探究電氣工程自動化及其節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用

馬東東

摘要：電氣工程是影響我國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，同時也是高能耗工程之一?；诖?，本文首先從概念、發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢等方面對電氣工程自動化進行了詳細介紹，其次，從安全性、環(huán)保性以及可持續(xù)性等方面對節(jié)能設(shè)計原則進行了探討，最后從變壓器、電線、無功補償設(shè)備以及電力電纜等方面分析了節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，希望可以為我國電氣工程綠色化、自動化等的發(fā)展提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：電氣工程；節(jié)能設(shè)計；自動化

引言：

社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展為電氣工程自動化提出了全新要求，要求其不僅要為社會創(chuàng)造良好的用電環(huán)境，同時也要注重節(jié)約能源、保護環(huán)境。因此，對于電力企業(yè)來說，應(yīng)該在新時期背景下對電氣工程自動化進行重新審視，對不足之處進行有效完善，并加大節(jié)能設(shè)計力度，增強電氣自動化的節(jié)能效果，進而對社會需求進行有效滿足，提高自己的核心競爭力。

1電氣工程自動化

1.1概念

電氣工程自動化屬于一種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，主要體現(xiàn)在電子應(yīng)用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、機電一體化技術(shù)以及計算機技術(shù)等眾多方面，通過先進技術(shù)手段對系統(tǒng)進行操作、監(jiān)視和控制。其特點在于實現(xiàn)了軟硬件結(jié)合、機電結(jié)合以及強弱電結(jié)合；實現(xiàn)了各種先進技術(shù)的有效融合，比如電子技術(shù)和電工技術(shù)的融合、自動化技術(shù)和計算機技術(shù)的融合等等，大幅度提高了電氣工程的自動化發(fā)展水平。

1.2發(fā)展現(xiàn)狀

一方面，系統(tǒng)集成性較低。從結(jié)構(gòu)的角度來分析，電氣控制系統(tǒng)具有規(guī)模化以及復(fù)雜化等特點，要想全面發(fā)揮該系統(tǒng)的作用，就必須實現(xiàn)它的有效集成，但是，目前多數(shù)電力企業(yè)的控制系統(tǒng)都較為獨立與分散，降低了系統(tǒng)的整體運行效果。

另一方面，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)水平較低?，F(xiàn)階段，對于電力企業(yè)來說，還沒有實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電氣工程的有效結(jié)合。由于電氣設(shè)計人員缺少對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的正確認識，導(dǎo)致他們在對電氣系統(tǒng)進行設(shè)計時，并沒有充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對系統(tǒng)架構(gòu)進行科學(xué)設(shè)計，降低了系統(tǒng)的運行效果。另外，對于系統(tǒng)的各個模塊來說，也存在接口匹配問題，對信息交流造成了阻礙，進而為系統(tǒng)運行帶來了一些不利影響。

1.3發(fā)展趨勢

第一，智能化發(fā)展趨勢。智能技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能相結(jié)合的產(chǎn)物，被廣泛應(yīng)用在電氣系統(tǒng)當(dāng)中，促進了電氣工程的智能化發(fā)展?，F(xiàn)階段，電氣工程的智能化主要體現(xiàn)在控制手段、控制系統(tǒng)以及電氣元器件等方面，進一步提高了電氣工程的自動化水平。隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展，其在電氣自動化中的作用以及地位等也會更加明顯，在未來，可以將智能技術(shù)和電氣系統(tǒng)設(shè)計、電氣系統(tǒng)制造以及電氣系統(tǒng)運行等進行充分融合，進而實現(xiàn)電氣自動化的快速發(fā)展。

第二，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢。將電氣自動化和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行有效結(jié)合，能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)的運行效果進行有效保障，有利于促進我國的經(jīng)濟建設(shè)。對于電氣自動化系統(tǒng)來說，可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行信息交互，對決策、設(shè)計以及制造等進行一體化管理，同時也可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對系統(tǒng)中的子系統(tǒng)以及各個元件等進行有效管理與監(jiān)控。另外，也可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對電氣控制系統(tǒng)進行建立，對電氣數(shù)據(jù)進行采集、對工藝流程進行控制，并對監(jiān)控操作站和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)，進而對整個電氣工程進行有效控制，增加電力企業(yè)的綜合效益。

第三，綠色化發(fā)展趨勢。在綠色、環(huán)保、節(jié)能等理念的影響下，電氣工程也在朝著綠色化的方向發(fā)展，通過節(jié)能技術(shù)的充分運用來降低能源損耗。在未來，電氣工程可以將制造技術(shù)和綠色化生產(chǎn)進行有效結(jié)合，加大對綠色材料、綠色工藝以及綠色技術(shù)等的研發(fā)力度，進而實現(xiàn)綠色、節(jié)能的目的[1]。

2節(jié)能設(shè)計原則

首先，需要遵循安全性原則。對于節(jié)能設(shè)計人員來說，需要具備安全觀念和整體觀念，不能只注重節(jié)能效果，而忽略了安全因素的存在，應(yīng)該在確保安全性的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)電氣自動化的節(jié)能設(shè)計。

