淺析電氣工程自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)

摘要：如今，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人類(lèi)對(duì)能源的需求量不斷增加，但是在電氣工程使用過(guò)程中，能原浪費(fèi)問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，主要是因?yàn)槿狈τ行У募夹g(shù)手段，導(dǎo)致能源的利用率不高。在電氣工程領(lǐng)域，要加大對(duì)節(jié)能技術(shù)的研究，不斷提升工作人員的綜合素質(zhì)水平和專(zhuān)業(yè)技能，這樣一來(lái)不僅可以確保電氣工程自動(dòng)化的正常運(yùn)行，而且還能達(dá)到節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：電氣工程自動(dòng)化；節(jié)能技術(shù)；問(wèn)題；對(duì)策；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TU855 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）033-000-02

如今，在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，對(duì)電力能源提出了較高的要求，而且消耗量和浪費(fèi)量都呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)，從而使我國(guó)面臨能源緊缺的現(xiàn)狀。尤其是在電氣工程自動(dòng)化過(guò)程中，電氣能源浪費(fèi)現(xiàn)象尤為明顯，因此需要國(guó)家相關(guān)部門(mén)給予高度的關(guān)注，并加大對(duì)節(jié)能技術(shù)的研究，在確保電氣工程自動(dòng)化安全、可靠運(yùn)行的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能的效果，以更好的提高能源的利用率。

一、電氣工程自動(dòng)化概述

現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中，對(duì)電氣工程給予了高度的關(guān)注，有效的推動(dòng)電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展。實(shí)際上，電氣工程自動(dòng)化與各學(xué)科之間有著密切的相關(guān)性，而且各學(xué)科的理論知識(shí)都在電氣工程自動(dòng)化中有所滲透，因此具有非常明顯的應(yīng)用價(jià)值。如今，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，要遵循人性化、體系化、系統(tǒng)化的原則，以更好的滿(mǎn)足廣大用戶(hù)的基本需求。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，電氣系統(tǒng)一般是憑借光纖設(shè)備來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，而光纜是其中比較重要的組成部分，有效降低了電纜設(shè)備的使用量，這樣不僅可以節(jié)約電纜材料，減少能源損耗，而且還能降低材料費(fèi)用，達(dá)到節(jié)約能源的效果。目前，電氣工程自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，并逐漸朝著電力光互式方向發(fā)展。在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中，智能化設(shè)備所包含的功能具有智能化的特點(diǎn)，而且與電子信息等技術(shù)有效的結(jié)合在一起。電氣工程自動(dòng)化中的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)一般是由采集站組成，而處理器一般由核心元件構(gòu)成，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)過(guò)程的有效控制。在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的控制與收集，往往需要借助不同的工藝環(huán)節(jié)來(lái)完成，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)與控制中心的有效聯(lián)網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的有效監(jiān)管。借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的有效采集和管理，以更好的提高電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的工作效率。

二、電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)的基本原則

1.安全性原則

在進(jìn)行電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，安全性是放在第一位的，只有這樣才可以確保后續(xù)工作的順利進(jìn)行。在電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員除了要對(duì)節(jié)約能源給予關(guān)注之外，還需要對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)給予高度的關(guān)注，從而確保設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性。

2.先進(jìn)性原則

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，加快了節(jié)能技術(shù)的更新速度，而且在社會(huì)上出現(xiàn)了一系列的節(jié)能設(shè)備與技術(shù)手段，為推動(dòng)電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)奠定了良好的基礎(chǔ)。此時(shí)就要求設(shè)計(jì)人員根據(jù)電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的基本要求，來(lái)進(jìn)行相關(guān)設(shè)備和技術(shù)手段的選擇，該過(guò)程中盡可能遵循先進(jìn)性的原則，從而保證設(shè)計(jì)出的節(jié)能技術(shù)真正的實(shí)現(xiàn)最大化節(jié)能效果。

3.可持續(xù)性原則

在我國(guó)電力資源不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)要與我國(guó)的減排、節(jié)能要求相一致，并從根本上符合能源消耗、污染排放、節(jié)約能源等要求，以更好的推動(dòng)我國(guó)電力工程、能源和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

