系统所需的能耗，提高系统的运行效率，也能够在一定程度上起到保护环境的效果。为此，就需要我们不断的进行优化设计，改进和完善节能技术，希望通过我们的不懈努力，可以使电气自动化系统的节能技术发展的更加完美。
参考文献：
[1]黄光苠.浅谈电气自动化工程节能技术设计[J].建材与装饰，2014，（9）.
[2]邹畺.探讨电气自动化的节能设计与技术的合理应用[J].江西建材，2012，（6）.
[3]郝岗，孙瑞娜.电气自动化的节能设计技术[J].建筑工程技术与设计，2014，（12）.
【关键词】 电气自动化；节能设计；技术
随着社会经济的不断进步，电气自动化系统也会随着社会的发展而更加完善，当前，电气自动化系统中的节能技术还处在发展的初级阶段，我们必须要从节约能源出发，尽量减少能源消耗和对环境所造成的污染，为使用者提供舒适健康的生活工作环境，实现中国电气节能的跨越式发展，电力技术正处在飞速发展的时期，电气自动化中的节能设计技术也会越来越受到社会的重视，只有不断对配电设计进行优化处理，加强电力的合理利用，提高电气自动化设计系统的运行效率，才能间接或直接地降低损耗，保证在设计和运行的过程中起到节能的作用。
一、电气自动化的设计理念
1、远程监控。远程监控的特点有：节省了大量的安装费用、节约了大量的原材料以及电缆、具有较高的可靠性等，但是现场的总线通讯速度非常低，很容易导致相对通讯量较大，所以，这种方式不适合应用在电气自动化规模比较大场所。
2、集中监控。对于这种运行方式的维护工作比较好做，对控制站的保护工作要求也不高，同时对于自动化的设计工作也非常容易。但是如果需要处理的信息量非常巨大，也会影响其处理速度。
3、总线监控。这种方式已经广泛的应用在自动化系统中，其智能化的发展也相对比较快速，为网络控制系统的应用提供了前提条件。此外，其功能也相对比较独立，具有很高的灵活性。
二、电气自动化的设计原则
1、提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗
在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高电源的综合利用率，提高设备运行效率、减少电能的间接或直接损耗。
2、合理调整负荷，选取合理的设计系数，提高负荷率和设备利用率
在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率节约电能。
三、电气自动化的节能设计技术
1、降低电能的传输消耗
电能传输时，因为导线有电阻从而会产生有功功率的消耗。但是线路上的电流是不变的，所以，为了降低电能在线路上的传输消耗，只能降低导线的电阻。事实上，导线的电阻和导线的截面积之间的关系是成反比关系，而和电导、导线长度成之间成正比关系。即要想降低导线的电阻，就必须从如下几方面着手：首先，选择电导率比较小的材质当作导线，从而降低电能在电路上的消耗；其次，缩短导线的长度。从而在布线的时候，让导线尽可能走直路，以免过走的弯路太多，以缩短导线的长度；最后，变压器尽可能接近负荷中心，以缩短供电的距离。其四，加大导线的横截面积。所选择的导线的横截面积尽可能大一些，利用降低电阻减少消耗，实现节能的目标。
2、无功补偿
电力系统在运行的过程中会产生一部分的无功功率，这样不仅对整个传输线路造成了损耗，也降低了整个电网的电压，从而在一定程度上对电能的质量以及经济运行产生了影响。而对于使用者来说，无功功率直接表现在功率因子方面，当功率因子达不到供电部门所规定的数值时，使用者就要缴纳相应的罚款，这样不仅增加了使用者的成本，也在一定程度上降低了经济效益。为了解决这一问题，我们要选择合适的无功补偿设备来平衡无功功率，最大限度的缩减无功功率的损耗，提高功率因子，保证电能质量，从而达到稳定电压的目的。使用无功补偿设备时，有以下几点要求：
