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摘 要:电气自动化系统的运行确保供电的安全可靠,并带来良好的经济效益和社会效益。随着城市电网和电力的扩大和增容,电网使用的压力加大,并随之产生了一些问题。所以在电力自动化的系统中加入节能的因素是必然的趋势。而电气自动化的节能技术现在还在发展阶段,不太成熟,所以必须重视该技术,并加大对该技术的研究运用,提高电力的工作效率,提升其稳定性,降低使用成本。
关键词:电气自动化;节能设计技术;研究
1 引言
本文针对电气自动化相关系统的节能设计技术做出了有关的探讨,但技术总是在不断变化进步的,研究不会止步不前,相应的结论也应在实践中逐步得到验证与改进。希望今后相关的技术能够取得更好的发展,能够为我国各项事业的发展提供更加优质便捷与环保的电力能源。
2 电气工程节能的重要性
2.1 环保约束要求节能
随着社会的发展,电已经成为人类生活中必不可少的商品。目前,火力发电是我国最主要的发电方式。火力发电消耗的是不可再生能源,会排放污染性气体,如SO2、NOx和有机污染物等气体污染物,严重影响了地球生态和生物多样性,对人类的生活和健康造成了较大影响。从环境保护方面考虑,对电气工程进行节能是必须的。
2.2 可持续发展要求节能
从1831年法拉第发现了电磁感应以来,人类进入了电器时代。100多年来,科学技术不断进步,电器设备也越来越多样化,新型设备的不断出现,也是对能源的一大挑战。如今,能源的短缺是全社会共同关注的重点问题,因此从科学发展、可持续发展等方面考虑,电气工程有必要进行节能设计。
2.3 社会进步要求节能
随着科学的不断发展,人们对于生活的标准越来越高,对日常生活的居住环境要求也在不断提高。随着对能源需求的不断增大,能源也越来越紧缺,要解决这个问题,就必须对电气工程采取节能措施。这不仅是适应时代的进步,满足现代生活的基本需求,而且通过电气工程自动化技术的节能创新,可以提高生活中各种电器的使用效率,达到减少能源消耗的目的,提升社会经济发展的质量。
3 电气工程节能的现状
3.1 电气工程自动化程度较低
电气工程自动化技术在我国工业生产中起着很重要的作用,提高了工业生产的效率。但从目前发展来看,在工业生产中,自动化的程度仍然落后于发达国家。我国现有的自动化技术往往只能完成自己独立的几项工作,而且这几项技术还需要通过多个设备共同协作才能完成。在整个电气自动化的过程中,不同环节之间的“交流”很少,这样就不能形成一个完整的自动化链,影响了整个大系统自动化的进程。
3.2 电气工程自动化耗能大
目前,我国对于电气自动化尚没有统一的标准,相关企业主要针对自身情况及利益考量进行设计开发,系统节能的考虑相对较少。这就导致了虽然我国现在发展十分迅速,但是面临的能源问题也十分严峻。相对于发达国家,我国的能源缺口仍很严重。如果国家对于各种自动化设备有严格的节能标准和要求,各企业大大增加节能投入,能源消耗的问题便会得到改善。
3.3 自动化的建设较为落后
目前,由于我们国家对于电气自动化没有统一的标准,企业内部的各项设备又是从不同的制造厂家进行采购的,而不同供应商的设备设计结构和标准往往各取所需,导致在设备运行的状况下,各厂家提供的设备零部件之间的信息传递不稳定,配合不够默契;导致企业内部的电气自动化没有很好的能力进行适应,从而影响电气自动化的建设。
4 电气自动化的节能设计技术研究
4.1 降低传输过程中的电能损耗
