电气工程及其自动化供配电系统节能控制分析

电气工程及其自动化供配电系统节能控制分析

高强 梁蕊

中国水利水电第三工程局有限公司 陕西 西安 710000

摘要：现阶段，我国工业化发展水平越来越高，对于电力能源需求量呈现逐年增加的趋势，电力缺口情况日渐严重，特别是在一些电力资源较少的地区，电力资源的不足会对工业生产造成一定程度的影响。因此必须对现有的电力资源进行科学、合理的分配、运用，最大限度降低供配电系统中的能量损失，在供配电系统的设计和运用中，采取必要的节能措施，降低不必要的电能损失，为节省非必要的支出，促进工业健康发展。

关键词：电气工程及其自动化；供配电系统；节能

引言

现阶段，电气工程自动化技术得到了广泛应用，有力推动了各行业的自动化发展，尤其是在电力系统中，电气工程自动化技术起到了关键性的作用，简化了系统运行流程。在节能背景下，供配电节能控制模式需要得到改善和创新。为此，电气工程自动化技术的应用方式要作出调整，从设备、技术及设计等几个方面入手，强化供配电节能控制效果，真正发挥出电气工程自动化技术的关键性作用。在供配电节能控制过程中，相关工作人员应对资金的投入、回收等各个方面做到严格把控，并且不断对其进行深入分析，从源头上提升供配电节能控制水平。

1电气工程及其自动化供配电系统节能控制重要性

对于建筑工程而言，在供配电节能系统中应用电气自动化技术能够实现电力网络的调度智能化，确保供配电节能系统在运行过程中的稳定性以及供电过程中对数据的有效采集与监控。电子电气自动化技术想要充分发挥作用，就需要依托于更为先进的自动化设备，由众多自动化设备构建完整的自动化系统，将原本人工操作的过程简化，如将原有的人工电话监控模式改变为智能监控，以此实现人力资源的节约，同时还能够提升供配电节能系统的实际工作效率。除此之外，建立在全自动化设备基础上的自动化系统可以对原有电磁式设备进行替换，进而实现供配电节能系统工作站和终端设备的数字化、网络化，这种转变促使供配电节能系统更好地满足现今建筑工程的基本需求，保证建筑工程电力系统稳定性，显著提供用户的居住体验。电气自动化技术在建筑工程供配电节能控制中应用，实现了建筑工程的现代化建设目标，并且能够促使建筑工程与现阶段的社会环境更加吻合，在极大程度上加快了建筑领域的发展速度。

2电气工程及其自动化供配电系统节能控制相关措施

2.1科学计算电气负荷

在设计建筑电气供配电系统的时候，要重视电气负荷计算，不同阶段的计算方式有所不同。电气系统方案设计阶段，可通过单位指标法来进行电气负荷计算，以准确了解变压器的数量、容量。初步设计阶段、施工图阶段，则可使用系数法来计算电气负荷。单位指标法指的是根据技术措施文件中的典型场所经验，来明确用电指标，然后根据建筑面积估算项目所需要的用电容量、变压器装机容量。该方法在应过程中要综合考虑多种因素，这是因为用电指标只是一个经验范围值，其受能源种类、气候条件、建筑规模等因素影响较大，需要根据实际情况来选取适合值。

2.2改善电压偏差

在供配电系统中采用节能措施可以进一步的提升供配电系统供电效率，同时还能够有效地降低供配电系统内部的无功电流，从而大幅度地减少输电线路中的无功功率耗损。通过此种方式方法能够有效地降低输电线路中的电能损耗，进一步地改善电压偏差问题。所以，在供配电系统购置过程当中应该尽可能地选取一些功率因数相对较高的电力设备。这些设备能够有效地降低电力能源的流失，从而达到节能效果。除此之外，为了在企业实际应用过程当中有效补充无功电流，可以在供配电系统中设置内容自动补偿装置。这些装置可自动调节，能够弥补电容器产生滞后无功电流所造成的电能损耗问题。因此，要求在进行供配电系统设计的过程当中可以充分的结合设计环节中的实际情况灵活地采用电压分散补偿的方式从而弥补无功电流所造成的电压质量问题。

