機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化與工廠供配電節(jié)能控制分析

任慶吉 耿曉

摘 要：隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷進(jìn)步，中國(guó)對(duì)新能源的需求越來(lái)越大，目前大量使用的資源都是不可再生資源，過(guò)多的資源消耗不利于成本控制和可持續(xù)發(fā)展，而電力是一種相對(duì)稀缺的資源，應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的各個(gè)方面，電力供應(yīng)不足會(huì)影響企業(yè)的生存和發(fā)展，許多企業(yè)還存在著用電形式不合理，造成嚴(yán)重的電力浪費(fèi)，電力短缺，需要嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分配和輸送。介紹了機(jī)械電氣工程自動(dòng)化的概況，介紹了機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀，以及機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電廠供電、節(jié)能控制中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑機(jī)械設(shè)備;電氣工程自動(dòng)化;供配電;節(jié)能控制

前言

在建筑電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域中，由于建筑電氣設(shè)備在建筑工程總耗能中的占比量過(guò)大，不符合節(jié)能型建筑的實(shí)際應(yīng)用需求。為解決此問(wèn)題，提出基于建筑機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化的供配電節(jié)能控制方法。分別從中央控制設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備兩個(gè)角度，分析建筑設(shè)備的功能及其控制特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)建筑機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的搭建。在此基礎(chǔ)上，選擇合理的供配電平臺(tái)，借助控制執(zhí)行功能軟件，調(diào)試各項(xiàng)已連接的節(jié)能管理上機(jī)位，完成建筑機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化的供配電節(jié)能控制分析。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新型節(jié)能控制方法可在滿足建筑物使用功能的前提下，降低建筑機(jī)械設(shè)備電氣工程的運(yùn)行電耗成本，且能夠大幅提高建筑物的用電能耗比，具有較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，完全滿足節(jié)能型建筑的實(shí)際應(yīng)用需求。

1機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化概述

在目前的電力工業(yè)中，電氣工程技術(shù)是最具涉及面的。電力電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電氣技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等都是電氣工程領(lǐng)域中比較復(fù)雜、綜合性強(qiáng)的技術(shù)。此外，電場(chǎng)中的電過(guò)程也比較寬廣，且弱電流、高電壓的接觸相對(duì)較密切。電工學(xué)的發(fā)展過(guò)程，通過(guò)與現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合，不僅自身存在的缺陷得以彌補(bǔ)，而且使自己得到進(jìn)一步的發(fā)展。隨著機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化水平的不斷提高，相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備對(duì)人才的要求也越來(lái)越高，相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備也是如此。機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，使其發(fā)展趨勢(shì)更為明顯。目前，隨著機(jī)械功能的多樣化，機(jī)械設(shè)備與人的關(guān)系也越來(lái)越密切，能有效提高機(jī)械設(shè)備的工作效率。

2機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化目前存在的問(wèn)題分析

2.1集成化水平過(guò)低

由于機(jī)械設(shè)備問(wèn)題較多，造成能源利用不足，機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化技術(shù)起步較晚，開(kāi)發(fā)時(shí)間較短，綜合程度較低，行業(yè)內(nèi)尚無(wú)一套有效的管理制度，技術(shù)水平不高，生產(chǎn)效率沒(méi)有進(jìn)一步提高，也不利于機(jī)械設(shè)備的更新?lián)Q代。

2.2線路、變壓器功率損耗

機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化供配電系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，相應(yīng)的線路、變壓器等元件會(huì)損耗一部分電能。技術(shù)人員在規(guī)劃輸電網(wǎng)絡(luò)時(shí)可以合理分配無(wú)用功，或者添加無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，保證輸電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行平衡，避免變壓器出現(xiàn)輕載或者空載運(yùn)行的尷尬局面。另外，對(duì)于現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化供配電網(wǎng)絡(luò)的陳舊設(shè)備，其在運(yùn)行時(shí)雖然保證了覆蓋面積的電能產(chǎn)量，但設(shè)備陳舊造成的電量損耗也不可忽視，因此國(guó)家和相關(guān)部門應(yīng)加大經(jīng)濟(jì)投入，更換節(jié)能降耗的新設(shè)備，并重視培養(yǎng)電力人才，以更好地為社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)提供全面的電力服務(wù)。

3建筑機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化的供配電節(jié)能控制措施

3.1供配電平臺(tái)的選擇與搭建

建筑機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的供配電平臺(tái)由高壓配電柜、低壓配電柜、直流屏、EPS等多個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)體共同組成。其中，自動(dòng)化主機(jī)可在建筑信息通訊線的作用下聯(lián)合UPS設(shè)備與機(jī)械變壓器，對(duì)下級(jí)供配電元件進(jìn)行節(jié)能調(diào)試，并將建筑信息數(shù)據(jù)反饋至直流屏中。低壓配電柜位于供配電平臺(tái)頂層，可對(duì)高壓配電柜發(fā)出電量調(diào)試指令，并可借助EPS元件實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑機(jī)械設(shè)備能耗量的節(jié)能化控制。一般情況下，自動(dòng)化主機(jī)多選擇型號(hào)為STM32F103VBT6的供配電調(diào)試芯片，能夠根據(jù)低壓配電柜、高壓配電柜的連接表現(xiàn)形式，更改主機(jī)接線柱的實(shí)際控制位置。

