電氣自動(dòng)化的節能設計
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電氣自動(dòng)化的節能設計【1】
摘 要：隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，現代化的工業(yè)廠(chǎng)區建筑逐漸向節能、高效、安全等方面發(fā)展，這對廠(chǎng)區的電氣自動(dòng)化發(fā)展提出了新的要求，如何在降低損耗的情況下實(shí)現對電源的高效利用，成為了現代化工業(yè)廠(chǎng)區設計的熱點(diǎn)與難點(diǎn)，基于此，文章對新時(shí)期工業(yè)廠(chǎng)區電氣自動(dòng)化的節能設計進(jìn)行了積極探討。
關(guān)鍵詞：工業(yè)廠(chǎng)區;電氣自動(dòng)化;節能;電機
1 新時(shí)期工業(yè)廠(chǎng)區電氣自動(dòng)化節能設計的重要性
資源能源危機已成為當今人類(lèi)面臨的主要問(wèn)題之一，加之我國是發(fā)展中國家，粗放型的經(jīng)濟增長(cháng)模式一定程度上加重了我國的資源能源危機，進(jìn)而出現了環(huán)境公害事件和溫室效應等，形成了對資源的浪費和對環(huán)境的污染，想要有效減輕資源等的短缺對我國社會(huì )發(fā)展造成的嚴重影響，應當不斷改善粗放型的經(jīng)濟增長(cháng)方式，在生產(chǎn)生活活動(dòng)中實(shí)施有效的節能減排對策，通過(guò)一系列的措施減少對資源的浪費，并通過(guò)對有限資源的合理高效利用來(lái)實(shí)現經(jīng)濟的發(fā)展與繁榮。
我國工業(yè)用電占全國用電量的65%～70%，但是運行效率低，比先進(jìn)國家低20%～30%，如何在其生產(chǎn)發(fā)展中推廣和引用電氣自動(dòng)化節能設計，實(shí)現工業(yè)生產(chǎn)與自然資源的和諧發(fā)展，已成為了新時(shí)期人們關(guān)注的焦點(diǎn)，電氣自動(dòng)化節能設計已成為節能降耗的主力軍。
2 企業(yè)設備自動(dòng)化節能設計
2.1 電機運行中的節能設計
電機拖拽系統是電氣系統一個(gè)較大的電能消耗單元，運行方案的不合理及綜合維護不到位等，都會(huì )致使其運行低效，造成大量的電能浪費。
大量的發(fā)熱降低電機系統綜合使用壽命，基于此，在進(jìn)行電機運行的節能設計時(shí)應當采用高效可靠、節能經(jīng)濟的電氣控制方案。
(1)對于運行工況偏離高效區的功率大、運行時(shí)間較長(cháng)的用電系統利用變頻調速控制方式改變傳統的繼電器控制方式，進(jìn)而進(jìn)行動(dòng)態(tài)調節電源輸入端電源頻率，利用對電機轉速的調控讓整個(gè)電機拖拽系統的輸出與輸入達到平衡狀態(tài)，實(shí)現節能降耗。
(2)交流電機串級調速實(shí)現電機無(wú)級平滑調速，低速時(shí)機械特性比較硬，特別是晶閘管低同步串級調速系統。
雙閉環(huán)串級調速系統框圖如圖1所示。
以上調速系統一方面使系統參數便于調整，另一方面接近于理想過(guò)渡，調整性能好，動(dòng)態(tài)響應快，起動(dòng)時(shí)間短，系統抗干擾能力強，節能效果也很理想，應當推廣應用。
(3)為達到電機的最佳運轉工況，可改變電機的動(dòng)容量，通過(guò)構筑合理群控呼梯節能控制系統，對電機進(jìn)行合理的調度分配管理，降低其系統能耗，達到節能降耗的目的。
從(1)、(2)式可見(jiàn)風(fēng)機節能三要素是流量Q(t)、揚程(t)、整體運行效率%(Q、H)在運行水泵、風(fēng)機時(shí)，為達到節能目標只有減少流量、降低揚程、提高效率三個(gè)手段。
(1)在滿(mǎn)足工藝情況下，盡量降低揚程和流量。
(2)使用高效調速裝置，如變頻器、串級調速、液力耦合器、內反饋調速器、電磁滑差調速器。
(3)降低電機的富裕容量，提高電機運行效率，減少無(wú)功損耗。
(4)改造管路，減少阻力揚程損失，減少水泵、風(fēng)機的總揚程和壓力。
(5)根據用戶(hù)的實(shí)際使用情況，對原有風(fēng)機進(jìn)行改造，改變風(fēng)機的氣動(dòng)性能，使風(fēng)機在高效區工作。