在电气领域和相关的电力传输系统当中,在传输过程中出现电能损耗几乎是无法避免的。由于导线中存在电阻,传输过程中会产生额外的热量,使电能转化为热能而散失,從而降低了传输效率。结合实际情况分析不难发现,在电能的传输环节当中,只有导线和电缆中的电阻是可以改变的,其余的线路内传输电流以及导线的形式都是固定不能改变的。因此,为了有效降低传输过程中的电能损失,就可以对导线中的电阻进行重新设计与优化,将传输途径中的不必要电能损耗降至最低。根据基本物理原理可知,影响导线电阻的相关因素主要有导线的横截面积、电导系数以及导线的长度,电阻会随着导线的长度增加而变大,随着截面积增加而减小。为了达到进一步减小导线电阻的目的,可以有针对性的对这些相关物理量进行改进与优化。可以在确定导线使用材料的时候挑选电导率较小的材料,降低电能损耗。还可以在电能传输的架网布线过程中科学有效的遵循最短路线的原则将导线尽量以直线形式布放,减少传输过程中导线的总长度,减小总体传输距离,从而有效减少传输过程中的电能损耗。
4.2 增大变压器电压
电能在传输过程中的效率与变压器有着直接关联。在电力系统当中,变压器主要担负着转换交流电压装置中的电流,电压和抗阻的作用。按照电磁感应原理,变压器在电能的输送过程当中其负载的电压值越低所带来的额外电能损耗也就越多,反之亦然。设计人员可以根据这一物理原理,在保证人们用电需求的基础上,将输电环节中的电压值进一步降低。提高变压器上的负载电压,可以使电压消耗按照电压与损耗电压成反比的原理而降低,从而确保电能输送全过程的高效率。要注意的是变压器的选择要以具备自动补偿功能和节能环保为原则。
4.3 科学使用无功补偿设备
电力系统当中变压器是耗电大户。有效降低变压器上的能源损耗是亟待解决的提高输电效率的关键性问题,可以挑选无功补偿设备来降低其电压损耗。无功补偿设备的科学合理利用不但能将供电效率提高,同时又可以达到节能降耗的效果。在无功补偿设备选择的过程当中,首要参考因素就是该设备的基本参数,综合考虑其电压容量以及电压负荷是否符合目前电力系统中的实际情况。如果将其应用于电力传输系统中,其是否能根据运行负荷和补偿线路切实有效的实现节能的目的。另一方面,要从整个系统的稳定性角度综合考虑有效补偿的可行性,根据安装设备的技术标准,合理科学的选用无功补偿设备,避免后期运行中故障和其他安全事故的出现。
4.4 充分利用太阳能,大力发展绿色能源,开展光伏产业
太阳能资源的开发和利用,实现了人类对于资源“取之不尽,用之不竭”的美好愿望。随着我国对太阳能资源经验的不断积累和创新,对太阳能资源的开发和利用技术也已经非常成熟。而我国西部地区地域辽阔,人烟稀少,阳光充足,这就为我国发展光伏产业提供了便利条件。光伏发电,就是使太阳光折射到硅材料上产生电流进行发电。而光伏产业,就是与光伏发电相关的产业,包括硅原材料生产、电池的生产、相关太阳能组件的生产、相关生产设备的制造等。因此可见,光伏产业不仅实现了光伏发电,满足人们对电力的不断需求,同时也促进了高新产业的研发与发展。光伏产业不同于传统的发电产业,太阳能资源不仅可以再生,还是绿色环保的资源,对我国环境的保护起到了重要的作用。所以,在电气自动化节能设计技术中利用太阳能光伏产业,能更好的节约电力资源,降低消耗,保护环境,实现企业与国家的可持续发展。
5 结语
随着国家对节能工作的越来越重视,随着电气设备生产技术的改进和节能减排意识的提高,电气工程的节能工作有了一定的成效。为了使电气工程进一步提高节能的效果,以适应社会需要,满足国家可持续发展的要求,应该加大节能力度,将节能的理念贯穿于整个用电过程。从生产到管理,从输送到使用,都应该以节能为目的,为合理利用资源做贡献。
参考文献
[1]严超乙.电气自动化节能技术分析[J].内燃机与配件,2017,05:128-129.