4.環(huán)保性原則

進(jìn)行電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)是為了更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)電力資源的有效利用，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的，以更好的提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。此時(shí)就要求電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況，選擇與之對(duì)應(yīng)的電氣材料，并滿(mǎn)足安全、先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)等性能指標(biāo)，從源頭上避免電氣材料對(duì)周?chē)h(huán)境造成的污染，以更好的達(dá)到環(huán)保要求。

三、電氣工程自動(dòng)化的節(jié)能技術(shù)介紹

1.變壓器的選擇

對(duì)于電氣自動(dòng)化而言，變壓器是其中比較關(guān)鍵性的組成部分，其通常負(fù)責(zé)電流、電壓和功率之間的相互轉(zhuǎn)換，但是其同樣也是電氣工程自動(dòng)化中消耗能源做多的設(shè)備之一。即使在空載運(yùn)行狀態(tài)下，變壓器也會(huì)損耗大量的電力能源。因此，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)階段，要根據(jù)實(shí)際情況選擇具備一定節(jié)能效果的變壓器，從而達(dá)到一定的節(jié)能效果。具體從以下幾個(gè)方面著手：

（1）變壓器材料的合理選擇。盡可能選擇由優(yōu)質(zhì)材料制作而成的變壓器，并遵循節(jié)約能源的理念，合理組合硅鋼片、絕緣材料和銅片等，從而在確保變壓器性能的基礎(chǔ)上，達(dá)到節(jié)能的目的；

（2）選擇節(jié)能效果好的變壓器。如今隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電力市場(chǎng)中的節(jié)能型變壓器多種多樣，從而為電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)提供了多樣性的選擇。為了更好的達(dá)到節(jié)能效果，最好選擇具備高效、節(jié)能的變壓器。同時(shí)，還要按照要求選擇科學(xué)、合理的接線(xiàn)方式，以確保變壓器的安全、高效運(yùn)行，避免磨損變壓器誘發(fā)電能的浪費(fèi)，提高能源的利用率；

（3）銅材料的選擇。在電力系統(tǒng)中，銅材料是使用次數(shù)比較多的一種優(yōu)質(zhì)材料，并且其在電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)中可以扮演十分重要的角色。因此，在電線(xiàn)、電柜中，可以將硅材料用銅材料來(lái)取代，這樣不僅可以降低空載狀態(tài)下電力資源的損耗，而且還能達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效率；

（4）變壓器配置的選擇。首先要對(duì)變壓器的容量進(jìn)行有效的確定，并根據(jù)實(shí)際用電需求來(lái)選擇變壓器的容量。當(dāng)我們選擇大容量的變壓器時(shí)，會(huì)導(dǎo)致變壓器處于輕載運(yùn)行狀態(tài)，使電能資源被大量的浪費(fèi)，反之如果選擇了小容量的變壓器，有可能導(dǎo)致變壓器在過(guò)載的狀態(tài)下運(yùn)行，這樣會(huì)對(duì)變壓器的使用壽命產(chǎn)生一定的影響。通常情況下，在進(jìn)行變壓器選擇過(guò)程中，最好選擇留出20%容量空間的變壓器。其次確定變壓器的臺(tái)數(shù)。該過(guò)程中一般需要根據(jù)用電需求、設(shè)備可能出現(xiàn)的磨損、設(shè)備擴(kuò)容等情況來(lái)進(jìn)行變壓器臺(tái)數(shù)的選擇，通常會(huì)選擇兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器。而且一般會(huì)通過(guò)并聯(lián)的方式來(lái)確保變壓器的安全性與可靠性。

2.無(wú)功補(bǔ)償

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，無(wú)功功率是節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)需要考慮的主要問(wèn)題，因?yàn)槠洳粌H會(huì)對(duì)電壓的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響，而且還會(huì)影響電能的正常輸送，導(dǎo)致電能的大量消耗。無(wú)功功率最為直接的表現(xiàn)就是降低功率，從而增加了用戶(hù)的開(kāi)支。為了有效避免無(wú)功功率現(xiàn)象的發(fā)生，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇與之對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的補(bǔ)償，在確保電壓穩(wěn)定性的同時(shí)，還可以達(dá)到節(jié)約電能的效果，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.減少電能消耗