其次，需要遵循環(huán)保性原則。設(shè)計人員在進行節(jié)能設(shè)計時，需要對節(jié)能環(huán)保進行充分考慮，對環(huán)保材料進行充分運用，對綠色工藝進行積極引進，對資源以及能源等進行有效節(jié)約，進而實現(xiàn)社會、經(jīng)濟以及環(huán)境等的協(xié)調(diào)發(fā)展。

最后，需要遵循可持續(xù)性原則。設(shè)計人員在節(jié)能設(shè)計過程中，不僅需要和節(jié)能減排標準相符合，同時也需要對人們心理需求進行有效滿足，做好能源節(jié)約規(guī)劃，對能源消耗量以及污染物排放量等進行有效控制，進而實現(xiàn)電氣工程的可持續(xù)發(fā)展[2]。

3節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1變壓器的節(jié)能設(shè)計

在電氣自動化當(dāng)中，變壓器是主要的能耗來源，是由絕緣材料、硅鋼片以及銅片等組成的，所以要想對變壓器進行節(jié)能設(shè)計，就必須對其的構(gòu)成要素進行合理選擇。其中，在對絕緣材料進行選擇時，可以優(yōu)先選擇銅質(zhì)材料；在對硅鋼片進行選擇時，應(yīng)該對它的薄度進行有效控制，在滿足設(shè)備運行要求的前提下，盡可能實現(xiàn)硅鋼片薄度的最小化。在對變壓器的容量以及數(shù)量等進行配置時，需要對尺度進行有效把握，根據(jù)實際情況對容量進行科學(xué)確定，在數(shù)量方面，需要避免多臺使用，一旦需要多臺使用，那么可以利用并聯(lián)的方式，這樣不僅可以提高其運行效率，減少能量損失，同時也可以對安全性進行有效保障。另外，在對節(jié)能變壓器進行使用時，需要對接線方式進行合理選擇，對長時間運行以及超負荷運行等問題盡量避免，進而全面發(fā)揮它的節(jié)能效果。

3.2電線的節(jié)能設(shè)計

電能主要是利用電線傳輸?shù)?，由于電線本身存在電阻，因此會對電能進行損耗，要想解決這一問題，就需要對電線進行節(jié)能設(shè)計，在減小電阻的基礎(chǔ)上，降低電能損耗。首先，需要合理選擇傳輸線路，盡量保持直行排線，對線路長度進行有效縮短。其次，需要對電纜進行合理選擇，對它的傳輸能力進行有效保障，進而提高電流的傳送能力，降低傳送損耗。再次，需要對變壓器進行合理擺放，盡可能將其放在負荷集中區(qū)域的附近，在縮短路程的基礎(chǔ)上減小電阻。最后，需要合理選擇電線的橫截面，通常橫截面越大，那么其電阻就越小，電能損耗也就越低。

3.3無功補償設(shè)備的節(jié)能設(shè)計

在電氣系統(tǒng)進行運行時，無功補償設(shè)備會產(chǎn)生一些無功功率，不僅會降低電能質(zhì)量，同時也會加劇輸電消耗。因此要想增強電氣自動化的節(jié)能效果，也需要對無功補償設(shè)備進行合理設(shè)計。在這個過程中，可以根據(jù)電網(wǎng)運行情況、運行參數(shù)以及補償效果等，對無功補償方式進行科學(xué)選擇，進而提高輸電效率、降低輸電損耗。

3.4電力電纜的節(jié)能設(shè)計

在對電力電纜進行節(jié)能設(shè)計時，需要根據(jù)電氣系統(tǒng)具體情況，對電力電纜進行合理選擇，確保輸電導(dǎo)線可以穩(wěn)定運行?，F(xiàn)階段，市場上的電力電纜多數(shù)都是一些銅質(zhì)材料或者是鋁質(zhì)材料，其中銅材料比較貴，但是它的經(jīng)濟性高、節(jié)能效果好；而鋁材料則比較便宜，但是它的節(jié)能效果較低。因此在對電力電纜進行選擇時，應(yīng)該視情況而定，如果想要確保電氣工程的安全性以及節(jié)能性，那么可以優(yōu)先選擇銅質(zhì)電纜[3]。

結(jié)論：

總而言之，要想實現(xiàn)社會以及電力企業(yè)等的可持續(xù)發(fā)展，就必須做好電氣自動化的節(jié)能設(shè)計工作。對于設(shè)計人員來說，應(yīng)該在明確電氣工程自動化概念、發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢等的基礎(chǔ)上，結(jié)合安全性、環(huán)保性以及可持續(xù)性等原則，對變壓器、電線、無功補償設(shè)備以及電力電纜等進行合理設(shè)計，將智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、綠色技術(shù)等進行有效結(jié)合，進而提高電氣自動化的發(fā)展水平。

參考文獻：

[1]王偉. 探究電氣工程自動化及其節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用[J]. 工程技術(shù)：全文版，2016（11）：00256-00256.

[2]孔德騰. 電氣工程自動化系統(tǒng)中節(jié)能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版，2014（20）.

[3]王立軍. 電氣工程自動化系統(tǒng)中節(jié)能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用分析[J]. 中國科技博覽，2014（22）：277-277.