电气自动化工程中的节能设计技术探析
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设 计 开 发
ｌ ｌ
电气 自动化工程 中的节能设计技术探析
姜峰
（ 辽宁工程技术大学 辽宁葫芦岛 １ ２ ５ １ ０ ０ ）
摘要 ： 工业 技 术的 飞速 发展 ， 伴 随 着 电气 工程 的进 步和 完善 。 作 为 电 气工程 中的 重要 部 分 ， 电气 自动化 工程 节 能技 术 已经 成为 热 点 关注 问 题。 电气设 计 是 电力工程 的 核心部 分 ， 合 理的 电 气设计 不仅 可 以为企 业 带来较 大 的经 济并 ｌ ｊ 润， 还 能 实现 节能 的 目的。 本 文从 变压 器 的节能 设 计 、 功率 因数 的 管控 以及 输配 电线路 的电 力 电缆 合理 选择 等 方 面 ， 论 述 了电 气 自动 化工程 中的 节能设 计技 术 。 关键 词 ： 电气 自动化 节 能设计 变压 器 功率 因数
中图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ ３ ） ０ １ — ０ １ ４ ４ — ０ １
伴 随着新 时代到来的是能源的大量 消耗 ， 以及不合理的浪费 ， 能源短缺 已经成为一个世界级 的问题 。 电力资源 同样 如此 ， 电能耗 费和合理 的电力设计 已经成为人们普遍关注的问题 ， 在追求各种生 活场所 、 住宅楼 办公 楼舒适办 公的个性化服务的 同时 ， 对于 电气 自 动化工程 的节能设计 ， 也开始 了研究 。 电力设计 是电力工程 的核心 部分 ， 如何做 到合理 并兼 顾节 能技术 的设计 ， 是摆在众多企业面前 个 重要 问题 。 本文从变压器 的节能设计 、 功率 因数的管控 以及 输 配 电线路的 电力 电缆合理选择等方面 ， 论述了电气 自动化工程 中的 节 能设计技术 。
一
可 以提 高其 安 全 可靠 性 能 ， 还 能增 加 电力 系 统 的功 率 因数 ， 实 现 真 正的节能设计 。
２功 率 因数的 管控 措施
功率 因数是和 电气设备节能紧紧相关的一个物理量 ， 提高功率 因数 ， 也会提高 电力系统的无功功率 ， 进而提高系统 电能的转化效 率。 提高功率 因数 的方法一般有 以下几点 ： 一是对用户 的负载率进 行 提 高 处理 。 比如 可 以在 满足 需 要 的前 提 下 ， 选 择 极 数少 的 电动 机 。 少极数 的电动机在转动的时候 ， 具有 比较大的转矩 ， 产生 的电流 也 大， 能够 用最短 的时间进行正常 的运行 ， 提高效率 ， 减少能耗 ， 实 现 １变压器的节能设计技术 节能的 目的。 当然变频 自动控制 也可 以实现较高功率 因数的获取 。 作为 电力 自动化工程 中的重要设备 ， 变压器负责电压 、 电流和 二是在低压 动力系统 中安置具有 自动补偿无功功率的 电容柜 ， 所补 功率 的转换工作 ， 它需要 消耗大量的能源 ， 即使是空载运行状态 ， 变 偿无功功率的额度一般选择为变压器 的三分之一左右 ， 这样既可 以 压器 的运行也会造成低压系统的大量能耗。 所以如何做好变压器的 维护 电力系统稳定 ， 也可以实现节能 。 节能设计 ， 是电气 自动化工程节能设计 的首要关键问题 。 一般来说 ， ３选 择合 适的 电 力电缆 变压器 的节 能设 计主要涉及 以下几个方面 ： 作为输配电系统中不可或缺的部分 ， 电力电缆 占据了电气工程 （ １ ） 避免变压器型材 带来 的大量能耗 。 变压器 的制备材料需要 尤其是因长期维护 电力 线路而产生 的费 用。 优化设计组合在一起才能真正实现节能 ， 硅钢片 、 铜 片以及绝缘材 投资成本的较大部分 ， 故而在选择 电力 电缆的时候应该谨慎为之， 通常按照相对经济的电 料等如果设计不合理 的话 ， 就会造成很多不必要 的能耗 。 应该秉 承 对于 电 节约 的理念 ， 满足变压器 工作 的前提 下， 选择 最为合理 的材料和运 流密度 曲线和可 以通过的 电流强度来选择 电力 电缆的截面 ， 主要有铜材和铝材两种。 从成本的角度来看 ， 较 行介质 ， 既能减少 电气 自动化工程 的成本 ， 又能实现变压器节能 的 力 电缆材质 的选择 ， 之铜 电缆 ， 铝 电缆较为便 宜 ， 所以很多电气 工程都选择铝 电缆 ， 但是 目的 。 