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摘要:在经济全球化的发展趋势下，我国的工业技术在不断地发展和提高，对工业电气的需求越来越大，但是工业电气在应用和节能方面仍存在很多问题。通过分析这些问题，对工程工业电气自动化应用与节能技术进行探讨。
关键词:电气自动化；节能技术；变频调速
0引言
现在，在国家宏观调控政策下，工业电气自动化项目的扶持力度有所增大，在一定程度上促进了该行业的发展。结合实际情况可知，工业电气自动化行业在迅速发展，行业潜在的节能问题及其实际应用方面也逐渐地显现出来了。特别是在节能技术方面有很多的制约性和不合理性，可见工业电气自动化的应用及节能技术的开发和规范迫在眉睫［1］。
1工业电气自动化的概述
1．1工业电气自动化的内涵
工业电气自动化主要是通过电气自动化手段提高人们在生产生活中的劳动效率，从而提高生产率，最终使得经济效益提高。目前，我国已经实现通过高科技手段，成功迈入工业化和信息化的时代。由于工业电气自动化在生产、生活中的融入，从根本上提升了单位时间工作效率，在保障质量的基础上，增加了工业生产量。同时，更能达到优化管理工作的效果，使得工业生产各个领域均实现自动化、现代化［2］。
1．2工业电气自动化的应用
工业电气自动化主要有以下几个特点：监控作用、精度调整作用、节能作用、自动检测。通过监控作用，可以大大减少在操作过程中存在的隐患，同时还能够快速找到原因并及时进行维修。例如：在操作过程中，电气设备一旦出现故障或其他问题，自动报警装置就会发出警报，这样工作人员可以立即断电进行检修［3］。在施工过程中通过调整设备的精确度，可以使工作成本、材料成本得到降低，同时可以减轻工人的工作量。例如：电气自动化设备在工作过程中，工人在操作台上发出指令，设备就可以自动调整精确度，生产符合规格的零件。在过去的操作过程中，大型的电气设备需要消耗大量的能源，造成能源浪费，而工业电气自动化的应用有效解决了这一问题。其通过调节设备的功率来有效控制能源的使用，在节省资源的同时也保护了环境［4］。在自动化技术持续完善的情况下，目前大部分工业电气设备均可以自动检测其内部的所有系统，有效地监测其工作状态和运行过程。例如：工业电气在工作过程中出现异常情况的时候，通过自动检测功能，能够及时地发现问题并第一时间知道原因所在。因此，通过自动检测的技术能确保各类设备均在正常状态下运行，在延长电气设备使用寿命的基础上，提升生产效率［5］。
2工业电气自动化的节能技术
2．1线路部分
工业电气自动化在线路部分主要通过两个方面起到节能的作用：一是对变压器进行选择；二是降低电路的磨损。工业电气自动化在实际运行的过程中，通过研究其磨损可以发现：目前，我国大部分的工业电气负载率在50％以内。因此为了能够达到节能的效果，应将负载率提高到75％～85％。在节能技术方面，一般要避免设备出现空载现象，使之实现节能的作用。因此，要注意线路在设计上的科学合理性［6］。
2．2动力部分
工业电气的核心技术主要表现在动力节能方面。以电动机设备为例，首先在对电动机进行选择的时候，就要有目的性和针对性地选择动力足、效能高的设备，从而减少不必要的资源的浪费。通过“n（转速）＝60f（电频率）［1－s（转差率）］／p（电机极对数）”可以计算交流异步电动机的转速。计算转速可以为选择设备提供良好的理论依据。在相同情况下，转速越快的，动力越强，节能效果越好。另外，要想电动机实现节能，就需要对公式中出现的转速、电频率、转差率进行控制［7］。
2．3变频调速
