火力发电厂电气自动化的节能设计技术的研究

火力发电厂电气自动化的节能设计技术的研究

张超

（神华国神山西河曲发电有限公司山西省忻州市036500）

摘要：电气自动化技术在我国火力发电中具有非常重要的作用，也能发挥出极其重要的作用。本文重点探讨了火力发电厂电气自动化的节能设计技术。

关键词：电气自动化；节能设计；技术研究

电气自动化与人们的生产和生活息息相关，现代社会资源消耗严重，能源短缺，从而使节能减排成为各个国家发展的必然方向。在如此的形势下，我国电力自动化行业一定要积极迎接挑战，树立相关节能的理念，积极开发与研究电气自动化的节能技术及相应的节能产品，从而促使节能经济的快速发展。

一、电气自动化及节能设计概述

电气自动化是近年来兴起的一门新学科，随着电气自动化的不断发展，它在人们的日常生活及工业生产中起着越来越重要的作用。电气自动化的实现有效的提高了人们的工作效率、降低了企业的生产成本，同时在改善工作环境方面也起了非常积极的作用。随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，人们越来越重视对环境的保护意识，因此环保、低碳经济越来越得到推广，节能已成为当代社会发展的重要目标。

从电气自动化方面来说，随着城市电网的不断扩大和发展，大量的变频器和整流器出现，导致大量谐波的出现，给电网安全带来了很大的安全隐患。针对此情况，相关的从业人员为了维护电力系统的安全运行，要采取有效的措施来消除谐波，另外将节能因素考虑进去，加大研究力度，不断改进技术，以实现电气系统的节能。

二、电气自动化中节能设计的重要性

电气自动化的节能设计作为高新技术领域中的重要组成部分，在电气自动化中的地位显得尤为重要。电气自动化节能设计的快速发展将会极大程度的减少电力等各类能源的消耗和浪费，也能在很大程度上缓解当前的供电紧张局势，当然，电气自动化节能设计的最大好处是能提高居民生活质量，为城市居民的生活提供更加友好和谐的生活工作环境和健康发展空间。

在火力发电厂中，电气自动化的节能设计和应用会使其内部电器设备的安全系数进一步提高，极大的提高其工作效率，而且对电器进行节能改造还能节省能源，从而降低其生产成本，获得更大的经济效益。因此，电气自动化的节能技术研究是实现可持续发展的重要手段之一。

三、火力发电厂电气自动化的应用优势

1、降低发电成本。火力发电主要的原料即煤和石油，在以前无法实现这两种原料的充分燃烧，从而增加了发电成本，影响发电效率。然而，在火力发电中应用电气自动化技术后，实现了煤和石油这两种原料的充分燃烧和有效燃烧，从而避免了不必要的浪费，在很大程度上降低了火力发电的成本，提高了火力发电的经济效益。

2、资源得到最优化配置。一般在火力发电的过程中，需要的是所有的资源能否得以全面合理并有效的利用，其结果对电厂的发电效率有着直接的影响，在过去那些相对落后的发电技术，对电力设备和原材料及工作人员都没有得到更好更全面更合理的利用。造成人员和原材料的浪费，而且设备发生了故障没有得到及时的发现和维护，对火力发电造成了一定程度上损失。然而，自从电气自动化技术实现后，对设备运行中出现的障碍，能得以有效的及早发现，在操作模式方面可实现人机操作，时期资源在使用的过程中，能将其最大的可利用价值给予充分发挥。

3、发电效率显著提升。随着我国社会用电量的急剧增加，人们的经济生活水平不断地向前发展，对日常的用电需求也在日益提升，这在一定程度上加剧了发电厂的压力。但电气自动化技术作为一种全新的技术，在火力发电中的运用显著提升了火力发电的效率，这样不仅可提升发电设备的实际性能，还能全面提升火力发电的效率，从而为人们的生活和企业的生产活动提供良好的环境。

