摘要：伴随着电气自动化技术的不断发展，人们对于电气自动化设备的需求也不断提高，而由此而来的资源消耗问题也引起了人们的关注。尤其在近几年，电气自动化节能设计已经成为社会各界关注的焦点，通过加强节能设计技术的一些措施，选择消耗低的相关设备元件，积极创新电气自动化新能源的使用，全面推动电气自动化的节能技术发展。
关键词：电气自动化；节能设计；技术
1 引言
长期以来，人们对于电气自动化的技术发展非常关注，电气自动化设备对于电能等能源的消耗问题严重。发展至今，电气能源供给严重不足，再加上一些电气自动化设备没能得到更新和维护，断电和费电等现象严重。绿色节能理念的提出与不断深入，电气自动化节能设计逐渐受到重视。下文就电气自动化绿色节能设计的具体措施进行研究。
2 电气自动化节能技术设计
2.1 减少电力传输过程的损耗
电能通常由地处偏远的电厂产生，在到达负荷中心前需要经过架空线或者电缆等导线进行传输。由于导线电阻以及电抗的存在，传输过程中会产生一定量的功率损耗，包括有功和无功功率损耗。根据电路原理，要想减小这部分损耗就需要减小导线阻抗，或者增大电网的运行电压。就导线本身的优化而言，由于导线的电阻是和其横截面积成反比的，因此可以通过增大导线线径的方法减小电阻进而减小有功功率损耗。但是较粗的导线意味着导线成本的提高，另外由于重量以及体积的增大，给安装施工以及后续维护以及更换带来麻烦。所以通过科学的评价方法选择合适的导线线径对于电气自动化的节能设计具有非常重要的意义。在减小导线阻抗方面，还可以选择电阻率较小材料的导线，例如用铜线代替铝线，不过这同时也意味着成本的增加。在线路走线方面，尽量避免走弯路，这样可以减小输电线路的长度，也可以起到减小线路阻抗的目的。总体来考虑，减少电力传输工程中能源损耗的方法就是使用单位阻抗小的导线作为传输通道、优化线路走线，但是需要权衡投入，使得投入和损耗最小，电能产出最大，达到真正意义上的节能减排。
2.2 变压器节能技术
变压器作为电气自动化系统中的常用电力设备，在输电以及配电系统中起着至关重要的作用。在实际使用过程中，变压器中的线圈由于存在电阻也会产生有功损耗，称为铜耗；组成变压器磁路的铁磁材料也会产生铁耗，这些损耗都不利用电能的高效传输。对于电力变压器的技能设计而言，有效降低其空载损耗、负载过程的铜耗以及铁耗是节能设计的方向。具体措施比如优化线圈的绕线结构、采用阻值较小的漆包线、使用性能优良的铁磁材料等。在解决了变压器自身损耗的基础上，合理配置其接线形式，提高电能质量，也可以从负载角度提高电能利用效率。
2.3 有源滤波器对于节能的积极意义
有源电力滤波器是针对电力系统中的谐波而提出的电力装置。近年来，随着电力电子型非线性负载在电网中的大量使用，系统的电压中出现了大量谐波。谐波的存在使得电能质量变差，对用户产生很大的影响，同时也会造成不必要的电能损耗。电网中的谐波会导致电压变化不正常，可能会引发系统误操作，影响到各种电机的正常使用。随着半导体功率器件技术的进步，利用有源电力滤波器来消除电力系统中的谐波成为解决谐波问题的重要方案。相比传统无源滤波器，利用有源电力滤波器可以更大程度消除谐波，减少不必要的电能损耗，因此对于电气自动化的节能优化也有着积极作用。
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2.4 无功补偿设备的合理配置
无功补偿技术在电力系统中发挥着重要的作用，它可以改善电网的功率因数、平衡系统电压以及降低输送线路的功率损耗。通过合理配置无功功率装置，可以最大可能地降低电网的能量损耗，改善电压质量。相反，如果没有科学合理的无功功率补偿，电力系统会出现电压波动、功率损耗增大的情况，影响系统的健康运行。
无功补偿设备包括传统的静止电容器、同步调相机以及同步发电机和静止无功补偿器（SVC），也包括利用柔性交流输电系统（FACTS）技术发展而来的静止无功发生器（SVG）。这些无功补偿装置均能优化电气自动化系统中的功率分布，但同时必须注意各种设备具有不同的工作特性。比如，同步调相机由于响应速度较慢并且自身损耗大，已基本淘汰。利用开关投切电容器的方案简单可靠，但是只能有级调节，无法实现连续的调控能力。因此，在选择无功补偿设备的过程中，就需要有针对性使用。电气自动化节能设计过程中必须科学设计无功补偿装置的配置，具体需要遵循以下几个原则：
（1）根据系统运行参数选择无功补偿装置，比如电压等级和负荷容量等。
（2）根据电网的实际负荷状态进行无功补偿设备选择，因为除了系统的具体参数外，必须还要考虑到负荷的特点，比如较大功率负荷适宜选择动态补偿装置，而小负荷则优先选择静态补偿装置，这样的配置方案可以使得电气自动化系统的节能效果十分明显。
（3）必须合理确定无功补偿装置的投切方式。在实际选择过程中，必须优先选择适用面广和准确系数高的投切方式，避免使用投切迟缓、故障率高的方式。
（4）优先选择就地补偿方式。就地配置无功补偿装置可以达到更好的补偿效果，同时降低功率损耗。
2.5 电气自动化照明系统节能设计
照明系统是电气自动化中一个必不可少的部分，其功率损耗也在整个系统的损耗中占据很大比例。因此，在电气自动化照明系统中采取节能设计，对于提高能源利用率具有重要意义。鉴于照明系统自身的特点，其节能设计可以从以下两个方面考虑：
（1）应该优化当前照明系统的照明效率，可以从更换更加节能的照明设备入手，也可以从系统角度分析，即对照明系统大范围规划，减少不必要的浪费，提高电能利用率。
（2）尽可能借助自然光进行照明，是节能的另一个思路，太阳光的大范围利用对于电气自动化的节能具有非常重要的意义。
2.6 光伏发电技术推进电气自动化节能发展
光伏发电作为新兴的可再生能源技术，是应对能源危机的解决方法之一。通过对太阳光能的捕捉，光伏系统可以将其转化为电力共人们利用。充分利用太阳能这一绿色能源，对于电气自动化的节能设计具有很强的现实意义。当前光伏发电系统尚处于发展期，在政府持续出台支持光伏产业发展政策的机遇下，电气自动化过程中应该更加注重这方面的节能设计，通过新能源的使用达到节能的目的。
3 结语
现如今，电气自动化节能技术仍然属于初创时期，仅仅是从节约能源、降低损耗、提高效率着手提高电气系统的运行效率。随着我国科学技术的不断发展，对电气自动化节能技术领域的探索还有很多方面，不断提高配电设计的合理性、不断完善现有的节能技术并开发新的节能技术。
参考文献：
[1]严腾，齐良福.电气自动化的节能设计技术研究[J].科技传播，2014，08：50-49.
[2]于士国.电气自动化的节能设计技术分析[J].硅谷，2011，15：35.
论文作者:周艳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/28
标签：节能论文; 电气自动化论文; 导线论文; 系统论文; 电能论文; 功率论文; 谐波论文; 《电力设备》2017年第35期论文;