電力自動化節能設計技術探討
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摘 要：節能減排政策的實施給建筑能耗指標制定了更高的要求與嚴格標準，也讓電力自動化節能技術得到了創新與發展。尤其是現代建筑當中，電氣化程度的不斷提升，也讓電能消耗量顯著提高。由此看出，電力自動化節能技術的研究工作需要得到進一步深化，為實現可持續發展的戰略目標不斷努力。
關鍵詞：電力自動化;節能設計;技術探討
中圖分類號：TM76 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）11-0080-02
Abstract： The implementation of energy saving and emission reduction policy has set higher requirements and strict standards for building energy consumption indicators， but also let power automation energy saving technology have been innovated and developed. Especially in modern buildings， the continuous improvement of the degree of electrification， but also make the consumption of electric energy significantly increased. It can be seen that the research work of power automation energy-saving technology needs to be further deepened， in order to achieve the strategic goal of sustainable development.
Keywords： power automation; energy-saving design; technical discussion
引言
我國的城鎮化速度發展較快，且在短時間內并不會放緩，也給社會發展帶來強大的推動力。但我們需要意識到的問題在于能源消耗量同樣驚人。在《國家新型城鎮化規劃（2014-2020）》中也明確提到電氣設備的合理運行方式，也說明電力自動化節能設計的效果直接影響到技術周期。
1 電氣自動化節能技術的原則與方向
在社會電力工業發展的背景之下，電力自動化的重要性更加顯著。傳統技術與現代自動化技術間的障礙也在逐漸消失。大規模的電網要求下也會出現更多不可預測的發展情況，且城市規劃也必然需要考慮到負荷問題。
1.1 控制電能的損耗損失
對電能消耗與損失的控制是節能設計的基礎性內容，也能實現真正意義上的“電網減負”工作。在實際的電能傳輸環節，通過減小電阻的方式能實現功率損耗降低的目的。在常規的物理實驗當中，導線材料、導線長度、截面積等都會對電阻值產生不同程度的影響，電導率越小的導線材料產生的電能損耗也越低。由于電流的固定性，我們在導線材料、導線長度等參數方面需要進行合理設置，明確節能技術的原則與方向。
1.2 無功補償設備
無功功率補償的電能設備在當前的電力系統中發揮了至關重要的作用，它不僅能夠通過變壓器方面的輸電消耗調整來提升其功率，還能有效地提升供電質量。因此在無功補償設備的選擇方面，應考慮其性能，嚴格按照要求執行。首先在參數方面，需要考慮到電壓負荷、容量等參數進行選擇適用，并結合實際的電網運行狀態來合理選擇。由于無功補償設備在使用過程中需要配合電網的實際運行狀態，才能讓搭配負荷節能效果。其次是投切方式的合理選擇，轉變傳統的滯后模式，選擇一些使用廣泛、穩定性較高的投切模式。最后還可以通過就地安裝設備的方式來控制電能消耗。
1.3 光源控制
光源控制是照明設計中的重要組成部分，在照明設備中加入更多的節能化設計方案，可以在具體的應用中起到節能作用[1]。高效光源是電氣自動化節能設計的新產物，相比于普通照明，不僅在能耗上實現了降低，且使用性能較好，在今后的建筑設計、公眾場合必然能發揮更加顯著的作用。
1.4 配電設計優化
電力系統在安裝環節中會涉及到一些需要用電的設備，且設備運行普遍需要動力支持。整個配電設計系統應該具有較好的適用性，滿足負荷容量與供電穩定性的要求，同時也需要保障控制方式的合理性。例如配電設計過程中的絕緣要求、絕緣距離等，讓用電設備、配電設備均處于安全狀態之下，電力系統的安全運行同樣還需要進行防雷、接地等方面的設計。
1.5 光伏設備