[2]许爽,蔡文婵.电气自动化的节能设计技术[J].科技创新导报,2017,10:7+9.
关键词:电气自动化;节能设计技术;研究
1 引言
本文针对电气自动化相关系统的节能设计技术做出了有关的探讨,但技术总是在不断变化进步的,研究不会止步不前,相应的结论也应在实践中逐步得到验证与改进。希望今后相关的技术能够取得更好的发展,能够为我国各项事业的发展提供更加优质便捷与环保的电力能源。
2 电气工程节能的重要性
2.1 环保约束要求节能
随着社会的发展,电已经成为人类生活中必不可少的商品。目前,火力发电是我国最主要的发电方式。火力发电消耗的是不可再生能源,会排放污染性气体,如SO2、NOx和有机污染物等气体污染物,严重影响了地球生态和生物多样性,对人类的生活和健康造成了较大影响。从环境保护方面考虑,对电气工程进行节能是必须的。
2.2 可持续发展要求节能
从1831年法拉第发现了电磁感应以来,人类进入了电器时代。100多年来,科学技术不断进步,电器设备也越来越多样化,新型设备的不断出现,也是对能源的一大挑战。如今,能源的短缺是全社会共同关注的重点问题,因此从科学发展、可持续发展等方面考虑,电气工程有必要进行节能设计。
2.3 社会进步要求节能
随着科学的不断发展,人们对于生活的标准越来越高,对日常生活的居住环境要求也在不断提高。随着对能源需求的不断增大,能源也越来越紧缺,要解决这个问题,就必须对电气工程采取节能措施。这不仅是适应时代的进步,满足现代生活的基本需求,而且通过电气工程自动化技术的节能创新,可以提高生活中各种电器的使用效率,达到减少能源消耗的目的,提升社会经济发展的质量。
3 电气工程节能的现状
3.1 电气工程自动化程度较低
电气工程自动化技术在我国工业生产中起着很重要的作用,提高了工业生产的效率。但从目前发展来看,在工业生产中,自动化的程度仍然落后于发达国家。我国现有的自动化技术往往只能完成自己独立的几项工作,而且这几项技术还需要通过多个设备共同协作才能完成。在整个电气自动化的过程中,不同环节之间的“交流”很少,这样就不能形成一个完整的自动化链,影响了整个大系统自动化的进程。
3.2 电气工程自动化耗能大
目前,我国对于电气自动化尚没有统一的标准,相关企业主要针对自身情况及利益考量进行设计开发,系统节能的考虑相对较少。这就导致了虽然我国现在发展十分迅速,但是面临的能源问题也十分严峻。相对于发达国家,我国的能源缺口仍很严重。如果国家对于各种自动化设备有严格的节能标准和要求,各企业大大增加节能投入,能源消耗的问题便会得到改善。
3.3 自动化的建设较为落后
目前,由于我们国家对于电气自动化没有统一的标准,企业内部的各项设备又是从不同的制造厂家进行采购的,而不同供应商的设备设计结构和标准往往各取所需,导致在设备运行的状况下,各厂家提供的设备零部件之间的信息传递不稳定,配合不够默契;导致企业内部的电气自动化没有很好的能力进行适应,从而影响电气自动化的建设。
4 电气自动化的节能设计技术研究
4.1 降低传输过程中的电能损耗