3.2提高了節(jié)能控制工作效率

供配電節(jié)能控制工作，往往對(duì)控制測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)備要求較高，對(duì)靈敏度和機(jī)械設(shè)備的電氣自動(dòng)化技術(shù)要求也較高。機(jī)械工程學(xué)自動(dòng)化技術(shù)可解決供配電系統(tǒng)工作中遇到的節(jié)能控制問(wèn)題，即：第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)切斷電源，避免擴(kuò)大問(wèn)題，進(jìn)一步減少電力資源的浪費(fèi);而機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化技術(shù)則可在第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警，并規(guī)定有關(guān)人員負(fù)責(zé)節(jié)能控制。這種方法既簡(jiǎn)化了節(jié)能控制的步驟，縮短了工作時(shí)間，又在一定程度上節(jié)約了人力、財(cái)力，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

3.3照明節(jié)能設(shè)計(jì)

除居民用電外，建筑機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化的照明設(shè)備也是供配電系統(tǒng)的重要能源消耗原件，因此，照明設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)也是實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)節(jié)能規(guī)劃的重要措施。在生產(chǎn)生活中，照明設(shè)備的規(guī)劃應(yīng)充分考慮自然光，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)照明設(shè)備的電源與開(kāi)關(guān)方式，保證節(jié)能降耗。對(duì)于照明設(shè)備的規(guī)劃，應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用需求，參照照明亮度、功率大小、照明時(shí)間等因素，合理規(guī)劃照明設(shè)備的數(shù)量與功率。隨著科技的發(fā)展，新型節(jié)能照明元件應(yīng)運(yùn)而生，新型的節(jié)能照明元件與普通的白熾燈相比亮度高、節(jié)能效果好、使用壽命長(zhǎng)。

3.4供配電系統(tǒng)的節(jié)能改造

對(duì)供配電系統(tǒng)節(jié)能改造可從電源電壓的合理選擇和現(xiàn)場(chǎng)無(wú)功功率補(bǔ)償兩個(gè)方面進(jìn)行。要選擇合適的電壓，有關(guān)人員需要充分了解機(jī)械設(shè)備的額定電壓和額定容量。此外，還必須考慮到環(huán)境問(wèn)題和安全用電問(wèn)題。因?yàn)樵谠S多情況下，工廠中的生產(chǎn)設(shè)備并不是純電阻的，所以這會(huì)造成非常嚴(yán)重的能量損失。電力系統(tǒng)中，功率因數(shù)是一個(gè)重要參數(shù)，它的值越大，表明電站功率效率越高。為提高設(shè)備利用率，對(duì)功率因數(shù)作了相應(yīng)改進(jìn)。這樣一來(lái)，能更好地提高工廠的功率因數(shù)，在實(shí)際生產(chǎn)中，相關(guān)人員可配置您所安裝的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，提高工廠的利用率。

3.5建筑功能與特點(diǎn)說(shuō)明

建筑機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用工程由地面、地下兩部分共同組成。其中，地面部分主要涉及辦公樓、機(jī)床主機(jī)、柜式處理器等多個(gè)功能結(jié)構(gòu)。由于建筑空間關(guān)聯(lián)性的影響，辦公樓之間始終保持一定的物理間距，且隨著建筑工程占地面積的增大，樓宇之間的實(shí)際距離會(huì)呈現(xiàn)不斷縮短的變化趨勢(shì)。機(jī)床主機(jī)主要位于辦公樓之中，可對(duì)相關(guān)建筑機(jī)械的運(yùn)行能力進(jìn)行記錄，并可在傳輸導(dǎo)線的作用下，將這些信息反饋至相關(guān)應(yīng)用設(shè)備結(jié)構(gòu)體之中。柜式處理器具備較強(qiáng)的物理適應(yīng)性，可根據(jù)機(jī)床主機(jī)的連接形式，改變其自身的應(yīng)用規(guī)劃能力。地下部分則包含各類連接傳輸線，一般情況下，主要存在于個(gè)別建筑設(shè)備節(jié)點(diǎn)之間，可將相關(guān)電氣工程自動(dòng)化信息從一個(gè)設(shè)備位置傳輸至另一個(gè)設(shè)備位置。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，在電氣工程自動(dòng)化原理的作用下，建筑機(jī)械設(shè)備的供配電節(jié)能控制方法可聯(lián)合中央控制元件與現(xiàn)場(chǎng)控制元件，搭建穩(wěn)定的供配電平臺(tái)，且由于控制執(zhí)行功能軟件的存在，節(jié)能管理上機(jī)位節(jié)點(diǎn)能夠得到較好調(diào)試。從實(shí)用性角度來(lái)看，IPU指標(biāo)數(shù)值與TSR指標(biāo)數(shù)值的增大，能夠在控制建筑機(jī)械設(shè)備電氣工程運(yùn)行電耗成本的同時(shí)，提升建筑物的用電能耗比水平，符合供配電節(jié)能控制的實(shí)際應(yīng)用需求。

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