在電氣工程自動(dòng)化中，導(dǎo)線(xiàn)是進(jìn)行電力資源輸送的主要載體，但是導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部存在或大或小的電阻，此時(shí)在進(jìn)行電能輸送的過(guò)程中，就會(huì)誘發(fā)一系列的電能損耗。因此，為了有效減少和避免該電能損耗，在進(jìn)行節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中就需要考慮電阻的元素。在制定降低電阻的方案中，盡可能選擇電阻小的材料來(lái)進(jìn)行導(dǎo)線(xiàn)的制作，從而避免由于電阻原因而誘發(fā)的電能消耗。同時(shí)，還需要采取措施來(lái)減少導(dǎo)線(xiàn)的彎路，如果條件允許的情況下，也可以適當(dāng)?shù)目s短導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度，縮短供電距離，當(dāng)然也可以選擇橫截面大的導(dǎo)線(xiàn)，這些都可以達(dá)到很好的節(jié)能效果。

4.濾波器的應(yīng)用

在進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)濾波器進(jìn)行合理的使用，從而達(dá)到較為理想的節(jié)能效果。在電氣工程自動(dòng)化中配備有源型的濾波器，不僅能夠有效的避免電氣運(yùn)行過(guò)程中指令的錯(cuò)誤傳輸，而且還能夠有效的避免諧波誘發(fā)的不良影響。如今，隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，有效的推動(dòng)了電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，從而增加了諧波帶來(lái)的影響，如果未對(duì)其進(jìn)行有效的處理，會(huì)對(duì)電壓的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。因此，將濾波器安裝到電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中，可以有效地解決諧波問(wèn)題，從根本上降低出錯(cuò)的概率，確保電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效果。

5.電力電纜的合理選擇

在電氣工程自動(dòng)化運(yùn)行過(guò)程中，電力電纜是必不可缺的組成部分，而且也是電力工程投入成本較大的一個(gè)環(huán)節(jié)，在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中，還需要投入大量的資金對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。因此，在對(duì)電力電纜進(jìn)行選擇的過(guò)程中，最好根據(jù)電流密度、電強(qiáng)度等因素對(duì)其進(jìn)行科學(xué)、合理的選擇，明確電纜的截面大小，以有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。實(shí)際上，在電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)中，銅制電纜和鋁制電纜是應(yīng)用比較多的電纜，雖然鋁制電纜可以有效的降低資金投入量，但是其具有較差的安全性和節(jié)能性，所以經(jīng)常選擇銅制的電纜。

四、電氣工程自動(dòng)化的運(yùn)行現(xiàn)狀

1.電氣工程自動(dòng)化集成性有待提高

在節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)集成是其中比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其主要是因?yàn)槲覈?guó)大部分電氣工程自動(dòng)化還位于多島自動(dòng)化層次，其具有功能單一、互不連接、信息獨(dú)享的劣勢(shì)，無(wú)法更好的發(fā)揮電氣工程自動(dòng)化的效果。

2.電氣工程自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架有待統(tǒng)一

如今，我國(guó)電氣工程自動(dòng)化正在建立一個(gè)快捷、高效的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，但是由于受到網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架不統(tǒng)一的影響，在一定程度上阻礙了電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展。同時(shí)，不同商家和企業(yè)在軟、硬件產(chǎn)品生產(chǎn)方面，由于程序接口缺乏一致性，也會(huì)對(duì)信息和數(shù)據(jù)的傳輸交流產(chǎn)生影響，從而抑制了企業(yè)數(shù)據(jù)和信息的共享，無(wú)法更好的達(dá)到電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)要求。

3.電氣工程自動(dòng)化受主觀(guān)支配較為嚴(yán)重

在電氣工程自動(dòng)化開(kāi)發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中，由于不同企業(yè)的設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員所了解和掌握的信息和技術(shù)程度存在一定的差異，從而導(dǎo)致在電氣工程自動(dòng)化過(guò)程中，受主觀(guān)支配的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，導(dǎo)致電氣工程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、實(shí)施和維護(hù)成本不斷提升，在提高其電力企業(yè)運(yùn)行成本的同時(shí)，還造成了大量資源的浪費(fèi)。

五、推動(dòng)電氣工程自動(dòng)化發(fā)展的改進(jìn)措施

1.從科技化方面

對(duì)于電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，科技化通常是指一系列實(shí)用性的新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品。因此在進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要以節(jié)能降耗為切入點(diǎn)，本著自主創(chuàng)新的理念，加大對(duì)節(jié)能降耗新方法、新技術(shù)、新工藝的研發(fā)，推動(dòng)新技術(shù)、新材料的創(chuàng)新，并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等推動(dòng)新型產(chǎn)品的研發(fā)。