（1）在利用电容器进行无功补偿时，电容器容量要根据配电电压的整体容量、负荷能力、平衡度、自然功率以及功率因子等数据的计算来确定。如果在电容器进行无功补偿的过程中产生了不必要的谐波，就要利用电抗器的串联来清除电力在传输过程中产生的谐波。
（2）为了避免投切振荡、过补偿以及无功倒送的现象出现，在一些相关参数的选择方面最好选择无功功率。
（3）传统电容器的分担形式与投切开关的形式大多数都是利用等容量分组和循环投切的方式，后来经过不断的改革，开始利用等比例分配、按级投切等方式，但这些方式都不能达到我们理想中的效果。因此，通过不断的创新，利用模糊投切的方式，这种投切方式的适应面极广，且效果显著，能最大限度的达到我们理想中的补偿效果。
3、有源滤波器
整个电力系统在运行过程中由于电气设备数量的不断增多，会产生大量的谐波电流，当这些谐波电流产生的电压与正常电压相遇后就会产生电压畸变，从而导致电网连接的电气设备发出误动作。为了解决这样的问题就要避免谐波的出现，而目前避免谐波出现最有效的解决方法就是使用有源滤波器。而有源滤波器有以下的特征，例如：反应快，具备良好的动态性能，在无功补偿设备的辅助下可以避免谐波的出现，使功率因子能够达到规定的数值；三项补偿的谐波电流在有源滤波器的前提下可以同时清除3-50次的谐波；有源滤波器采用的是并联的运行模式，这样的运行模式可以扩大功率范围。利用有源滤波器清除滤波时，在进行误动作操作之前进行阻止，这样会提高电气设备的运行效率，促使无功补偿设备最大限度的发挥出它的作用，从而实现节能。
4、变压器的节能设计
变压器是电力自动化工程中的重要设备，承担着转换电压、电流和功率的重要作用。变压器是耗能的大户，当变压器处于空载运行状态时，低压系统的能源损耗绝大部分是变压器自身的运行损耗。因此，变压器的节能设计是否合理是整个电力工程节能设计的关键环节。通常，变压器的节能设计要从下面几个环节来考虑：
（1）减少变压器的型材损耗。例如，变压器用的硅钢片、钢材、铜线和绝缘材料、绝缘子和变压器油等都是正常变压器所构成所必备的材料，这些材料的设计选择如果不合理，要消耗供电系统的大量电能，若是本着厉行节约的理念，在满足变压器工作要求的前提下，周密合理地选择材料和运行介质，可为电力工程间接地节约施工成本和节约电能。
（2）为了能使变压器降低电能的损耗，而配电线路与配电柜，要尽量采用铜材并选择换位导线的措施，基于降低变压器的空载损耗考虑，应降低磁密并应尽量的选取冷轧用的高质硅钢片，在满足设备运行要求的条件下，尽量采用较薄的硅钢片，达到节能的目的。
（3）变压器的选择。目前S11和S10均是为了节能设计的要求而进行量身打造的，此种变压器不仅继承了原有变压器的优点，还具有高效的节能特性，从生产长期运行来看，节能效果比较显着，可作为节能设计的首选变压器。同时，设计时，要注意选择合理的变压器接线方式，合理的接线方式对节能的影响也十分重要，同时，在变压器的生产运行期间，不应让变压器长期超载运行，使得变压器处于超温运行状态，这样不仅加速变压器的老化，同时也增加了变压器的电能损耗。
四、结语
节能社会发展的趋势，在电气自动化系统进行节能设计，降低电气自动化系统所需的能耗，提高系统的运行效率，也能够在一定程度上起到保护环境的效果。为此，就需要我们不断的进行优化设计，改进和完善节能技术，希望通过我们的不懈努力，可以使电气自动化系统的节能技术发展的更加完美。
参考文献：
[1]黄光苠.浅谈电气自动化工程节能技术设计[J].建材与装饰，2014，（9）.
[2]邹畺.探讨电气自动化的节能设计与技术的合理应用[J].江西建材，2012，（6）.
[3]郝岗，孙瑞娜.电气自动化的节能设计技术[J].建筑工程技术与设计，2014，（12）.