2.3 配電線(xiàn)路的節能設計
在工業(yè)廠(chǎng)區的建設方面，配電線(xiàn)路承載著(zhù)為設備輸送電力重擔，用電系統不僅存在因集膚效應而產(chǎn)生的線(xiàn)損，還存在功率因素低下、諧波干擾電能質(zhì)量等問(wèn)題。
根據電力系統構架和其他特點(diǎn)，充分考慮對現場(chǎng)實(shí)際情況實(shí)施諧波治理改造，安裝節電器、省電霸，對電源優(yōu)化處理，同時(shí)優(yōu)化用電系統。
為了降低線(xiàn)路傳輸中的電能損耗，減小導線(xiàn)的電阻值極為重要，應當從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行：(1)導線(xiàn)材質(zhì)的選用方面，應當選電阻率非常小的材料，這樣有利于線(xiàn)路傳輸中的電能損耗的降低。
(2)縮短導線(xiàn)的長(cháng)度，特別是在布線(xiàn)的時(shí)候盡量減少彎路。
(3)減小負荷中心與變壓器的距離，進(jìn)而縮短供電距離。
(4)選用一些橫截面積比較大的導線(xiàn)，增加導線(xiàn)的橫截面積，使得線(xiàn)路傳輸過(guò)程中的電能損耗通過(guò)降低導線(xiàn)的電阻值而得到有效減少，完成節約電能的目標。
2.4 空調節能設計
空氣濕度是造成被控參數變化的主要原因，加之風(fēng)的大小會(huì )改變空氣濕度，在進(jìn)行空調節能設計方面，可設計為變風(fēng)控制系統，這樣可改變風(fēng)量的大小，卻不會(huì )改變風(fēng)的溫度。
運用時(shí)，根據室內人數的變化而變化逆風(fēng)的轉速，使得送入房間的風(fēng)量不會(huì )出現太大的波動(dòng)，始終控制在參數之內。
另外，在變風(fēng)量的末端采用風(fēng)機代替風(fēng)閥的形式，使得風(fēng)量的需求可及時(shí)反饋給風(fēng)機，實(shí)現風(fēng)轉速的調節控制，在不同需求下，根據傳感器監控的得出的參數指標，進(jìn)行風(fēng)轉速的改變，這樣就不會(huì )出現系統的過(guò)載現象，也在一定程度上減少了維護的費用。
2.5 照明設施的節能設計
廠(chǎng)區照明設施的設計方面，應重點(diǎn)考慮到工業(yè)生產(chǎn)對光照的需求，如進(jìn)行光源強度的合理設置，避免工業(yè)廠(chǎng)區因太追求照明條件而造成的能源浪費情況。
在設計時(shí)的燈具選擇方面，首先應保證燈具的配光曲線(xiàn)在深、廣照方面趨于平衡，使其發(fā)揮最佳的照明效果，促進(jìn)節能;此外，應采用LED燈替代老式的照明裝置，LED燈是依靠半導體發(fā)光器件將電能直接轉化為光能的，剔除了一些中間轉化環(huán)節，減少了電能損耗，還具有發(fā)光的亮度高這一特點(diǎn)，且克服了傳統的老式燈具頻繁閃爍的問(wèn)題，達到了節能減排的目的。
2.6 弱電系統的節能設計
電氣自動(dòng)化工業(yè)廠(chǎng)區內部布設安保系統對工業(yè)企業(yè)的發(fā)展也有一定的積極意義，諸如入侵報警系統、監控系統以及門(mén)禁系統等等，使用這些弱電系統，將其供電線(xiàn)路與其他設備的供電線(xiàn)路區分開(kāi)來(lái)，采用節能效果良好的UPS不間斷電源，實(shí)現弱電系統的穩定運行，可對工業(yè)廠(chǎng)區生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效監督和管理，在降低能耗方面也實(shí)現了節能減排的效果，從而達到工業(yè)廠(chǎng)區生產(chǎn)的良好運行[3]。
3 結束語(yǔ)
綜上所述，新時(shí)期工業(yè)廠(chǎng)區的電氣節能設計是一項復雜的系統化工程，需要從各個(gè)方面來(lái)進(jìn)行設計，文章本著(zhù)節能減排及促進(jìn)工業(yè)企業(yè)發(fā)展的目的，對新時(shí)期的工業(yè)廠(chǎng)區進(jìn)行了低壓配電線(xiàn)路的節能設計、照明設施的節能設計等一系列設計措施，實(shí)現了工業(yè)廠(chǎng)區電氣節能目的，有效節省了工業(yè)廠(chǎng)區建設的費用，促進(jìn)了人與自然的可持續發(fā)展，對促進(jìn)我國經(jīng)濟社會(huì )的不斷發(fā)展具有很重要的現實(shí)意義。