光伏產業的發展在近年來速度較快，從產業規劃、品牌效應與行業規模來看都實現了技術創新，競爭力較強。我國已經形成了相對完善的光伏設備制造業。人們能源保護意識的出現也讓光伏產業符合未來綠色發展的理念，必然成為今后的主流節能規劃工作。因此，電氣自動化節能設計與其進行配合，不僅符合節能減排的基礎性要求，還能符合科技創新理念。
1.6 變壓器與濾波器的使用
節能設計的有效性很大程度上和變壓器的選擇有直接聯系。為了維持電流平衡，單相自動補償設備的使用可以發揮顯著作用。另一方面，電氣設備運行環節，諧波出現無法避免，為了減少電能過度消耗與產生的損失，就需要避免諧波對電動機性能和壽命的影響。目前多采用有源濾波器來過濾諧波，保障供電可靠性的同時，維持電氣設備的正常運行，起到技術保護的效果。
2 常用電力自動化節能設計研究 2.1 變壓器節能設計
要保障變壓器的正常運行，需要控制兩個方面的技術指標。一方面是維持變壓器正常運行的基本指標，包括容量、電流、電壓等額定指標;此外還包括變壓器在正常運行環節可能產生的內部功率損耗，即空載電流、短路阻抗、負載損耗等。按照《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》的要求，對于節能型變壓器選擇的要求進行了相對詳細的劃分，其中1級也是自身功率損失最小、節能效果最好的產品，也是我國變壓器設備節能的高要求水平。在實際的使用過程中，無論變壓器屬于干式還是油浸式，都應該滿足基本的3級標準要求，而變壓器達到節能標準時的判定依據為功率損失指標不高于限定的2級標準。在目前的技術水平下，已經有在變壓器中加入非晶材料的方式，尤其是在配電領域的使用廣泛。技術的程度與發展也會進一步維持設備的運行時間，保證長時間的節能效果[2]。
2.2 照明節能設計
照明節能設計工作在我國的深入開展之下，各行業都在生產方式與操作模式上進行了調整，通常來說在保障原有功能的前提下應創新工作流程，改善能源使用效率。照明節能設計不僅改善了光環境，還能降低能源消耗，因此從智能化設計的角度進行方案研究，也能保障最佳的運行效果。在照明光源的選擇上，LED燈是當前的常見光源。而在控制系統的設計方面，照明系統應該明確技術應用的需求與電力系統的設計要求，在符合國家相關要求的基礎之上來選擇合理的控制策略。例如根據傳感器區域、照明策略的差異可以有效地對控制裝置進行布置，在設計圖中得到合理體現。如果在圖中無法明確表示，也需要在圖紙中進行詳細說明[3]。
3 電力自動化節能設計的實際應用
3.1 建筑照明設計
當前建筑物常用的總線控制系統，就可以將不同的模塊進行連接，在相關指令下展開模塊的組合，實現工業自動化。在部分高層建筑中的防御、監控、通訊體系也可以通過電氣自動化來實現現場總線控制，連接系統和相關的智能設備。系統準確的性能具備良好的時效性，控制更加靈活，應用此項技術的價值變得更加顯著，也能改善當前的技術發展趨勢。發展至今，電力自動化的節能設計也朝著設備智能化、在線監測、互感器等方向發展。在節能控制方面，例如每個房間內的燈具都可以通過智能化模塊控制，改善當前建筑中存在的電能流失狀態。另外還可以通過安裝探測器等方式來控制房間內部的設備合理運行[4]。
3.2 空調系統節能設計
從空調系統來看，冷卻水系統與冷凍水系統的規劃設計工作非常重要。冷卻水系統利用空調主機對入水溫度、出水溫差數據的采集來調節水泵，但應該考慮到進水溫度和環境、風機性能有直接聯系。如果溫差設定值固定，那么進水溫度不便的前提下水泵轉速保持穩定。為了保障空調制冷效果，可以進行系統變頻調速，以自動控制模式來規劃技術參數，實現系統的節能設計。而冷凍水系統則分別對冷凍主機和溫差進行自動調節，如果室內溫度劇烈變化時，溫差信號產生變化，冷凍泵在感知信號差異后會降低輸出功率達到節能的作用。
4 結束語
節能減排作為國家的基本國策，我們也需要明確這一發展目標，利用自動化技術等先進手段來實現節能目的，并大力發展“節能經濟”。在未來的工作中，還應該高度重視各個方面的節能設計，包括變壓器、照明等，多維度地提供技術支持，并將技術手段運用至電力系統當中，維持電力系統的快速發展，促進城鎮化水平的提升。
參考文獻：
[1]張金平，楊威.當前節能設計技術在電氣自動化中的應用分析[J].中國管理信息化，2015（22）：44-44.
[2]陳義清.智能照明控制系統在高校圖書館照明節能設計中的應用[J].現代建筑電氣，2013，4（6）：14-18.
[3]王振輝，彭小磊，高偉.基于級差控制法的中央空調系統節能設計[J].自動化與儀表，2012，27（7）：34-37.
[4]宋巖峰，秦軍峰，劉勇，等.現代大型高層建筑電氣節能設計方法及措施[J].現代建筑電氣，2013，4（7）：50-52.
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