电气工程中节能技术的应用探讨

田元坤

摘    要：此文简单介绍了电气自动化节能设计的关键作用与电气自动化工程节能设计的主要内容，详细分析了国家推荐的几种装备系统节能技术，并研究了电气工程中节能技术的具体应用情况，希望能够给未来的相关研究提供参考。

关键词：电气工程;节能技术;应用探讨

1  引言

电气自动化技术是我国一项比较先进的技术，有效提升了电气工程的效率与经济效益，减少了在施工过程中对人员的浪费，降低了成本投入，推动了工程的快速发展。当前，为了有效推动电气企业的发展，对電气工程进行节能设计是非常有必要的，不仅能够降低能耗，还能够为人们提供环保型的生活状态。

2  电气自动化节能设计的意义

电气自动化在各个规模、各个行业都已基本采用，它能够大大减少工作时间，提高工作效率，减少运行成本，改善工作人员的劳动条件等。近年来，随着“绿色工厂”“绿色园区”“绿色供应链”“绿色产品”等一系列绿色革命的兴起，节能领跑、绿色发展成为我国当前经济建设的重要发展目标。那么，采用先进的自动化节能技术和节能设备才是推动各行各业达到节能减排目的的有效途径。从当前国家节能的方向考虑，企业采用先进的节能技术势在必行，新建企业从建厂之初就应考虑节能的设计和节能设备的选用，而对于一些老企业来说，通过技术改造来实现节能，降低生产成本，提高产品质量才是企业发展的根本之道[1]。

3  电气自动化工程的节能设计

3.1  对变压器的筛选以及节能设计技术

变压器是节能设计中的重点配置。对于变压器科学合理的选择和性能设计非常重要，对于电气自动化工程整体设计上有着指导性作用。在节能技术设计过程中，变压器需要相互协调，因此变压器作为一种媒介是确保电气自动化和节能降耗的重要依据。

3.2  提高系统运行功率的技术

在电气自动化工作过程中，电能也涉及具体的能源消耗。只有了解其运作系统的重要技术，才能够有效地进行修改和完善。首先是自然功率因数，例如，设计者可以增加各电动机的效率，大大减少用于满足节能需要的电动机的数量[2]。

3.3  降低电器能源损耗

在电气自动化工程，导线是用于功率资源传输的主要载体，但也有导线内阻不同的电阻器。此时，在输电过程中，会产生一系列的电能损耗。为了减少阻力，应采取以下措施。首先，选择合适的线材作为线材，提高新材料的利用率。其次，需要找到一种方法来减少电线的长度。在选择路径时，应尽量采用直线传动，尽量减小曲线。在选择导体材料的过程中，应该注意选择较小的导电丝，可以直接减少相应的线和相应数量的损失。

3.4  无功补偿

当电力系统运行时，会出现一些不必要的功率，即无功功率。这不仅造成了传输介质的损失和消耗，同时也削弱了系统，这对整个过程的操作和电能质量影响很大。无功功率的最直接的表现是降低功率，从而增加了用户的费用。为了有效地避免无功功率的发生，可以根据实际情况选择相应的补偿方式来实现无功补偿，在一定程度上降低无功功率，从而做到用电成本的降低，同时提高电能质量，节约电能，提高电力企业的经济效益[3]。

4  国家推荐的几种装备系统节能技术

4.1  机床用三相电动机节能电器技术

取样电动机运行“瞬时有功负荷”作为控制信号，实时监测实际负荷、自动调整有功功率，有效减少机床能耗;即：当“瞬时有功负荷”大于额定功率1/2时自动调整为大功率，当小于额定功率1/3时自动调整为小功率，通过循环监控调整电动机的“瞬时有功负荷”来实时调整电动机功率。此技术适用于三相异步电动机驱动的机床设备改造。

4.2  基于智能控制的节能空压站系统技术

采用先进的控制技术、工业变频技术、阀门技术、综合热回收技术，对压缩机空气系统中的空压机、过滤设备、冷燥设备、管网阀门、储气罐、终端设备等单元进行一些优化控制，优化压缩空气系统能量输配效率，提高空压机的系统能效。此技术适用于空压站系统节能改造[4]。