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電氣自動(dòng)化節能技術(shù)【2】
電氣自動(dòng)化是現今電氣信息行業(yè)中迅速崛起的新興產(chǎn)業(yè)，電氣自動(dòng)化的技術(shù)可以有效的提高工作效率，大大的降低了生產(chǎn)成本，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，被廣泛應用到人們的日常生活、工作中。
隨著(zhù)經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們在能源利用率上并沒(méi)有環(huán)保和節約意識，導致諸多生態(tài)環(huán)境不斷惡化，綠色節能逐漸成為世界范圍內的熱點(diǎn)問(wèn)題。
對此，電氣自動(dòng)化節能技術(shù)應運而生，并在環(huán)保節能方面起到了很大的促進(jìn)作用。
本文首先介紹電氣自動(dòng)化及節能設計，提出電氣自動(dòng)化節能技術(shù)的重要意義，并提出加強電氣自動(dòng)化節能技術(shù)設計的重要措施。
【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化 節能 技術(shù)
隨著(zhù)我國科學(xué)技術(shù)的不斷革新，人們對節能環(huán)保意識的提升，通過(guò)電氣工程自動(dòng)化設計達到節能的目的，已經(jīng)成為了電氣工程發(fā)展的主要趨勢。
電氣自動(dòng)化節能技術(shù)并廣泛的應用到人們的日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中，企業(yè)運行成本以及勞動(dòng)生產(chǎn)率，并且在提升和改善勞動(dòng)條件等方面也產(chǎn)生了重要影響。
但是就目前電氣自動(dòng)化中的節能技術(shù)發(fā)展情況來(lái)看，在節能技術(shù)方面仍處于發(fā)展階段，特別是對于整個(gè)系統的設計及安裝完成部分，需要在工作中不斷加強對電氣自動(dòng)化節能技術(shù)提升和完善。
1 電氣自動(dòng)化及節能設計概念
隨著(zhù)經(jīng)濟水平的提升，人們對生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，在綠色節能理念的廣泛倡導下，工業(yè)發(fā)展已經(jīng)不再局限于創(chuàng )造巨大的經(jīng)濟效益，而是在創(chuàng )造經(jīng)濟利益的同時(shí)還要兼顧社會(huì )利益，節能環(huán)保成為了我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要課題。
對此，電氣自動(dòng)化應運而生，在節能減排方面起到了很大的促進(jìn)作用。
電氣自動(dòng)化節能技術(shù)是順應時(shí)代潮流的產(chǎn)物，更是電氣信息領(lǐng)域的一門(mén)新興技術(shù)，不僅僅在有效的降低生產(chǎn)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，創(chuàng )造勞動(dòng)條件等方面起到了很大的作用，而且在當前經(jīng)濟建設的重要目標節能方面更是成為了中堅力量，是推動(dòng)各行業(yè)節能減排的有效武器。
對于當前電氣自動(dòng)化系統的應用現狀來(lái)看，城市電網(wǎng)的不斷擴大和增容，導致變頻器、整流器造成大量的諧波產(chǎn)生，給我國電網(wǎng)帶來(lái)了很大的不利影響。
對此，為了更好的起到消除諧波，提高節能效果，電氣自動(dòng)化節能技術(shù)通過(guò)減少電路的傳輸損耗、優(yōu)選變壓器、補償無(wú)功、使用有源濾波器等方法進(jìn)行深入研究，大大的提高了電氣系統的有效運行，節能效果較為顯著(zhù)。
2 電氣自動(dòng)化節能技術(shù)的重要意義
