浅谈电气自动化的节能设计技术

时间:2020-10-07 15:16:24 自动化毕业论文 我要投稿

浅谈电气自动化的节能设计技术

  随着世界能源的大规模使用及其不合理的浪费,能源的短缺越来越引起发达和发展中国家的普遍关注,以下是小编搜集整理的一篇探究电气自动化节能设计技术的论文范文,欢迎阅读参考。

  摘要:随着工业技术、电气工程技术的进步和发展,关于节能方面的设计越来越重要,节能设计是电气工程的灵魂,节能设计的合理与否直接影响着企业的财务开销、经济成本及其生产维护。在此,简要地谈一下电气自动化的节能设计技术。

  关键词:变压器设计;节能设计

  一、引言

  随着世界能源的大规模使用及其不合理的浪费,能源的短缺越来越引起发达和发展中国家的普遍关注。其中,电力能源的耗费和电力设计也引起了人们的高度重视。人们在追求智能楼宇、博物馆建筑、住宅楼和校园建筑的舒适、安逸、安全和人性化的同时,也开始注重电气自动化工程的节能设计,既要做到合理、达到用户使用需求,又要兼顾到节能设计。

  二、变压器的节能设计

  变压器是电力自动化工程中的重要设备,承担着转换电压、电流和功率的重要作用。变压器是耗能的大户,当变压器处于空载运行状态时,低压系统的能源损耗绝大部分是变压器自身的运行损耗。因此,变压器的节能设计是否合理是整个电力工程节能设计的关键环节。

  通常,变压器的节能设计要从下面几个环节来考虑:

  1.减少变压器的型材损耗。例如,变压器用的硅钢片、钢材、铜线和绝缘材料、绝缘子和变压器油等都是正常变压器所构成所必备的材料,这些材料的设计选择如果不合理,要消耗供电系统的大量电能,若是本着厉行节约的.理念,在满足变压器工作要求的前提下,周密合理地选择材料和运行介质,可为电力工程间接地节约施工成本和节约电能。

  2.为降低变压器的电能损耗,配电线路和配电柜,应尽量选择铜材并且采用换位导线措施,基于降低变压器的空载损耗考虑,应降低磁密并应尽量的选取冷轧用的高质硅钢片,在满足设备运行要求的条件下,尽量采用较薄的硅钢片,达到节能的目的。

  3.选用节能方式的变压器。目前,S11和S10都是为节能的设计要求而“量身打造”这种变压器不仅继承了原有变压器的优点,还具有高效的节能特性,从生产长期运行来看,节能效果比较显著,可作为节能设计的首选变压器。同时,设计时,要注意选择合理的变压器接线方式,合理的接线方式对节能的影响也十分重要,同时,在变压器的生产运行期间,不应让变压器长期过载运行,使得变压器处于超温运行状态,这样不仅加速变压器的老化,同时也增加了变压器的电能损耗。

  4.在工厂车间或大型智能楼宇,由于生产负荷率很大,变压器按设计规范要求通常都放置在电力负荷的中心位置,尽量地与冰冻机、空压机、大型引风机、离心机等大的生产负荷放置在一起,这样便于生产管理,更重要的是可以减少现场电缆的长度、减少输配电线路的事故率,降低线路的电压降和电能的损失,同时提高了系统的功率因数和电能的质量。具体的放置位置要根据生产现场工艺设备的分布和实际情况来布局。对于大型的智能高层建筑,为了经济考虑,应尽量放地下层,因为智能高层用电量大的电气设备多数在低层。

  5.选择适宜的变压器容量及台数。

  三、提高功率因数

  功率因数是电气运行的重要物理量,它与电气设备的节能密切相关。功率因数如果长期控制在比较高的水平上,电力系统的无功功率就会变大,系统电能的转化率就会变高。提高功率因数的方法:一是通过提高用户负载率,例如对于动力电气设备,诸如电动机,可以在满足工艺生产要求的前提下,尽量选择极数较少的电动机。因为少极数的电机,其起动转矩较大,起动过程中的电流也相对较大,所以电气设备在最快的时间内正常运行,效率很高,同时也节约电能的损耗。此外,可让电动机实现变频自动控制,使得电机在负载较小时,获得较高的功率因数。当用户的负载率控制稳定在0.7左右,会使变压器的一次侧功率因数达到最高。二是在低压电力系统中装设自动补偿的电容柜,来补偿无功功率。一般来说,其无功功率的选择尽量控制在变压器的20%-30%,这样使得电力系统稳定,并且节能效果最佳。

  四、电力电缆的选择

  电力电缆是输配电系统的重要组成部分,其线路成本占总的电力工程的投资而言,相对较大,特别是电力线路长期投入使用,维护量会越来越大,所以电力电缆的选择应谨慎选择。电力电缆的截面选择:通常按照经济电流密度的曲线和持续允许的电流来进行选择。在一年中负荷最大的使用小时数相同的情况下,利用前者选择电力电缆通常比按后者选择的电缆截面要大一个等级,这样对于电缆材料的投资和使用量非常不利。在选择电缆材质时,因为铜电缆价格的确比铝电缆的价格贵许多,因此不少工程都选购了铝电缆,其实从电力电缆的长期经济稳定运行的角度来看,铝电缆在安全和节能方面是不占据优势的。但是铜电缆越粗,比相同截面的铝电缆贵重的倍数越大,所以在保证安全的前提下,个别截面较粗的电缆可以选取铝电缆,这个有待于探讨,具体情况具体分析,但是较小截面的铜电缆比铝电缆贵不太多,推荐选择铜电缆。

  五、合理选择光源

  为了达到照明工程的节能设计,其光源的选择推荐选用高效能的光源,这种高效能的光源的发光效率是普通照明灯的好几倍,可以大量的节约电力电能。对于工厂、住宅用的卫生间及其上下楼梯间应尽量选择节能显著的吸顶灯为宜,虽然这类灯具的功率相对较低,但是也可以满足人们和用户生活的需要,所以选择此类灯具会节约很多的电能。对于图书馆、阅览室和超市的货架处可以选择紧凑型荧光灯,因为它的光通量较高,光线比较集中,适合这类场所和人们生活的实际需要,且减少了照明工程的投入成本和安装。

  六、小结

  综上分析,电力工程的节能设计的重点是变压器的选择、功率因数的保持和控制,以及输配电线路的节能设计,对于这三方面来说,还有很大的节能空间可挖,需进行周密的思考和设计。

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