工业电气自动化在节能方面的另一个手段就是变频调速。例如：使用变频调速技术以后，高压风机电动机节能率高达55．29％，节能率是以往的液力耦合器的1．5倍左右。在理论计算中，流量与转速的一次方成正比，以1000kW的高压风机电动机为例，假设风机的风量从100％降低到了70％，因此，风机的转速可以降低30％，达到70％，负载功率也能从理论上降低34．3％。如果采用高频变速器调频变速，效率按95％来算，再考虑电动机效率在低功率时有所下降和管道系统效率也降低的情况。电网的总输出功率约为（34．3％／95％／85％／95％＝44．71％），也就是447．1kW，节能率到达55．29％。如果按照全年风机的工作时长为300天，那么采用高频变速器调频变速的情况下一共节能39800kW•h。但是，如果在用液力耦合器的话，如果按照效率为66．5％计算，电网的总输出功率约为（34．3％／65．5％／85％／95％＝63．87％），也就是638．7kW，节能率为36．13％。如果按照全年风机的工作时长为300天，那么使用液力耦合器的情况下一共节能26000kW•h。因此，经过对比以后可以发现，工业电气自动化的变频调速技术，具有非常可观的节能效率［8］。
2．4软启动技术
软启动技术作为现在工业电气自动化应用中的一项创新技术，具有节能的作用。软启动技术实际上就是一个晶闸管交流的调节压力器，其主要节能技术是通过改变晶闸管的触发角，使晶闸管调节电压和电路的输出电压得到改变，从而达到节能的目的。因此，在整个电压输出和启动的过程中，电压都处于较为稳定的状态。因为通过使用软启动技术，使输出电压变为平滑电压，在慢慢升压的过程中，电流的输出形成限流的现象，使得控制电机的电压处在稳定状态。为了保护电网不被污染，软启动技术在选择电动机型号的时候，也比一般的型号要小，因此，减少了不必要的投资。
2．5无功补偿
无功补偿技术是指做无功功率的补偿，它主要是指通过供电系统将电网的功率提高，从而使自动化工业电气在使用过程中降低损耗程度，使供电变压器和输送线路在工作过程中将工业电气的供电效率提高。从功率上改善供电系统的环境，使其达到节能的作用。无功功率补偿装置在工业电气自动化节能系统中有着不可或缺的作用。其无功补偿的技术能够最大限度地减少电网的损耗，使工业电气自动化质量得到提高。改变设备补偿后的功率因数，能够使工业电气自动化达到节能的效果。例如：一台自动化设备原来的补偿后功率因数为0．8，将其补偿后功率因数提高到0．95以后，安装1kV•A电容器就可以0．52kW节省的设备容量，那么相当于原来的设备在体积、工作时间都不变的情况下，增加了发电和供电的容量，节约能量，减少电容量，控制投资成本。
2．6电压等级
在进行电气自动化的应用过程中选择合适的电压等级，可以起到很好的节能效果。通过对电压等级的配置，使高压和低压在配置过程中达到节能的效果。首先要对电气设备在工作过程中所要负载的功率进行判断，使其效能得到最大化的同时降低能耗，起到节能的作用。另外，在进行电压等级选择和使用的过程中，要对电设备的使用情况、性质特点和回路进行统计，通过对电压等级进行合理的配置，最终起到较好的节能效果。
3总结
综上所述，在经济全球化的发展趋势之下，越来越多的工业电气自动化设备开始应用节能技术，其中包括改变工业设备的动力问题、线路部分、对设备进行无功补偿、采用软启动技术和选择合适的电压等级等，从而使得工业电气设备在激烈的市场竞争中脱颖而出。因此，我们应该不断地改进工业电气自动化设备的节能技术，提高工业电气自动化设备的应用率，通过大胆的创新使其发展更进一步。
参考文献
［1］钟俊帅．电气自动化中节能设计技术的应用［J］．科技经济导刊，2017（27）：91－92．
［2］林德宗．浅谈工业电气自动化应用与节能技术［J］．建材与装饰，2016（49）：160－161．
［3］刘轩宇．节能设计技术在电气自动化工程中的应用［J］．电子技术与软件工程，2016（21）：135－136．
［4］张金平，杨威．当前节能设计技术在电气自动化中的应用分析［J］．中国管理信息化，2015，18（22）：44－45．
［5］张峣林．综述电气自动化节能技术应用［C］／／科技与企业杂志社，决策与信息杂志社，北京科技大学土木工程学院．“中国建筑发展论坛———建筑与科技理论研讨会”论文集，2015：148－149．
［6］陈玉．节能设计技术在电气自动化中的应用［J］．科技展望，2015，25（9）：137．
［7］张晓非．电气自动化节能设计技术应用研究［J］．中华民居（下旬刊），2013（4）：273－274．
［8］邹畺．探讨电气自动化的节能设计与技术的合理应用［J］．江西建材，2012（6）：53－54.
作者:庄要民 单位:泉州市节能监察中心