铝 电缆虽然较为便宜 ， 但是这两项性 能却落 （ ２ ） 铜材 是一种优秀的材料 ， 为变压 器配备的 电柜和 电线可 以 从安全和节能 的方面 ， 只是截面越粗 ， 铜 电缆 比铝 电缆要贵重很多 ， 因此这 种 采用铜质材料 ， 并用换位导线措施。 降低磁密并采用高质量、 较薄的 后于铜 电缆。 而其他情况下 ， 从安 全和节 能方面考虑 的 冷轧硅钢 片， 可 以有效降低空载运行时变压器 的能耗 ， 实现节能的 情况下可 以选择铝 电缆 ， 话， 推荐 铜电缆。 目标 。 （ ３ ） 现在市场上 已经 出现 了专门为节能设计的变压器 ， 在 电器 工程 中应该优先考虑这样 的变压器 。 比如ｓ ｌ ｌ 和Ｓ １ ０ 等型号 ， 它们 除 了具备传统变压 器的有点 ， 从长远看也具有很好的节能效果 。 有 了 节能变压器 ， 其之 间的接 线方式 也很重要 ， 除此之外应该杜绝变压 器长期过度运行的现象出现 ， 这样不仅会过度磨损变压器 ， 而且也 会 消 耗 更 多 的 电力 资 源 。 （ ４ ） 在工厂 或者大 型写字楼等建筑 中， 作 为 电力系统的 关键部 分， 变压 器应该被放置在 电力消耗的中间位置 ， 和其他的辅助设 备 放在一起 ， 不仅便于管理 ， 还能减少 电缆的长度 ， 节约成本和资源 ， 降低 电压 降 和 多 长 电缆 造 成 的能 耗 ， 提 高 供 电功 率 和 质 量 。 （ ５ ） 合理选 择变 压器的容量和使用 台数 。 所选变压器 的额定 容 量应 该根 据实际所 需电量来确定 。 如果变压器 的容量太小 ， 会让变 压器 长期处于过度运行状态 ， 加速其老化 ， 减少使用寿命 ； 但是如果 所选 变压器 的容量太大 的话 ， 也会使其长期处 于轻载状态 ， 过低功 率会极度浪费电力资源和变压器 使用效率 。 综合考虑 ， 在选择变压 器 的 时候 应 该 留出 大 约 百 分 之二 十 的 冗 余 空 间 ， 过 多 过 少 都 不 可 取。 关于变压器 台数 的选择 ， 应综合考虑扩容和可能 出现的过度耗 损情 况， 不能用过多的变压器 台数， 那是一种资源浪费。 如果使用的 变压器 台数在２ 台或者２ 台以上的话 ， 应该 采取 并联措施 ， 这样 不仅
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电气 自动化工程 中的节能设计技术探析
姜峰
（ 辽宁工程技术大学 辽宁葫芦岛 １ ２ ５ １ ０ ０ ）
摘要 ： 工业 技 术的 飞速 发展 ， 伴 随 着 电气 工程 的进 步和 完善 。 作 为 电 气工程 中的 重要 部 分 ， 电气 自动化 工程 节 能技 术 已经 成为 热 点 关注 问 题。 电气设 计 是 电力工程 的 核心部 分 ， 合 理的 电 气设计 不仅 可 以为企 业 带来较 大 的经 济并 ｌ ｊ 润， 还 能 实现 节能 的 目的。 本 文从 变压 器 的节能 设 计 、 功率 因数 的 管控 以及 输配 电线路 的电 力 电缆 合理 选择 等 方 面 ， 论 述 了电 气 自动 化工程 中的 节能设 计技 术 。 关键 词 ： 电气 自动化 节 能设计 变压 器 功率 因数
中图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ ３ ） ０ １ — ０ １ ４ ４ — ０ １
伴 随着新 时代到来的是能源的大量 消耗 ， 以及不合理的浪费 ， 能源短缺 已经成为一个世界级 的问题 。 电力资源 同样 如此 ， 电能耗 费和合理 的电力设计 已经成为人们普遍关注的问题 ， 在追求各种生 活场所 、 住宅楼 办公 楼舒适办 公的个性化服务的 同时 ， 对于 电气 自 动化工程 的节能设计 ， 也开始 了研究 。 电力设计 是电力工程 的核心 部分 ， 如何做 到合理 并兼 顾节 能技术 的设计 ， 是摆在众多企业面前 个 重要 问题 。 本文从变压器 的节能设计 、 功率 因数的管控 以及 输 配 电线路的 电力 电缆合理选择等方面 ， 论述了电气 自动化工程 中的 节 能设计技术 。
一
可 以提 高其 安 全 可靠 性 能 ， 还 能增 加 电力 系 统 的功 率 因数 ， 实 现 真 正的节能设计 。
２功 率 因数的 管控 措施
