淺析電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)探究

劉國(guó)祥 陳靜

摘要：在電氣工程自動(dòng)化發(fā)展過程中，節(jié)能減排和環(huán)保問題始終是無法回避和忽視的問題。當(dāng)前形勢(shì)下，節(jié)能已成為電氣自動(dòng)化工程中一項(xiàng)主要內(nèi)容，如何通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，是需要認(rèn)真思考的問題。文本首次對(duì)電氣自動(dòng)化進(jìn)行了概述;然后從安全性、先進(jìn)性、環(huán)保性、可持續(xù)性四個(gè)角度出發(fā)，給出了電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)原則;接著從節(jié)能效果、能源消耗、自動(dòng)化程度、信息交流性、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)科學(xué)性與合理性等五個(gè)方面出發(fā)，對(duì)電氣工程自動(dòng)化及節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析;最后著眼于電能源傳輸、變壓器選擇、功率因數(shù)、配電節(jié)能設(shè)計(jì)四個(gè)方面，對(duì)電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述。文章旨在通過探究電氣自動(dòng)化節(jié)能影響因素，以及針對(duì)具體問題提出現(xiàn)實(shí)性解決方案，來不斷推動(dòng)我國(guó)電氣工程自動(dòng)化發(fā)展，以及實(shí)現(xiàn)并完成節(jié)能減排目標(biāo)和任務(wù)。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化;節(jié)能;設(shè)計(jì)

引言：當(dāng)前，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與綜合國(guó)力的不斷發(fā)展與提升，電氣工程也得到了長(zhǎng)足發(fā)展，特別是在國(guó)家和政府給予更多政策支持的前提下，電氣工程及其技術(shù)研發(fā)的有效性，以及項(xiàng)目的創(chuàng)新性都得到了很好體現(xiàn)?，F(xiàn)階段，電氣工程融合了其他領(lǐng)域的多項(xiàng)技術(shù)和理論知識(shí)，比如計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、電子技術(shù)等，正是在這些主流技術(shù)和理論的支持下，電氣工程逐漸形成了一套適合自身特征和特點(diǎn)的發(fā)展體系。

1、電氣自動(dòng)化概述

在電氣工程自動(dòng)化發(fā)展過程中，處理器和采集站逐漸成為在線監(jiān)測(cè)的主要組成部分，通過準(zhǔn)確收集和控制數(shù)據(jù)的方式，結(jié)合控制中心帶來的技術(shù)輔助，全方位地檢測(cè)整個(gè)生產(chǎn)鏈。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的便利性，對(duì)需要的信息數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)迅速地收集，針對(duì)性管理多項(xiàng)工程，并構(gòu)建一個(gè)對(duì)應(yīng)的考量單位，這樣才能夠保障系統(tǒng)的安全性，從而實(shí)現(xiàn)工作效率的提升。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)也變得越來越全面，當(dāng)前我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)具備了世界一流的水準(zhǔn)，傳統(tǒng)的操作繁雜以及操作人員技術(shù)水平低下的缺點(diǎn)已經(jīng)得到了根本性的解決。

2.2 電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)原則

2.1 安全性原則

雖然只是針對(duì)節(jié)能問題進(jìn)行電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)，但與其他任何一項(xiàng)工程內(nèi)容設(shè)計(jì)相同，安全問題始終是無法回避和忽視的問題。在電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，安全問題主要存在于電氣設(shè)備使用、設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備節(jié)能功能使用，以及其他基本電氣設(shè)備應(yīng)用安全等方面。保證電氣設(shè)備使用安全，使工程活動(dòng)順利進(jìn)行的重要保障，也是節(jié)能設(shè)計(jì)有效性和節(jié)能功能和價(jià)值表現(xiàn)的重要前提。

2.2 先進(jìn)性原則

在電氣工程自動(dòng)化功能實(shí)現(xiàn)的過程中，操作者和管理者是最先感受設(shè)備功能豐富性和有效性的群體。促使節(jié)能功能順利實(shí)現(xiàn)，并在工作中發(fā)揮重要作用的核心因素是節(jié)能技術(shù)和技術(shù)原理，若要不斷滿足工程需求和使用需求，就必須從創(chuàng)新角度出發(fā)來提高設(shè)備和技術(shù)的先進(jìn)性，從而提升節(jié)能效益。

2.3 環(huán)保性原則

對(duì)于當(dāng)今電氣工程自動(dòng)化建設(shè)來說，節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)始終是相互作用在一起的。提高能源利用率這一行為本身就是一種環(huán)境保護(hù)方式，當(dāng)然，對(duì)于企業(yè)自身來說，提高能力利用率最主要的目的是降低投入成本，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。但在當(dāng)前維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡，努力實(shí)現(xiàn)綠色工程建設(shè)的大背景下，倘若能夠積極主動(dòng)地從材料質(zhì)量和使用安全的角度來進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，相信企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力將得到極大提升。

2.4 可持續(xù)性原則

電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的可持續(xù)原則主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是能夠遵循企業(yè)自身發(fā)展特點(diǎn)和現(xiàn)狀，從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)來進(jìn)行設(shè)計(jì);二是能夠迎合國(guó)家和政府所提出的節(jié)能減排要求，緊跟已提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略來對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行合理部署和規(guī)劃。