2.1 新技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分
電氣自動(dòng)化與人們的生產(chǎn)和生活可謂是息息相關(guān)，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷革新，電氣自動(dòng)化系統技術(shù)方面也有了極大的改變，為了更好的順應節能時(shí)代的發(fā)展大主題，電氣自動(dòng)化節能技術(shù)越來(lái)越被人們所重視，逐步成為了新技術(shù)領(lǐng)域當中的重要組成部分，在電氣自動(dòng)化中的地位就顯得尤為重要。
2.2 有效的減少了各類(lèi)能源的消耗
電氣自動(dòng)化節能技術(shù)是通過(guò)減少電路的傳輸損耗、優(yōu)選變壓器、補償無(wú)功、使用有源濾波器等方法，將會(huì )極大程度的減少電力等各類(lèi)能源的消耗和浪費，也能夠在很大程度上緩解當前的供電緊張局勢，大大提升了供電效率。
2.3 大大的降低企業(yè)的生產(chǎn)成本
電氣自動(dòng)化的節能技術(shù)將節能作為主要的技術(shù)研究核心，從企業(yè)電氣自動(dòng)化的設備安全系統來(lái)看，得到了有效的提升，更好的保障了居民的生活質(zhì)量，為城市居民的生活提供更加友好和諧的生活工作環(huán)境和健康發(fā)展空間。
同時(shí)電氣自動(dòng)化的節能技術(shù)對電器進(jìn)行節能改造還能夠節省能源從而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，獲得更大的經(jīng)濟效益。
綜上而言，電氣自動(dòng)化的節能技術(shù)是新技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分，不僅在對居民的生活質(zhì)量上，而且在企業(yè)的長(cháng)遠發(fā)展上來(lái)看，這種電氣自動(dòng)化節能技術(shù)都會(huì )具有重要的現實(shí)意義，更加符合現階段節能技術(shù)的倡導，促進(jìn)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展。
3 加強電氣自動(dòng)化節能技術(shù)設計的重要措施
3.1 降低電能傳輸的消耗和浪費
電氣自動(dòng)化節能設計主要以節約電力資源為主要目的，這樣才能有效的減輕國家電網(wǎng)的用電壓力，更好的維護國家供電系統的安全性和穩定性。
通常，電能在傳輸的過(guò)程中，導線(xiàn)上會(huì )產(chǎn)生很多電阻，直接影響了電能的順利傳輸，同時(shí)在傳輸上還會(huì )造成有功功率損耗。
對此，電氣自動(dòng)化節能設計上要有效的減少導線(xiàn)電阻。
可以從材質(zhì)選用、導線(xiàn)的長(cháng)短、變壓器調節、增大導線(xiàn)的橫截面積等四個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)改造：首先要選用電導率較小的材質(zhì)做導線(xiàn)，電導率越小的導線(xiàn)材料，在電力運輸過(guò)程中的電力損耗就越小;其次在電氣自動(dòng)化布線(xiàn)上，要盡可能的走直線(xiàn)，減少導線(xiàn)的長(cháng)度，縮短供電距離;再次就是要將變壓器調節接近負荷中心，從而減小供電距離;最后從導線(xiàn)的橫截面積來(lái)看，增加導線(xiàn)橫截面積在一定程度上也能降低能源損耗。
3.2 酌情選擇合適的變壓器
在電氣自動(dòng)化的節能技術(shù)設計上，變壓器起到了很大的作用，只有選擇功率損耗小、單相自動(dòng)補償設備、三相四線(xiàn)制的變壓器，電氣自動(dòng)化節能技術(shù)才能在極大程度上保持電力運輸線(xiàn)中的電流負荷的均衡穩定，使電能資源消耗最低，起到環(huán)保的作用。
對此，變壓器的合理選擇尤為重要：首先，從變壓器的材質(zhì)上選擇，要以節約的設計理念選擇合理的材料和運行介質(zhì)，如硅鋼片、銅片及絕緣材料等;其次，變壓器的放置位置要合理，為了便于管理和維護，最好將變壓器放置在電力消耗的中間位置，與其他的輔助設備放在一起，這樣可以有效的減少電纜，節約能耗，降低成本;最后，根據電量的使用情況，合理選擇變壓器的容量和臺數，選擇變壓器前，一定要對電量使用量進(jìn)行合理的計算，不要造成變壓器過(guò)多或者多少，避免產(chǎn)生過(guò)度消損的情況發(fā)生。