在电气领域和相关的电力传输系统当中,在传输过程中出现电能损耗几乎是无法避免的。由于导线中存在电阻,传输过程中会产生额外的热量,使电能转化为热能而散失,從而降低了传输效率。结合实际情况分析不难发现,在电能的传输环节当中,只有导线和电缆中的电阻是可以改变的,其余的线路内传输电流以及导线的形式都是固定不能改变的。因此,为了有效降低传输过程中的电能损失,就可以对导线中的电阻进行重新设计与优化,将传输途径中的不必要电能损耗降至最低。根据基本物理原理可知,影响导线电阻的相关因素主要有导线的横截面积、电导系数以及导线的长度,电阻会随着导线的长度增加而变大,随着截面积增加而减小。为了达到进一步减小导线电阻的目的,可以有针对性的对这些相关物理量进行改进与优化。可以在确定导线使用材料的时候挑选电导率较小的材料,降低电能损耗。还可以在电能传输的架网布线过程中科学有效的遵循最短路线的原则将导线尽量以直线形式布放,减少传输过程中导线的总长度,减小总体传输距离,从而有效减少传输过程中的电能损耗。
4.2 增大变压器电压
电能在传输过程中的效率与变压器有着直接关联。在电力系统当中,变压器主要担负着转换交流电压装置中的电流,电压和抗阻的作用。按照电磁感应原理,变压器在电能的输送过程当中其负载的电压值越低所带来的额外电能损耗也就越多,反之亦然。设计人员可以根据这一物理原理,在保证人们用电需求的基础上,将输电环节中的电压值进一步降低。提高变压器上的负载电压,可以使电压消耗按照电压与损耗电压成反比的原理而降低,从而确保电能输送全过程的高效率。要注意的是变压器的选择要以具备自动补偿功能和节能环保为原则。
4.3 科学使用无功补偿设备
电力系统当中变压器是耗电大户。有效降低变压器上的能源损耗是亟待解决的提高输电效率的关键性问题,可以挑选无功补偿设备来降低其电压损耗。无功补偿设备的科学合理利用不但能将供电效率提高,同时又可以达到节能降耗的效果。在无功补偿设备选择的过程当中,首要参考因素就是该设备的基本参数,综合考虑其电压容量以及电压负荷是否符合目前电力系统中的实际情况。如果将其应用于电力传输系统中,其是否能根据运行负荷和补偿线路切实有效的实现节能的目的。另一方面,要从整个系统的稳定性角度综合考虑有效补偿的可行性,根据安装设备的技术标准,合理科学的选用无功补偿设备,避免后期运行中故障和其他安全事故的出现。
4.4 充分利用太阳能,大力发展绿色能源,开展光伏产业
太阳能资源的开发和利用,实现了人类对于资源“取之不尽,用之不竭”的美好愿望。随着我国对太阳能资源经验的不断积累和创新,对太阳能资源的开发和利用技术也已经非常成熟。而我国西部地区地域辽阔,人烟稀少,阳光充足,这就为我国发展光伏产业提供了便利条件。光伏发电,就是使太阳光折射到硅材料上产生电流进行发电。而光伏产业,就是与光伏发电相关的产业,包括硅原材料生产、电池的生产、相关太阳能组件的生产、相关生产设备的制造等。因此可见,光伏产业不仅实现了光伏发电,满足人们对电力的不断需求,同时也促进了高新产业的研发与发展。光伏产业不同于传统的发电产业,太阳能资源不仅可以再生,还是绿色环保的资源,对我国环境的保护起到了重要的作用。所以,在电气自动化节能设计技术中利用太阳能光伏产业,能更好的节约电力资源,降低消耗,保护环境,实现企业与国家的可持续发展。
5 结语
随着国家对节能工作的越来越重视,随着电气设备生产技术的改进和节能减排意识的提高,电气工程的节能工作有了一定的成效。为了使电气工程进一步提高节能的效果,以适应社会需要,满足国家可持续发展的要求,应该加大节能力度,将节能的理念贯穿于整个用电过程。从生产到管理,从输送到使用,都应该以节能为目的,为合理利用资源做贡献。
参考文献
[1]严超乙.电气自动化节能技术分析[J].内燃机与配件,2017,05:128-129.
[2]许爽,蔡文婵.电气自动化的节能设计技术[J].科技创新导报,2017,10:7+9.