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淺談電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)
隨著世界能源的大規(guī)模使用及其不合理的浪費，能源的短缺越來越引起發(fā)達和發(fā)展中國家的普遍關(guān)注，以下是小編搜集整理的一篇探究電氣自動化節(jié)能設(shè)計技術(shù)的論文范文，歡迎閱讀參考。
摘要：隨著工業(yè)技術(shù)、電氣工程技術(shù)的進步和發(fā)展，關(guān)于節(jié)能方面的設(shè)計越來越重要，節(jié)能設(shè)計是電氣工程的靈魂，節(jié)能設(shè)計的合理與否直接影響著企業(yè)的財務(wù)開銷、經(jīng)濟成本及其生產(chǎn)維護。在此，簡要地談一下電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)。
關(guān)鍵詞：變壓器設(shè)計;節(jié)能設(shè)計
一、引言
隨著世界能源的大規(guī)模使用及其不合理的浪費，能源的短缺越來越引起發(fā)達和發(fā)展中國家的普遍關(guān)注。其中，電力能源的耗費和電力設(shè)計也引起了人們的高度重視。人們在追求智能樓宇、博物館建筑、住宅樓和校園建筑的舒適、安逸、安全和人性化的同時，也開始注重電氣自動化工程的節(jié)能設(shè)計，既要做到合理、達到用戶使用需求，又要兼顧到節(jié)能設(shè)計。
二、變壓器的節(jié)能設(shè)計
變壓器是電力自動化工程中的重要設(shè)備，承擔(dān)著轉(zhuǎn)換電壓、電流和功率的重要作用。變壓器是耗能的大戶，當(dāng)變壓器處于空載運行狀態(tài)時，低壓系統(tǒng)的能源損耗絕大部分是變壓器自身的運行損耗。因此，變壓器的節(jié)能設(shè)計是否合理是整個電力工程節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
通常，變壓器的節(jié)能設(shè)計要從下面幾個環(huán)節(jié)來考慮：
1.減少變壓器的型材損耗。例如，變壓器用的硅鋼片、鋼材、銅線和絕緣材料、絕緣子和變壓器油等都是正常變壓器所構(gòu)成所必備的材料，這些材料的設(shè)計選擇如果不合理，要消耗供電系統(tǒng)的大量電能，若是本著厲行節(jié)約的理念，在滿足變壓器工作要求的前提下，周密合理地選擇材料和運行介質(zhì)，可為電力工程間接地節(jié)約施工成本和節(jié)約電能。
2.為降低變壓器的電能損耗，配電線路和配電柜，應(yīng)盡量選擇銅材并且采用換位導(dǎo)線措施，基于降低變壓器的空載損耗考慮，應(yīng)降低磁密并應(yīng)盡量的選取冷軋用的高質(zhì)硅鋼片，在滿足設(shè)備運行要求的條件下，盡量采用較薄的硅鋼片，達到節(jié)能的目的。
3.選用節(jié)能方式的變壓器。目前，S11和S10都是為節(jié)能的設(shè)計要求而“量身打造”這種變壓器不僅繼承了原有變壓器的優(yōu)點，還具有高效的節(jié)能特性，從生產(chǎn)長期運行來看，節(jié)能效果比較顯著，可作為節(jié)能設(shè)計的首選變壓器。同時，設(shè)計時，要注意選擇合理的變壓器接線方式，合理的接線方式對節(jié)能的影響也十分重要，同時，在變壓器的生產(chǎn)運行期間，不應(yīng)讓變壓器長期過載運行，使得變壓器處于超溫運行狀態(tài)，這樣不僅加速變壓器的老化，同時也增加了變壓器的電能損耗。