2.從信息化方面

在電氣工程自動(dòng)化中，信息技術(shù)所起到的作用十分關(guān)鍵。因?yàn)殡娏υO(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、使用等環(huán)節(jié)都需要借助計(jì)算機(jī)仿真與優(yōu)化技術(shù)，并且在節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也經(jīng)常會(huì)采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，這些都說(shuō)明信息化對(duì)于電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

3.從開(kāi)放化方面

加強(qiáng)電氣工程自動(dòng)化的開(kāi)放性，可以更好的與外界建立一個(gè)聯(lián)系的接口，實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的有效連通。在進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，開(kāi)放化的平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)共享和交換的關(guān)鍵，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)決策、管理、設(shè)計(jì)、和制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

六、電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

1.優(yōu)化配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的就是為用電設(shè)備提供所需要的動(dòng)力。因此，在進(jìn)行配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要采取措施盡可能考慮電力系統(tǒng)的適用性，實(shí)際上就是將各個(gè)環(huán)節(jié)的電氣設(shè)備控制在合理范圍之內(nèi)，并使用電設(shè)備滿(mǎn)足負(fù)荷容量及供電設(shè)備等的最基本要求。在整個(gè)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，除了要滿(mǎn)足用電設(shè)備及電氣設(shè)備等基本要求外，還需要使電力系統(tǒng)具備高效性、穩(wěn)定性、易控性、可靠性及靈活性等特點(diǎn)。同時(shí)在進(jìn)行配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要對(duì)其安全性進(jìn)行考慮，只有確保電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行，才可以達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效果。在該過(guò)程中，要確保導(dǎo)線(xiàn)的絕緣性能，并對(duì)各導(dǎo)線(xiàn)的間距進(jìn)行合理的控制，從而確保導(dǎo)線(xiàn)的負(fù)荷能力、熱穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的要求，以實(shí)現(xiàn)在電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)中，電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并達(dá)到電力能源的有效節(jié)約。

2.提高電氣工程自動(dòng)化的運(yùn)行效率

在進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)階段，要求節(jié)能設(shè)計(jì)人員采取有效的措施來(lái)提高電氣工程自動(dòng)化的運(yùn)行效率，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。其一般需要從以下三個(gè)方面著手：（1）在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要盡可能選擇節(jié)能效果好的電氣設(shè)備，以確保其在后期的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮更好的節(jié)能效果；（2）對(duì)電氣運(yùn)行過(guò)程中的負(fù)荷進(jìn)行均衡分布，并做好運(yùn)行中無(wú)用功率的有效補(bǔ)償，從而降低電能傳輸過(guò)程中的能源損耗；（3）對(duì)電氣運(yùn)行中的負(fù)荷值給予調(diào)整。一般需要根據(jù)節(jié)能技術(shù)要求對(duì)其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)和調(diào)整，這樣不僅可以確保設(shè)備的高效運(yùn)行，而且還能更好的達(dá)到節(jié)能效果。

七、結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，有效的推動(dòng)了電力行業(yè)的發(fā)展，而在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)能源消耗的問(wèn)題。此時(shí)就需要做好電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)工作，從電力系統(tǒng)運(yùn)行基本特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)其中存在的問(wèn)題采取有效的措施給予解決，對(duì)電能損耗量給予合理的控制，從而有效降低電力資源的損耗。

參考文獻(xiàn)：

[1]林曉.對(duì)電氣自動(dòng)化工程中節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的相關(guān)探究[J].大科技，2016，9（6）：29-30.

[2]韋玲徽.電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用探討[J].建材與裝飾，2015，7（32）：116-117.

[3]侯學(xué)韶.電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用[J].裝飾裝修天地，2015，4（8）：47-48.

作者簡(jiǎn)介：李永勝（1971-），男，漢族，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，神華準(zhǔn)能資源綜合開(kāi)發(fā)有限公司氧化鋁中試廠(chǎng)生產(chǎn)調(diào)度部技術(shù)主管，助理工程師，主要從事電氣工程及其自動(dòng)化研究。