3、電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)分析

3.1 降低電能源傳輸損耗

在對(duì)電氣自動(dòng)化節(jié)能問題進(jìn)行持續(xù)性關(guān)注的過程中，由電線電阻所引發(fā)的線損問題始終無法被忽視，在某種程度上，線損問題被看成是全面實(shí)現(xiàn)電氣能夠節(jié)約的關(guān)鍵。在制定解決措施時(shí)，首先需要清楚電線電阻在整個(gè)過程中所扮演的重要作用，并能夠從電線自身性能的角度出發(fā)來進(jìn)行選擇;然后從線路敷設(shè)合理性與有效性的角度出發(fā)來選擇使用效益最高的假設(shè)線路;接著從供電路程遠(yuǎn)近的角度出發(fā)來科學(xué)劃定變壓器工作區(qū)域;最后以減少線路電阻值為主要目的對(duì)電線電纜的橫截面積進(jìn)行擇取

3.2 合理應(yīng)用變壓器

在電氣工程自動(dòng)化發(fā)展過程中，變壓器始終扮演著比較重要的角色，其獨(dú)特的價(jià)值性和功能性對(duì)實(shí)現(xiàn)電功率、電壓、電流的有效控制具有重要幫助。因此，在電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)里，發(fā)揮變壓器的功能和作用，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排工程目標(biāo)的關(guān)鍵。

在設(shè)計(jì)變壓器的過程中，需要更多地使用銅金屬來代替硅材料，這樣變壓器在空載運(yùn)行過程中，對(duì)能源的消耗就會(huì)變得更少。也需要針對(duì)變壓器的容量作出相應(yīng)的設(shè)計(jì)，在使用變壓器的過程中，過少的容量更容易造成過度的使用，也會(huì)對(duì)變壓器造成更高的損耗。過大的變壓器容量，在輕載的狀態(tài)下也會(huì)浪費(fèi)很多不必要的能源，因此，需要我們做好精確地估算，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行變壓器的設(shè)計(jì)，這樣變壓器才能更加合理。也需要重視變壓器的使用數(shù)量，減少對(duì)能源的損耗，達(dá)成節(jié)能的目標(biāo)。

3.3 提升電力運(yùn)輸系統(tǒng)功率因數(shù)

隨著一些基本節(jié)能問題的解決，阻礙節(jié)能減排進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)的更深層次原因逐漸浮現(xiàn)出來，比如電力運(yùn)輸系統(tǒng)的功能因數(shù)。作為比較重要的一項(xiàng)參考數(shù)據(jù)，功率因數(shù)在電力運(yùn)行系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)化問題上發(fā)揮了重要作用。通過提升電力運(yùn)輸系統(tǒng)功率因數(shù)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，首先需要工作人員能夠結(jié)合使用現(xiàn)狀來采取有針對(duì)性地解決措施，使用電負(fù)載率得到增強(qiáng)。以系統(tǒng)正常運(yùn)行和系統(tǒng)功能正常發(fā)揮為基本點(diǎn)，以基數(shù)多少和轉(zhuǎn)矩大小為主要參考依據(jù)來選擇電動(dòng)設(shè)備，可最大限度實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的有效利用，從而完成相應(yīng)的節(jié)能任務(wù)。

而對(duì)于低壓運(yùn)行系統(tǒng)來說，如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的自動(dòng)無功補(bǔ)償是達(dá)成節(jié)能目標(biāo)的關(guān)鍵。實(shí)施中，可在系統(tǒng)中安置具有補(bǔ)償功能的電容柜，同時(shí)將補(bǔ)償額度維持在變壓器三分之一處。

3.4 設(shè)計(jì)配電節(jié)能

電力系統(tǒng)是電氣工程自動(dòng)化的能源保障，因此，需要對(duì)電力系統(tǒng)的配件進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。需要對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性和容量進(jìn)行設(shè)計(jì)，保障電力系統(tǒng)整體的合適度和控制協(xié)調(diào)性。在電力分配環(huán)節(jié)，需要使各個(gè)電氣設(shè)備能夠保持基礎(chǔ)設(shè)置，這樣電氣工程的運(yùn)行才會(huì)更加穩(wěn)定和可靠。在實(shí)際的操作過程中，需要保障配電系統(tǒng)的安全性，合理地選擇和布置線路，通過科學(xué)合理的方式設(shè)計(jì)好配電節(jié)能。

結(jié)束語：

本文主要分析了如何實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)，從電氣工程自動(dòng)化入手，對(duì)電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了闡述，突出了節(jié)能設(shè)計(jì)的安全性、先進(jìn)性、環(huán)保性和可持續(xù)性;然后對(duì)電氣工程自動(dòng)化及節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，羅列了包括節(jié)能效果、能源消耗、自動(dòng)化程度等在內(nèi)的五方面因素;最后從電能源傳輸、變壓器選擇、功率因數(shù)、配電節(jié)能設(shè)計(jì)等四個(gè)方面出發(fā)，對(duì)電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述。結(jié)合文章內(nèi)容會(huì)發(fā)現(xiàn)，若想完全實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化節(jié)能，需要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀和節(jié)能設(shè)計(jì)理念，從多個(gè)角度和方向出發(fā)作出有針對(duì)性的改變，通過選擇科學(xué)合理的節(jié)能方式來完成節(jié)能目標(biāo)和任務(wù)，從而不斷推動(dòng)行業(yè)發(fā)展，使企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

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劉國(guó)祥，男，漢族，大學(xué)本科，自動(dòng)化方向，1991.12.28

陳靜，女，漢族，大學(xué)本科，注冊(cè)安全工程師，自動(dòng)化方向，1984.9.16

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