四、火力发电厂电气自动化的节能设计原则

1、安全可靠。采用节能技术，必须以电气设备的安全运行为前提，不能仅仅关注节能指标而忽略了生产作业的安全性。若想保证电气系统的安全性，最先必须要保证的就是绝缘：1）要求导线有良好的绝缘效果；2）要求在走线的过程中导线之间有一定的绝缘距离。此外，防雷、地接等问题也要纳入设计的考虑范围之内。

2、先进技术。信息技术的不断进步，使各种新型节能技术和设备层出不穷，进行电子自动化节能设计要综合考虑实际情况，适时引入先进的设备和技术，确保电子自动化的节能设计符合时代发展潮流，实现最大化的节能效果。

3、有力支持环保。电气自动化节能技术的应用目标不仅要注重对能源的节约，提升能源的使用效率，同时还需注重电气自动化工程整体技术的提升。所以在进行节能设计时，需注重对材料的选择，应用具有经济性、安全性和先进性的材料，防范电器产品老化。若要对废弃的电器进行处理，需注重对污染的控制，确保环境，促进能源利用的可循环。

4、经济便捷。电气自动化设计不仅对火电厂有着重要影响，对人们的生活也有重要意义，在其中加入节能技术，能使人们的生活更加舒适，为人们营造出更好的生存环境。在对其进行设计时，应加入客户方面的考量，融入相关人性化设计，让使用效率不断提升。此外，还应提高社会的经济水平，通过融入各项技术来使国家均衡发展，从而让我国可持续发展的伟大战略目标得以实现。

五、电气自动化的节能设计技术

1、降低电能的损耗。降低对电能的损耗也是对电器自动化进行节能设计的最直观的目标，电能损耗的降低能将电网的损害程度降到最低，在进行实际的传输时，减小电阻能直接快速地将电能的损耗降低，还能降低功率的消耗。具体而言，就是导线材料的电导率与电能的损耗成正比，也就是说要想降低电能的损耗，就要选择电导率较小的导线，所以在导线的选择时，要始终注重材料的选择，千万不要选择过长的导线，因为电流是保持不变的，导线过长只会导致损耗的电能越大，而由于导线过长导致布线时杂乱无章，也会增加电能的损耗，若将导线的横切面加大，就能减小电阻，进而降低电能的损耗，另外还可通过缩短供电距离来达到降低电能损耗的目的。

2、合理配置变压器。变压器是电力系统节能的重点对象，电气自动化节能设计时应选择功率损耗小、单相自动补偿设备、三相四线制的变压器，保障电能输送过程中电流负荷的均衡稳定，降低电能资源消耗，起到节能环保的作用。变压器的选择可从三方面考虑：1）本着节能的设计理念选择变压器的材质、材料和运行介质，例如硅钢片、铜片及绝缘材料等选择要合理；2）综合考虑变压器的安装位置，既要便于管理和维护，又要尽量减少电缆的铺设，已达到节约能源，降低成本的目的，基于此，变压器应尽量与其它辅助设备安装在一起，放置在电力消耗的中心位置较好；3）变压器数量和容量的选择要全方位考虑当地的实际用电量，对电力用户的用电量进行合理的计算，避免出现由于变压器数量的不合理产生过度消损的情况。

3、合理选择无功补偿设备。无功补偿设备是对无功功率进行补偿的电能设施，在整个电力系统中，无功补偿设备占据着重要的地位。它可使变压器的输电消耗减少，进而达到功率提高的目的，这种电能设备在节能方面和保证供电质量方面都发挥着非常积极的作用。在进行无规律补偿设备的采购工作时，一般要把握好以下几点：首先，要以参数为依据开展选择工作；进行无功补偿设备的选择工作时，要考虑到设备的各项具体参数，例如电压的最大负荷和最大容量等。其次，要以电网的实际运行状况为依据进行选择。选择无功补偿设备时不仅要考虑到具体的参数，在这个过程中还要以电网的实际运行状况为主要依据，所以要熟练掌握各个补偿线路，并对负荷状况有一个清晰的认知，若电网的负荷较大时则使用动态补偿设备。再次，要使用与实际状况最相符的投切方法。开展无功补偿设备的选择工作时，不应再使用之前落后、传统的投切方法，为使补偿效果得到更好的提高，必须要选择适用性最强、准确程度最高的投切方式。最后，各个电气设备最好采取就地安装方法，采取这种工作方式是为了能促进补偿作用很好的发挥，从而避免产生电能的浪费。

