电气自动化及节能设计概述

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1、电气自动化及节能设计概述摘要：随着我国经济的发展，现代化的工业厂区建筑逐渐向节能、高效、安全等方面发展，这对电气自动化发展提出了新的要求，如何在降低损耗的情况下实现对电源的高效利用，成为了现代化厂区设计的热点与难点，基于此，文章对新时期工业厂区电气自动化的节能设计进行了积极探讨。一、电机运行中的节能设计电机拖拽系统是电气系统一个较大的电能消耗单元，运行方案的不合理及综合维护不到位等，都会致使其运行低效，造成大量的电能浪费。大量的发热降低电机系统综合使用寿命。基于此，在进行电机运行的节能设计时应当采用高效可靠、节能经济的电气控制方案。（一）改变继电器控制方式对于运行工况偏离高效区的功率大、运行

2、时间较长的用电系统利用变频调整控制方式改变传统的继电器控制方式，进而进行动态调节电源输入端电源频率，利用对电机转速的调控让整个电机拖拽系统的输出与输入达到平衡状态，实现节能降耗。（二）实现电机无级平滑交流电机串级调速实现电机无级平滑调整，低速时机械特性比较硬，特别是晶闸管低同步串级调速系统。二、减少电能在线路上的传输损耗电能在传输的过程中，导线上所存在的电阻便会产生相应的有功功率损耗。但是，线路上的电流是无法改变的，要想将线路上的电能损耗减少，就必须减小导线的电阻。导线的电阻与电导及导线的长度成正比，则与导线的截面积成反比。所以，要想减少导线的电阻就需要通过以下几个方面：　　(一)采用电导率

3、相对较小的材质做导线导线材质的选用方面，应当选电阻率非常小的材料，这样有利于线路传输中的电能损耗的降低。缩短导线的长度，特别是在布线的时候尽量减少弯路。(二)合理布局，优化线路走向尽可能的使变压器靠近负荷中心，使供电距离缩短，在经济合理的供电半径内供电;对供电线路进行合理布局，优化供电线路走向，这样便可以适当的减短导线的长度，尽量不让导线走回头路，从而避免电能在来回电路上造成损失。(三)缩短供电距离适当将导线的横截面积增大，在不影响其他条件时，尽可能的选用横截面积较大的导线，利用减少电阻的方面来减少损耗。减小负荷中心与变压器的距离，进而缩短供电距离。三、无功补偿电力系统由输配电线路、升降压变

4、压器、配电变压器、用户电力负荷等各个功能环节组成。电能在电压的作用下以电流的形式在电力系统的各个功能环节中流动，为用户提供期望的能量，同时也存在着不可忽视的能量损耗。特别是系统中无功功率负荷和无功功率网损在电网中几乎无处不在，不但造成大量的能量浪费，同时也严重地影响了电能的质量。电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件。有效的电压控制和合理的无功补偿不仅能保证电压质量，而且提高了电力系统运行的稳定性和安全性，充分发挥了经济效益。在整个电力系统中，供配电设备中的较大一部分容量都被无功功率所占据，从而使线路损耗增大，电网的电压下降，从而严重地影响了电能质量与电网的经济运行。在用户的角

5、度上，无功功率主要体现在功率因数偏低，若功率因数没有超过0.9时，用户就需要向供电部门缴纳相应比率的功率因素调整电费，这样就会使用户的用电成本增加，经济效益下降。用户端的用电设备基本上以感性负荷为主，其无功损耗主要由励磁损耗和漏磁损耗所构成，其功率因数约为0.6～0.9之间。由此可推出，用户端负荷的功率因数角约在53°～26°之间。根据功率三角形，功率因数的正切值tgψ≈1.33～0.49，也就是说用户端的无功功率需求是有功功率需求的0.49～1.33倍，可见用户端无功负荷之大，是不可忽视的。但是，如果用户采用合适的无功补偿设备，便可以实现无功平衡，从而达到提升功率因数、节能降耗、稳定系统电

6、压以及提升电能质量等多项目的，还可以一定程度的提升社会效益与经济效益。例如，在导电抗的影响下，电机所发出的交流电压与交流电流的相位角不为零，导致电机所发出的电能无法被电器完全吸收，无法被吸收的部分便会在电机与用电器之间回来变化而不能释放出来。由于电容器所产生的是超前的无功，所以，使用电容器进行补偿能够有效的与无功率的电能相抵消，即Q=QL-QC。在使用无功补偿设备对电力系统进行无功补偿时所使用的无功补偿设备有以下几个要求：(1)电容器补偿在使用之前，选择的电容器容量应通过计算配电电压的容量、负荷、自然功率因素、三相电压的平衡度、目标功率因数等多项参数来确定。要是在补偿时出现了谐波就必须串联一

7、定量的电抗器，以便将线路上的谐波消除掉。(2)为更加有效地消除投切振荡、过补偿和无功倒送等情况发生，电容器的功率参数、无功电流、无功功率等投切物理量宜选择无功功率作为投切参数物理量。(3)传统补偿电容组普遍采用等容量分组和循环投切等分担方式、投切开关方式。随着补偿电容组技术的不断发展，出现了按比例分配、按编码配置、投切开关按级投切等分担和投切方式。但是上述方式均无法达到实际生产、生活的需求，无法满足补偿效果。