电气自动化系统节能控制设计
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摘 要：电气自动化技术的不断发展，大大提高了现代工业的发展，但是当前环境污染问题的日益严重，要求企业要在降低能耗方面入手，实现电气自动化系统的节能控制。首先论述了电气自动化系统节能设计技术的概念，然后具体分析电气自动化系统节能设计的关键技术，最后以建筑照明系统节能控制为例阐述节能控制设计方案。
关键词：电气自动化；节能控制；设计
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2015）15-0186-01
1 电气自动化系统节能设计的概述
电气自动化系统就是通过计算机控制系统将所有的电气设备链接为一个统一的控制平台系统，该控制系统可以根据外界条件、环境以及电气设备的运行负荷等情况的变化自动调节各种设备的运行参数，进而使得电气设备始终处于最佳的运行状态。电气自动化技术与人们的生活、生产密切相关，因此实现电子自动化系统节能控制无论是对提高工作效率，还是对降低能源消耗都具有重要的作用。
基于电气自动化系统节能技术的重要性，为保证电气自动化系统的工作效益，在进行电气自动化节能设计时一定要遵循以下原则：一是安全性。电气自动化节能设计的前提必须要保证电气设备的安全运行，只有在保证安全的基础上才能进行节能设计。一定要克服一味强调节能，而忽视安全生产的意识。另外也要及时对电气设备进行维护与保养，对于老化的设备要及时进行更换，而相关部门可以将设备更换作为实现电气自动化节能的契机，积极引入与设计具有节能功能的电气设备；二是先进性。计算机技术的日益更新，大大带动着电气设备技术的不断发展，因此在设计电气自动化节能系统时一定要在保证安全的基础上，提高电气控制节能技术的先进性，保证设计出来的技术能够领先于市场行业，或者及时将市场中存在的先进技术引入到实践应用中；三是环保性。电气自动化节能控制技术设计的目的就是以最小的能源消耗实现最大的社会效益、经济效益以及生态效益。因此在进行设计时一定要保证节能产品的环保性。比如电气自动化设备的应用材料要具有环保性、降低电气设备运行时对能源的过度消耗，同时还要重复考虑电气设备老化以后的再回收问题，避免因为设备处理问题而对环境造成威胁。
2 电气自动化系统节能控制的技术
2.1 优化配电设计
电气自动化系统运行的关键技术就是要为电气设备提供一个必要的动力，而这个动力的来源就是电力系统，因此要实现电气自动化节能技术的基础就是要对配电系统进行优化设计。配电系统的设计必须要考虑电力系统的适用性。配电系统根据电气设备对运行负荷容量进行电力保障，因此总体来说，配电系统的设计：首先要保障电力系统的高效、安全以及稳定的特征，满足电气设备的用电需求，提供电气设备相应的容量；其次实现电力系统的安全性。配电系统的安全性是实现电气设备安全运行的前提，配电系统的安全性一是要保证配电线路的安全性，也就是配电系统所应用的导线一定要具有绝缘性，而且还要保证各条线路之间的距离要符合安全线路的距离。二是要保证导线的负荷能力与配电设备运输能力的相适应。避免因为负荷过大或者过小而引起的用电安全问题。三是做好电气系统的防雷设计。防雷设计是电力系统设计中的重要环节，也是保证电气设备安全运行的关键，因此在防雷设计时一定要保证与接地线之间的连接，避免出现因为设计不合理而导致电气设备在运行时出现被雷击的现象。
2.2 降低电能的传输消耗
电气设备运行时需要不断地电能输入，从配电网络向电气设备传输电能的过程中，会存在有功功率消耗的问题，这与导线具有的电阻有着密切的关系，因此为降低电气设备的能源消耗，我们要从降低电能传输过程中的消耗入手：一是选择电导率比较小的材质当做导线。配电网向电气设备传输的电流是不变的，因此在某种意义上讲实现电能传输消耗的主要措施就是降低导线的电阻，因此我们就要在满足安全的基础上，尽量选择电导率比较低的材料作为导线；二是合理设计电路路线。在线路设计上，要尽可能缩短导线的长度，让导线尽可能的走直线，避免过多的弯路。这样就会降低因为线路过长而发生的有功功率的损耗问题；三是我们可以从变压器的位置入手，将变压器尽可能选择接近负荷中心的位置，以此降低电能传输的距离。同时还要根据电气设备的用电容量选择合适的变压器。比如为了使得通过三相电的电流平衡，我们可以采取三相四线制的供电方式、将单相用电设备接在三相电源上，以此减少负荷不平衡。