4.3  空压机节能驱动一体机技术

采用卸载停机技术，通过采集多路温度、压力、用气量等负载特性，自动识别并控制停机时间，减少空气压缩机卸载能耗，从而提高能效水平，适用于压缩机节能改造。

4.4  基于电流确定无功补偿的三项工业节电技术

利用电容器具有充、放电和贮电的特性，采用并联补偿电容器的方式，利用带有高速计算机芯片的自动限流补偿控制器对用电器进行无功补偿和有功电量剩余回收，并抑制瞬流、滤出谐波。适用于低压三相交流电动机节能改造[5]。

4.5  旧电机永磁化再制造技术

通过对永磁体进行励磁，使电机的三相定子绕组产生以同步转速推动的旋转磁场，驱动电机旋转并进行能量转换，降低电机运转时的损耗;采用高功率因数减小定子电流，定子绕组电阻损耗较小，进一步提高效率，实现节能。适用于Y系列三相异步电动机永磁化改造。

5  终端用能产品能效提升

要想实现节能减排目标，除了采用节能技术，终端用能产品的能效提升也尤为重要，政府也鼓励生产和使用高效节能工业产品，提高工业用能设备能效水平，推进节能减排，促进产业结构的调整和优化升级，稳定经济增长。

5.1  节能变压器的选择

变压器在输变电行业中属于耗能大户，据估计，我国变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右，如果损耗每降低1%，那么每年可节约上百亿度的电。用户应选择高效节能的油浸式和干式变压器，能效水平为1级和2级，铁芯材料为非晶合金和电工钢带。这样可大大减少用户变压器有功功率的损耗。

5.2  Y型高效电动机

高效电动机与普通的电动机相比，据估计其损耗可降低20%到30%，效率提高2%到7%;一般1到2年即可收回投资。企业在新上项目或技术改造时就应选择节能型的电机或效率高、能耗低的产品。近几年，电机能效提升工作也是一项重要工作，政府对此进行监察，督促企业更换节能高效电机，以减少能耗，提高效率。企业还应对照《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录》淘汰能耗高的电机，减少生产过程中的能耗[6]。

5.3  电力蓄能设备

蓄能设备能够转移电网高峰时的用电量、平衡电网的峰谷差。蓄能设备可以在用电波谷时段来制取热量并储存起来，此时属低电价时段，然后再在用电波峰时段，也就是高电价时段把储存的能量释放出来使用，这样大大降低了企业用电成本。现阶段，我国北方地区推行煤改电供暖，电锅炉作为一种供暖主热源技术已得到广泛的应用，相比燃煤锅炉其无污染物排放;相对于燃油、燃气锅炉占地空间小、节省用地;政府在取暖期延长了用电波谷的时段，企业应采用合适的蓄能式锅炉来代替原有的燃煤鍋炉，既经济又环保。

6  结语

综上所述，企业必须从节约能源的角度出发，使生产过程中低耗能、低排放，将绿色低碳作为发展目标，加大节能技术和终端用能设备的投入，才能实现我国节能电气的跨越式发展。

参考文献：

[1] 许文杰，张晓力，杨洁，赵聪聪.浅谈电气节能技术的现状及应用前景[J].信息记录材料，2019（1）：228～229.

[2] 李彦光，樊建玲，冯艳梅.关于电气节能在工业电气设计中应用的探究[J].科技创新与应用，2018（36）：174～175.

[3] 冯二鹏.试论电气自动化设备中PLC变频节能技术的应用[J].南方农机，2018（23）：173.

[4] 薛源.建筑电气节能的技术措施及其在工程设计中的合理应用[J].中国标准化，2018（22）：51～52.

[5] 李彦光，樊建玲，冯艳梅.电气自动化在供热节能技术中的应用[J].住宅与房地产，2018（31）：151.

[6] 李莉.PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用研究[J].山东工业技术，2018（21）：123～124.