功率 因数是和 电气设备节能紧紧相关的一个物理量 ， 提高功率 因数 ， 也会提高 电力系统的无功功率 ， 进而提高系统 电能的转化效 率。 提高功率 因数 的方法一般有 以下几点 ： 一是对用户 的负载率进 行 提 高 处理 。 比如 可 以在 满足 需 要 的前 提 下 ， 选 择 极 数少 的 电动 机 。 少极数 的电动机在转动的时候 ， 具有 比较大的转矩 ， 产生 的电流 也 大， 能够 用最短 的时间进行正常 的运行 ， 提高效率 ， 减少能耗 ， 实 现 １变压器的节能设计技术 节能的 目的。 当然变频 自动控制 也可 以实现较高功率 因数的获取 。 作为 电力 自动化工程 中的重要设备 ， 变压器负责电压 、 电流和 二是在低压 动力系统 中安置具有 自动补偿无功功率的 电容柜 ， 所补 功率 的转换工作 ， 它需要 消耗大量的能源 ， 即使是空载运行状态 ， 变 偿无功功率的额度一般选择为变压器 的三分之一左右 ， 这样既可 以 压器 的运行也会造成低压系统的大量能耗。 所以如何做好变压器的 维护 电力系统稳定 ， 也可以实现节能 。 节能设计 ， 是电气 自动化工程节能设计 的首要关键问题 。 一般来说 ， ３选 择合 适的 电 力电缆 变压器 的节 能设 计主要涉及 以下几个方面 ： 作为输配电系统中不可或缺的部分 ， 电力电缆 占据了电气工程 （ １ ） 避免变压器型材 带来 的大量能耗 。 变压器 的制备材料需要 尤其是因长期维护 电力 线路而产生 的费 用。 优化设计组合在一起才能真正实现节能 ， 硅钢片 、 铜 片以及绝缘材 投资成本的较大部分 ， 故而在选择 电力 电缆的时候应该谨慎为之， 通常按照相对经济的电 料等如果设计不合理 的话 ， 就会造成很多不必要 的能耗 。 应该秉 承 对于 电 节约 的理念 ， 满足变压器 工作 的前提 下， 选择 最为合理 的材料和运 流密度 曲线和可 以通过的 电流强度来选择 电力 电缆的截面 ， 主要有铜材和铝材两种。 从成本的角度来看 ， 较 行介质 ， 既能减少 电气 自动化工程 的成本 ， 又能实现变压器节能 的 力 电缆材质 的选择 ， 之铜 电缆 ， 铝 电缆较为便 宜 ， 所以很多电气 工程都选择铝 电缆 ， 但是 目的 。 铝 电缆虽然较为便宜 ， 但是这两项性 能却落 （ ２ ） 铜材 是一种优秀的材料 ， 为变压 器配备的 电柜和 电线可 以 从安全和节能 的方面 ， 只是截面越粗 ， 铜 电缆 比铝 电缆要贵重很多 ， 因此这 种 采用铜质材料 ， 并用换位导线措施。 降低磁密并采用高质量、 较薄的 后于铜 电缆。 而其他情况下 ， 从安 全和节 能方面考虑 的 冷轧硅钢 片， 可 以有效降低空载运行时变压器 的能耗 ， 实现节能的 情况下可 以选择铝 电缆 ， 话， 推荐 铜电缆。 目标 。 （ ３ ） 现在市场上 已经 出现 了专门为节能设计的变压器 ， 在 电器 工程 中应该优先考虑这样 的变压器 。 比如ｓ ｌ ｌ 和Ｓ １ ０ 等型号 ， 它们 除 了具备传统变压 器的有点 ， 从长远看也具有很好的节能效果 。 有 了 节能变压器 ， 其之 间的接 线方式 也很重要 ， 除此之外应该杜绝变压 器长期过度运行的现象出现 ， 这样不仅会过度磨损变压器 ， 而且也 会 消 耗 更 多 的 电力 资 源 。 （ ４ ） 在工厂 或者大 型写字楼等建筑 中， 作 为 电力系统的 关键部 分， 变压 器应该被放置在 电力消耗的中间位置 ， 和其他的辅助设 备 放在一起 ， 不仅便于管理 ， 还能减少 电缆的长度 ， 节约成本和资源 ， 降低 电压 降 和 多 长 电缆 造 成 的能 耗 ， 提 高 供 电功 率 和 质 量 。 （ ５ ） 合理选 择变 压器的容量和使用 台数 。 所选变压器 的额定 容 量应 该根 据实际所 需电量来确定 。 如果变压器 的容量太小 ， 会让变 压器 长期处于过度运行状态 ， 加速其老化 ， 减少使用寿命 ； 但是如果 所选 变压器 的容量太大 的话 ， 也会使其长期处 于轻载状态 ， 过低功 率会极度浪费电力资源和变压器 使用效率 。 综合考虑 ， 在选择变压 器 的 时候 应 该 留出 大 约 百 分 之二 十 的 冗 余 空 间 ， 过 多 过 少 都 不 可 取。 关于变压器 台数 的选择 ， 应综合考虑扩容和可能 出现的过度耗 损情 况， 不能用过多的变压器 台数， 那是一种资源浪费。 如果使用的 变压器 台数在２ 台或者２ 台以上的话 ， 应该 采取 并联措施 ， 这样 不仅