2.3 合理配置无功补偿设备
无功补偿技术在电力系统中发挥着重要的作用，其对改善电网的功率因数具有重要的作用，因此通过合理配置无功功率装置可以降低电网的能力损耗，基于实践无功补偿设备主要包括静止电容器、同步调相机以及静止无功发生器等。通过这些设备的合理配置能够实现无功功率的损耗，但是必须要注重这些设备的不同工作特性，比如同步调相机的相应时间比较慢，而且自身损耗也比较大，因此在实践中该设备一般不用。总之在进行这些设备的配置时，一定要遵循以下几个原则：一是要根据不同设备的运行参数选择无功补偿装置，尤其是要注重电压的等级和负荷容量；二是要根据负荷要求选择补偿装置。比如在使用较大功率
负荷的时候要选择动态的补偿装置，而在选择小负荷的时候则可以采取静态的补偿装置。
3 建筑节能照明系统设计
建筑节能照明系统是当前电气节能技术应用最广泛的领域，也是当前节能技术的主要体现。通过照明节能技术的应用不仅可以降低业主的经济费用，还可以降低电能消耗，降低大气污染物的排放，因此本文论述建筑照明节能控制设计方案：
3.1 建筑照明节能潜力分析
建筑节能照明潜力主要包括电光源潜力、传感监控器潜力、灯具潜力以及运行管理潜力等等。从理论上分析，照明用电量主要可以可以遵循以下公式：
L=WT×EAFUM=EATUη 其中：L――照明用电量；W――每台灯具消耗的电功率；T――开灯时间；A――地板面积；U――照明率；E――平均设计照明；F――每台灯具的灯泡光束。
基于上述公式，我们应该从提高照明率、提高高效灯具，或者减少开灯时间等方式入手，实现照明系统的节能设计。因此本文主要是设计智能控制方式实现对照明系统的智能制动控制，进而降低开灯时间，实现照明系统的节能。
3.2 智能照明控制
总体分析，智能照明控制要以人为本，通过对照明器具的自动化控制，给人以舒适的环境、满足人们的需求，同时还要通过合理的管理实现节约资源与降低运行费用的目的。因此智能照明控制的结构主要见图1。
（1）控制原理。
该系统能够准确测量出周围环境的照度值，并且能够通过照度值的设定和人的活动情况进行调节和控制，其自动控制原理主要是：智能传感器对周围的环境进行检测，并且将检测的结果与人为设定的照明度值相对比，如果该数值达到了照明人为规定的数值周，就说明该行为继续，如果两数值不相等时，那么控制器就会发出信号，调节照明系统，直到周围环境中的光照度值与设定值相等。
（2）控制措施。
通常情况下，建筑照度主要由自然光照和人工光照决定，当自然光照不能满足照明要求时，人工照明就会辅助，也就是说自然光照越弱，人工光照就会越强，因此实现照明系统的自动智能化控制就是要准确的对人工照明与自然照明进行区分，当自然光增强到超过照度的设定值的时候，但是为了避免自然光与人工光出现间隔上的短暂空缺，我们设定了一个照度阈值，该值设定的25%，比如当室内的光照超过关闭照度阈值的时候，并且该光照持续的时间超过了15秒之后，人工光照系统就是自动关闭或者降低人工光照的亮度。但是一旦自然光低于预定的数值时，人工照度系统就会自动打开，以此满足人工照明的需要。
（3）采用节能智能控制的效果。
据相关研究：建筑照明系统如果从早上8点开到晚上6点，其每天要消耗电能的数量为4600W・h，这对于资源本身就紧张的我国来说，是一个巨大的浪费，而实施照明节能控制系统之后，可以降低30%的能源消耗，大大降低了电能的过度消耗，而且还节省了大量的经济费用。
参考文献
[1]魏召刚，林世东，魏召强.基于小型PLC的电力自动化系统节能控制模型[J].华东电力，2014，（12）.
[2]贺鹏飞.建筑设备电气自动化系统的节能控制研究[J].山西建筑，2014，（06）.
[3]杨振波.关于电气自动化的节能设计技术的探讨[J].电子技术与软件工程，2015，（5）.
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