3.3 無(wú)功補償設備的合理選擇
無(wú)功補償設備就是指能夠無(wú)功功率補償的電力資源設備，無(wú)功功率占有供配電設備的很大一部分容量，在電氣自動(dòng)化技能技術(shù)設計上，無(wú)功補償設備具有很重要的作用，可以實(shí)現無(wú)功就地平衡，減少損耗。
但是對于無(wú)功補償設備的使用上也要注意四點(diǎn)問(wèn)題：一是要根據電容器的容量進(jìn)行補償，其參數的計算可以根據目標功率因數、配電電壓的容量、負荷等等確定;二是摒棄傳統的按比例分配的方法，在補償方式方法中可以采用集調節平滑、跟蹤準確、適應面廣等優(yōu)點(diǎn)為一體的模糊投切方式，能夠達到補償的最佳效果;三是無(wú)功功率是投切參數物理量，為了防止投切振蕩、無(wú)功倒送等情況的發(fā)生，無(wú)功功率要選擇合理;四是就地補償方式，將無(wú)功補償設備就地安裝，避免線(xiàn)路傳輸損耗，也能達到很好的節能效果。
3.4 有源濾波器能夠維持電氣正常運行
在電氣自動(dòng)化運行過(guò)程中，為了更好的消除諧波產(chǎn)生，消除諧波最有效的方法就是使用有源濾波器。
因為諧波的產(chǎn)生可以降低電氣設備的可用性，對電氣設備的質(zhì)量產(chǎn)生嚴重的損害造成嚴重的電力能源損耗，威脅電氣設備的正常運行，還會(huì )減短電動(dòng)機的工作壽命。
對此，在電氣自動(dòng)化節能技術(shù)的設計上，考慮消除諧波，使用有源濾波器無(wú)疑是最佳的。
有源濾波器具有優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能、反應快、能擴大功率范圍等特點(diǎn)，通過(guò)有緣過(guò)濾器的諧波可以過(guò)濾掉，使電氣設備減少阻礙，更加順暢的運行，能使無(wú)功補償達到更好的效果，同時(shí)能夠有效維持電氣設備的正常運行，對設備起到了很好的保護作用。
3.5 優(yōu)化配電設計，采用高效率的照明設施
根據對供電設備和負荷容量可靠性的要求，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化節能技術(shù)設計時(shí)，要優(yōu)先考慮電力系統的適用性，保證電力系統的可靠、靈活、易控、穩定和高效，同時(shí)還要考慮安全性，保證導線(xiàn)具有良好的絕緣效果。
電力電纜是電氣自動(dòng)化系統中投資成本較大的一部分，為了節省投資成本，在電力電纜選擇上也要謹慎，從成本的角度來(lái)看，較之銅電纜，鋁電纜更為便宜，所以很多電氣工程都選擇鋁電纜。
在電氣自動(dòng)化的節能設計中，照明設施也應該起到節能的效果，間接性的提高大家的節能意識，可采用高效節能光源技術(shù)，該技術(shù)也是電氣自動(dòng)化節能設計創(chuàng )新出來(lái)的最新結晶，與普通的照明物相比較，高效光源不僅工作壽命長(cháng)、照明效果好，能夠在很大程度上減少能源的損耗，是電氣自動(dòng)化的節能設計的重要組成部分，也能夠更好的貫徹科技創(chuàng )新理念，從而獲得更大化的經(jīng)濟效益。
4 結語(yǔ)
從節約能源角度來(lái)看，電氣節能是電氣自動(dòng)化節能技術(shù)的關(guān)鍵，在技術(shù)設計方面要本著(zhù)節能這一個(gè)重要的設計原則，盡可能少用能源，降低對環(huán)境的污染，充分考慮節能因素，電氣自動(dòng)化的系統優(yōu)化也會(huì )不斷的完善，選擇合適的變壓器、濾波器等多種方式來(lái)實(shí)現降低電力能源的消耗。
但是，電氣自動(dòng)化節能技術(shù)還有很大的提升空間，我們仍需要不斷地對電氣自動(dòng)化的節能設計技術(shù)進(jìn)行研究，為電氣節能提供有力的技術(shù)保障，從而進(jìn)一步提升電氣自動(dòng)化的節能水平，為我國節能工作的開(kāi)展提供有效的社會(huì )貢獻。
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