电气自动化中的节能技术使用探析

学术论文 2018-11-08 15:51:32
    1电气自动化的系统应用现状
    现阶段,针对电气自动化进行研究可以发现,负序、无功与谐波等是电气系统中存在的主要问题,国内外虽然已有相应的研究成果,但我们国家作为人口大国,变电所电气自动化的应用压力会更大,非线性的不可控问题更加严重。另外,电气的自动化系统一定要保证供电的安全与可靠,还要保证其可以带来良好的经济与社会效益。所以,为了对谐波进行有效消除,从节能方向做出考虑,电气自动化应该从无功补偿、电力滤波器及变压器等相关技术入手,对节能技术在电气自动化中的应用做出分析与探讨。
    2电气系统的设计
    首先,电气系统的设计可以有效提升其运行效率,在电气系统中运用节能设备,从选择设备初期就为电气系统奠定良好基础。此外,可以运用均衡负荷、补偿无功以及减少电路损耗等,使电气系统在运行中实现节能目的;其次,电力系统可以为相关用电设备提供必要动力。在进行配电设计过程中,需要把电力系统的适用性充分考虑进去。需要满足用电设备的负荷容量及可靠性要求。在配电过程中,除了符合用电及电气设备的相应要求外,还要确保电力系统的灵活、稳定、高效与容易控制等。在配电设计过程中充分考虑到电力系统的安全性。具体操作可以从保障导线良好的绝缘性,确保走线时各个导线之间绝缘距离合适等入手。
    3节能技术在电气自动化中的应用
    3.1无功补偿
    在电力系统的供配电设备中有很大一部分的无功功率产生,从而增加了对线路产生的损耗,使电网电压下降,对电能质量与电网运行产生不良影响。一般用户的无功功率其表现是功率的因数较低,在功率因数不超过0.9时,用户会给供电部门缴纳相应罚款,无形中增大了用户的用电成本,导致经济效益下降。这种情况下如果选择适当的无功补偿相关设备,才会形成无功平衡,提升功率的因数,继而达到节能减耗、稳定电压与提升电能整体质量的目的,从而提升相应的经济效益与社会效益。如:在运用无功补偿的设备时,确定电容器的容量应该结合配电电压的负荷、容量及三相电压平衡度、目标的功率因数以及电容器的容量参数等。而如果在补偿处发生了谐波需要进行一定量电抗器的串联,对线路上的谐波进行有效滤除。
    3.2降低电能在线路上的传输损耗
    电能在传输时因为导线上有电阻而发生有功的功率损耗,但线路的电流是无法改变的。想使线路上的电能损耗变小,就只有对导线电阻进行有效减少。减少导线电阻可以从几方面着手:选择电导率比较小的材质作为导线;把导线长度进行有效减小,在布线时让导线走直路防止走更多弯路,从而减少导线的相应长度,以有效减少电能在来回电路上产生的损失;变压器应尽量接近相应的负荷中心,继而减小相关的供电距离;增大导线横截面积;在允许的条件下,尽可能选用横截面积比较大的导线,继而运用减小电阻的方式把损耗减少。
    3.3选择相应的节能设备
    除了在电气自动化的系统中运用节能技术,还可以选择新型的节能设备,通过节能变压器以有效减少运行当中的铜损与铁损;电动机运用变频电机与变频器。在设计时注意高次的谐波可以引起电的机定子铜耗、铁耗、转子铜耗与附加的损耗等,最显著的要属转子铜耗。异步的电动机是用接近基波频率对应同步转速进行旋转的,高次谐波的电压用比较大的转差对转子导条进行切割,会导致更大的转子损耗产生。此外,还要对因集肤效应产生的相应附加铜耗进行充分考虑。这些损耗会使电动机发生额外发热,降低效率,减小相应的输出功率。因此,运用节能电机可以很大程度上降低电动机的铁耗、铜耗与其他附加的损耗等。
    3.4滤波器
    电力系统拥有一些设备与负荷的非线性特性,也就是所加电压和产生电流成不了线性的关系而构成波形畸变。这些设备或者负荷在进行传递、交换与吸收系统的发电机,供给基础能量同时,把一部分基波能量向谐波能量进行转换,给系统倒送出大量高次谐波,让电力系统电能质量降低。谐波对电网会产生如下影响:谐波对于变压器与旋转设备其危害是增大损耗与发热,使其振动出现噪声,发生机械损坏与金属疲劳,还会引发附加的損耗;谐波可以使得系统电容、电感产生谐振,让谐波产生放大现象,使谐波的电压升高、电流增大,从而引发继电保护与自动装置的误动现象,从而对系统设备产生损坏,引发系统事故,对电力系统的安全运行产生威胁。同时,谐波还会对通信设备产生干扰作用,增大电力系统的功率损耗,使得无功的补偿设备无法正常运行,为用户与系统带来很大损害。
    为了防止谐波对电网产生危害,需要对谐波进行有效消除。对电网的谐波进行限制的主要措施包括:加装交流的滤波器与有源电力的滤波器;增加相关换流装置脉动数;强化谐波的管理,当前有效消除谐波最好方法就是运用有源的滤波器,其拥有很多的特性。
    3.5其他节能技术
    在电气自动化中还要大力推行水力、风力及太阳能等光伏电技术等,提升自然能源的利用率,节约相应的社会资源。照明在整体用电中占很大一部分。所以,应用光色好、具有优异显色性能、发光率高等高效光源作为照明光源是更好的选择。
    4结语
    电力自动化中节能技术的应用是针对电力系统进行的革新,在安全环保与降耗节能方面拥有无法替代的重要作用。要想做好电气自动化的相应节能工作,需要从工程设计至最后安装竣工进行节能技术的全面考虑。同时,还要使节能技术在电气自动化中的效果更充分地发挥出来。伴随着社会的不断进步与发展,节能技术在电气自动化中正处在发展阶段,未来的节能技术研究将会拥有更广阔地发展前景,相关的节能技术会朝着更好的方向进行发展。

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