4、选用新型光伏设备。目前，我国光伏产业发展迅速，不论是在技术上还是品牌上都有较强市场竞争力。随着科技水平的不断提高，我国光伏研发技术不断突破。在节能环保理念的背景下，通过有效地将光伏技术同电气自动化技术进行结合，能使节能环保的效率得到有效的提升，从而实现光伏设备在节能减排方面的价值。当前，光伏产业的环保标准不断提高，并且有完整的系统体系，将新型光伏设备应用于电力系统中，能提升电力系统的节能能力，还保证了供电的质量。

5、使用有源滤波器，维持电气设备的正常运行。在电气设备运行的过程中，谐波的出现无法避免，它不仅会降低电气设备的可用性，直接损害电气设备的质量，造成严重的电能消耗和损失，谐波频繁作用于电网上，还会导致电网电压的不稳定性，容易使操作出现失误，从而影响电气设备的正常运行。此外，谐波还会减短电动机的寿命，会干扰其它设备的正常工作等。而有源滤波器运行的速度非常快，滤波功能较为彻底，价位虽然比无源滤波器高，但它在过滤的过程中不会产生谐振等“副作用”，所以使用有源滤波器能有效过滤谐波，抑制它的出现，减少误操作，极大地提高供电的可靠性，能有效维持电气设备的正常运行，对设备起到了很好的保护作用。

6、照明设计优化。在电气自动化的节能设计中，照明设计也是不可忽视的一部分，在照明灯中加入更多的节能设计，不但能间接增强人们的节能意识，更能在具体的实施过程中充分起到节能的效果。因此，在进行节能设计时，将节能、经济、适用等综合因素考虑是十分必要的，而高效光源就是电气自动化节能设计创新的产物，和普通照明相比，它不仅明亮耐用，还能在很大程度上减少能耗。

六、电气系统自动化节能设计技术的应用

1、优化配电的设计。电力工程的设备动力是靠配电供给的，这是电力体系的根本性服务。因此，要考虑到电力工程的实用性一定要符合用电器械的可靠性和负荷容量的需求，这是在设计配电时的标准，同时还需要保证电气器械的控制标准。在进行配电时，除要保证用电设施的标准外，还需确保电力工程的可靠性、灵活性及容易操控性和稳定性等。另外，还需保证电力工程的安全操作，为了达到此要求，要保证导线良好的绝缘性，进行布线时，导线的绝缘距离要保持适中，并且还需保证导线在动态方面的稳定性，在接地和防雷方面的设备也要保证其安全性。

2、提高电气体系的运转效率。在设计电力系统过程中，首先要选择良好的节能设备，为达到节能标准奠定良好的基础。并且为了让电力体系在运转工作时实现节能的效果，还可采用减少电路中的消耗、无功的补偿和均衡负荷的方式来进行，比如：进行配电的设计过程，可采用合理地设计参数，同时合理地调整负荷来实现节约能源的目标。通过这些方式，电力体系进行运作与安装时，能使设备的工作效率和电源的整体使用率有了很好的提高，进而实现降低电能的损耗。

七、结语

电气自动化设备是在电力系统领域应用十分广泛的工具，其在提升电力系统生产力及生产效率方面发挥关键作用。然而，随着电气自动化设备在电力领域的广泛应用，其存在的问题也不断显现出来，其中尤以其能耗大的问题最为显著，其极大的提升了电力系统的运营成本，不利于电力系统总体经济效益的提高，也阻碍了电力系统未来的健康可持续发展，因此加大对其电气自动化节能设计技术的相关研究有着积极意义。

参考文献：

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[2]付国闯.浅析电气自动化中的节能设计技术研究[J].经济管理，2016（11）.

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