2.3合理选择节能变压器

变压器是供配电系统的重要组成部分，想要降低供配电系统电能损耗，提高节能效率，就要加强变压器的选型。新安装变压器时要优先考虑选取空载能耗和负载能耗等技术指标较优的变压器，如SH系列的非晶合金变压器，非晶合金变压器的铁芯由不间断的非晶合金带材卷绕而成，没有间隙，铁损极小，同时非晶合金材料不存在晶体结构，是一种各向同性的软磁材料，磁化功率小，不存在阻碍磁畴壁，这样的变压器不但能够减少空载时的负载损耗、漏磁损耗、铁损，而且能够减少绕组产生的损耗。对于现有的高能耗变压器，可以采取节能改造的措施，常见的改造方法主要有两种：第一种方法是降容改造，通过增加变压器线圈匝数，减少铁芯磁通密度，进而减少变压器的单位损耗；第二种方法是保容改造，主要方式有以下四种：（1）同时更换变压器的绕组和铁芯，减小变压器铁损和铜损；（2）将变压器绕组中的铝线全部更换成铜线，并增加绕组的匝数，以降低匝电势和磁通密度；（3）更换铁芯中的硅钢片，将原来的热轧硅钢片全部替换为冷轧硅钢片；（4）更换芯体，按照低损耗变压器标准技术要求重新设计铁芯和绕组。

2.4有效控制谐波

在建筑电气供配电系统设计的过程中，要重视对谐波的控制。谐波对配电系统运行有一定的负面影响，容易产生有害的过电压、过电流，造成用电设备受损，而且还会增加电气系统的损耗。同时，谐波电流还会干扰通信系统，难以保障断路器的正常运行。基于此，应当做好谐波预防和治理工作。（1）设计电气系统的时候要考虑到谐波的危害，选择适宜的用电设备，合理配置系统，预防谐波产生。例如，普通民用建筑可使用谐波含量较低的用电设备，或是配电变压器；（2）若是建筑供配电系统设计中的谐波含量超出标准值，则需要通过隔离设备电源、加装交流电抗器、加装无源滤波装置等方式来进行处理。

2.5功率因数补偿设计

在设计供配电系统的时候，功率因数补偿对其节能性有一定的影响。功率因数补偿能够在一定程度上减少变压器运行过程中的损耗，其能够促进功率因数的提升，把控无功电流，降低变压器的电流。在实施功率因数补偿设计的时候，要根据变配电系统的实际情况来选择适宜的补偿方式。例如说，若是采用的35kV变配电系统，则需要于配电变压器低压侧进行集中补偿；如若存在高压负荷，则需要增设高压无功补偿装置。除此之外，还可以使用分相补偿方式来处理三相不平衡线路。

2.6合理设计供配电平台

在总体设计方案中，供配电环保节能运行采用自动化服务器作为上位机软件，EPS作为机器设备端，构建线程同步数据采集结构，将相同的数据传输到中国联通的低压和高压开关柜，完成供配电系统的控制，并使用多线互联配电线路连接上位机软件和中国联通的直流屏，作为数据可视化标记的一部分，以确保上位机软件的运行稳定性。需要独立设置UPS电源的备用电源。设计的逻辑取决于收集端和计算端的排序，以及通过有线传输系统收集和传输的数据信号。这种设计方案的优点主要有三个方面：

（1）上位机软件独立运行，无论是电源还是数据信号输入，都与机器设备端互不干扰，可以保证数据处理方法的安全性和合理性。

（2）在不同的机器和设备端使用不同的传感器，分别收集运行能耗信息，保证了数据的真实性和及时性，也客观上减少了上位机软件的计算量，允许上位计算机软件选择较低的配置以确保系统的可靠性。

（3）机器设备端的分离可以保证环保节能控制分布式系统的连接，当部分机器设备因生产需求而无法进行节能降耗时，可通过上位机软件切断信号，而不损害供配电系统，利于其他机组的环保节能运行。同样，当机器符合环保和节能标准时，也可以进行相应的插座扩展，后续维护和更新的成本显著降低。

结语

在对供配电系统进行设计时，必须基于节能的角度出发，也是促进供配电系统逐步趋于完善的基本要求。这样不仅能够实现供配电系统功能的完善，运行安全性、可靠性、稳定性的提高，还可以降低能量的消耗。

参考文献

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