4.在工廠車間或大型智能樓宇，由于生產(chǎn)負荷率很大，變壓器按設(shè)計規(guī)范要求通常都放置在電力負荷的中心位置，盡量地與冰凍機、空壓機、大型引風(fēng)機、離心機等大的生產(chǎn)負荷放置在一起，這樣便于生產(chǎn)管理，更重要的是可以減少現(xiàn)場電纜的長度、減少輸配電線路的事故率，降低線路的電壓降和電能的損失，同時提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)和電能的質(zhì)量。具體的放置位置要根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場工藝設(shè)備的分布和實際情況來布局。對于大型的智能高層建筑，為了經(jīng)濟考慮，應(yīng)盡量放地下層，因為智能高層用電量大的電氣設(shè)備多數(shù)在低層。
5.選擇適宜的變壓器容量及臺數(shù)。
三、提高功率因數(shù)
功率因數(shù)是電氣運行的重要物理量，它與電氣設(shè)備的節(jié)能密切相關(guān)。功率因數(shù)如果長期控制在比較高的水平上，電力系統(tǒng)的無功功率就會變大，系統(tǒng)電能的轉(zhuǎn)化率就會變高。提高功率因數(shù)的方法：一是通過提高用戶負載率，例如對于動力電氣設(shè)備，諸如電動機，可以在滿足工藝生產(chǎn)要求的前提下，盡量選擇極數(shù)較少的電動機。因為少極數(shù)的電機，其起動轉(zhuǎn)矩較大，起動過程中的電流也相對較大，所以電氣設(shè)備在最快的時間內(nèi)正常運行，效率很高，同時也節(jié)約電能的損耗。此外，可讓電動機實現(xiàn)變頻自動控制，使得電機在負載較小時，獲得較高的功率因數(shù)。當(dāng)用戶的負載率控制穩(wěn)定在0.7左右，會使變壓器的一次側(cè)功率因數(shù)達到最高。二是在低壓電力系統(tǒng)中裝設(shè)自動補償?shù)碾娙莨瘢瑏硌a償無功功率。一般來說，其無功功率的選擇盡量控制在變壓器的20%-30%，這樣使得電力系統(tǒng)穩(wěn)定，并且節(jié)能效果最佳。
四、電力電纜的選擇
電力電纜是輸配電系統(tǒng)的重要組成部分，其線路成本占總的電力工程的投資而言，相對較大，特別是電力線路長期投入使用，維護量會越來越大，所以電力電纜的選擇應(yīng)謹(jǐn)慎選擇。電力電纜的截面選擇：通常按照經(jīng)濟電流密度的曲線和持續(xù)允許的電流來進行選擇。在一年中負荷最大的使用小時數(shù)相同的情況下，利用前者選擇電力電纜通常比按后者選擇的電纜截面要大一個等級，這樣對于電纜材料的投資和使用量非常不利。在選擇電纜材質(zhì)時，因為銅電纜價格的確比鋁電纜的價格貴許多，因此不少工程都選購了鋁電纜，其實從電力電纜的長期經(jīng)濟穩(wěn)定運行的角度來看，鋁電纜在安全和節(jié)能方面是不占據(jù)優(yōu)勢的。但是銅電纜越粗，比相同截面的鋁電纜貴重的倍數(shù)越大，所以在保證安全的前提下，個別截面較粗的電纜可以選取鋁電纜，這個有待于探討，具體情況具體分析，但是較小截面的銅電纜比鋁電纜貴不太多，推薦選擇銅電纜。
五、合理選擇光源
為了達到照明工程的節(jié)能設(shè)計，其光源的選擇推薦選用高效能的光源，這種高效能的光源的發(fā)光效率是普通照明燈的好幾倍，可以大量的節(jié)約電力電能。對于工廠、住宅用的衛(wèi)生間及其上下樓梯間應(yīng)盡量選擇節(jié)能顯著的吸頂燈為宜，雖然這類燈具的功率相對較低，但是也可以滿足人們和用戶生活的需要，所以選擇此類燈具會節(jié)約很多的電能。對于圖書館、閱覽室和超市的貨架處可以選擇緊湊型熒光燈，因為它的光通量較高，光線比較集中，適合這類場所和人們生活的實際需要，且減少了照明工程的投入成本和安裝。
六、小結(jié)
綜上分析，電力工程的節(jié)能設(shè)計的重點是變壓器的選擇、功率因數(shù)的保持和控制，以及輸配電線路的節(jié)能設(shè)計，對于這三方面來說，還有很大的節(jié)能空間可挖，需進行周密的思考和設(shè)計。
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