电气自动化节能技术分析

引言

这些节能技术的实际应用不仅降低了企业的运营成本，提高了设备的利用率和生产效率，还对经济效益和环境效益产生了积极影响。因此，需要加大技术研发力度，提升技术成熟度，通过政策引导和财政支持降低应用成本，同时加强节能宣传与教育，增强全社会的节能意识，以推动电气工程自动化领域的绿色、高效、可持续发展。

1 电气工程及其自动化概述

电气工程涵盖电能产生、传输、分配及电气设备的设计与应用，自动化技术通过机械设备或电子设备自动完成任务，减少人工干预，提高效率与质量，在电力系统运行维护、电气设备控制管理及智能电网建设中至关重要。自动化技术越来越重要，智能家居系统集成传感器网络与数据平台，实现家电智能化控制。当前电气自动化技术正向智能化、集成化、网络化演进，物联网技术促进电气设备互联，大数据与云计算提升数据处理能力，支持电力系统监测与预测，人工智能算法优化电力调度与故障预测，适应可再生能源并网需求，推动电力行业数字化转型，构建清洁高效的能源体系。

2 电气自动化节能技术分析

2.1 电能回收与再利用技术

电能回收与再利用技术对于提高整体电气系统的能源效率具有重要意义，其核心是通过对于电能的合理分配、回收以及再利用，减少无谓的能源损耗，降低全生命周期的能源消耗，在许多产业场景中，如电动汽车、轨道交通、工业自动化等，都可见到此类技术的应用。首先，再生制动技术在节能方面的应用具有显著意义，以轨道交通为例，通过将列车制动过程中的动能转换为电能进行回收，并存储于储能装置中，实际应用中，轨道交通再生制动能量回收效率可达到 30% 左右，同时电动汽车等应用场景中，Applicable 舍密特触发器结构和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）变换器可实现能效高达 95% 以上的电能回收与再利用。其次，通过协同优化整个电气系统的运行，实现电能的高效利用，采用此类技术可以实现约 10% 的节能效果。此外，对于发电场景应用，励磁调压系统的优化对于提高发电机组的能效具有至关重要的作用，采用改进的自适应控制策略和增加高效的滤波器、变压器等电气系统元件，有助于提高励磁调压系统的性能，并降低综合能耗。

2.2 减少电能传输损耗

在电气工程自动化系统中，电能传输损耗是不可忽视的一部分。为了减少这部分损耗，我们可以从传输线路和变压器两个方面入手。对于传输线路，选择电阻率小、导电性能好的材料作为导线，如铜芯线，可以有效降低线路上的电能损耗。同时，合理规划线路布局，缩短传输距离，减少线路中的弯折和接头，也能显著降低电能传输过程中的损耗。对于变压器，采用低损耗、高效率的节能型变压器，如非晶合金变压器或卷铁芯变压器，可以大幅降低变压器自身的能耗。此外，通过优化变压器的运行方式，如采用有载调压技术，根据负载情况自动调整变压器的输出电压，也能进一步减少电能传输过程中的损耗。

2.3 优化设备选型

电气自动化工程的设备选型是系统能耗最关键的因素。要达到节能的目的，就需要详细准确地优化设备选型。首先是要优先选用高效能低能耗设备，以保证既能满足生产需要，又能减少能源无谓浪费。具体而言，电动机、变压器和变频器等关键设备，要优先选择能效等级较高、节能效果明显的机型。其次是设备选型时要充分考虑运行环境及负载特性。如对经常启停的装置，应选择响应快、能量回馈效率高、能降低启停时能量损失的变频器；对温度高或者湿度大等恶劣环境中的设备，应选择散热好、防护性能强的机型，这样才能保证设备稳定工作，同时减少由于环境因素造成能耗的上升。另外，在进行设备选型时也要注意对设备进行检修与维护，通过定期检查与维护，能够及时地发现与应对设备中出现的各种故障与隐患，保证设备处于最佳的工作状态，以减少由于设备故障而造成的能耗上升。同时，合理地维护与保养也可以延长设备使用寿命，降低由于更换与修理设备而增加的费用。

2.4 照度系统节能控制

在电气工程中，灯光照度的节能控制是实现绿色节能的关键措施之一，灯光照度的节能控制主要依赖精确的传感器和高效的控制系统。由于照明系统的响应速度和调节精度难以达到理想状态，会影响照明控制的精确度，特别是在大型建筑或历史建筑中，改造现有的电气系统以集成智能照明控制可能会遇到技术和成本上的阻碍。因此，建筑灯光照度的节能控制要与建筑物整体能源管理系统相结合，实现更高效的能源利用。

2.5 热交换技术

热交换是利用热量在不同介质之间传递的过程，通过热交换设备，将高温介质的热量传递给低温介质，以实现能源的转移和利用。在电气设计中，热交换技术被广泛应用于暖通空调系统、热水供应系统等，用于回收废热、提高能源利用效率。通过热交换器回收空调排出的废热，用于加热供暖水或预热进入的新鲜空气，降低供暖能耗。利用热交换器将热水循环管道与冷水供应管道进行热交换，提高热水供应系统的能效。通过热交换技术，可以将废热转化为可利用的能源，热交换技术能够提高暖通空调系统和热水供应系统的能源利用效率。利用热交换技术回收废热，可以减少对传统能源的依赖，降低能源消耗成本，实现节能减排的目标。通过在电气设计中应用热交换技术，可以有效提升能源利用效率，降低能耗成本，为可持续发展和环境保护作出贡献。

2.6 供配电系统的节能设计

供配电系统作为建筑的能源心脏，其效率与节能性直接关系到整体建筑的能耗水平。第一，合理规划供配电系统架构。在设计初期，设计师应根据建筑的用电需求、负荷特性及未来扩展潜力，科学规划供配电系统的层次与结构。根据建筑的功能分区和用电负荷分布，合理规划配电线路，尽量减少长距离输电，降低线路电阻带来的能量损耗。第二，设计智能配电管理系统。为提升用电的精细化、智能化、自动化，要以“实时监测与数据分析”“负荷预测与优化调度”“故障预警与快速响应”为出发点，设计智能配电管理系统。例如，根据实时监测供配电系统的运行状态，采集电压、电流、功率因数等数据需求，在设计中引入智能电表、传感器等设备，并明确安装位置、节点等。第三，优化电能质量设计。为进一步减少电能损耗，设计师在设计过程中，要合理配置谐波治理装置，如无源滤波器、有源滤波器等，以减少谐波对系统的影响，提高电能质量；合理配置电压调节装置，如自动电压调节器（AVR）、稳压器等，以确保系统的电压稳定，减少能耗；合理配置三相平衡装置，如三相平衡调节器等，以确保系统的三相平衡，减少线路损耗。

结语

综上所述，能源、资源问题是社会经济发展过程中需要重点处理的内容，建筑行业要做好对能源、资源重要性的认识，明确自身在项目建设、行业发展过程中都需要消耗大量的能源、资源。为了保证建筑行业的健康发展，并为社会经济发展提供长期动力，要进一步做好对节能工作的重视，将建筑电气设计作为重要切入点，主动将节能技术应用到其中。

参考文献：

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