電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)探究

劉正冉

[摘? ? 要]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平不斷提高。建筑設(shè)計(jì)不僅要滿足住戶需求，而且趨向于智能化?！熬G色化”、“環(huán)保化”等理念也逐漸深入建筑工程。因此，建筑工程在符合質(zhì)量要求、滿足用戶需求的前提下，需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。電氣工程自動(dòng)化作為建筑工程的重要組成部分，電力消耗效果將直接影響建筑物整體的能源消耗效果。如何優(yōu)化設(shè)計(jì)方案， 實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化的節(jié)能減排成為主流趨勢(shì)。文章對(duì)如何在電氣工程自動(dòng)化中做好節(jié)能設(shè)計(jì)工作、降低電氣工程自動(dòng)化運(yùn)行過(guò)程中的能耗展開(kāi)了研究，以供參考。

[關(guān)鍵詞]電氣自動(dòng)化工程;節(jié)能設(shè)計(jì);節(jié)能技術(shù)

[中圖分類號(hào)]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）05–00–02

Electrical Engineering Automation and Energy Saving Design

Liu Zheng-ran

[Abstract]With the development of economy， people's living standard is improving. Architectural design should not only meet the needs of residents， but also tend to be intelligent. The concept of "green" and "environmental protection" has gradually penetrated into the construction engineering. Therefore， under the premise of meeting the quality requirements and the needs of users， the construction project needs to further optimize the design scheme. Electrical engineering automation as an important part of construction engineering， power consumption effect will directly affect the overall energy consumption effect of buildings. How to optimize the design scheme and realize the energy saving and emission reduction of electrical engineering automation has become the mainstream trend. Based on this， this paper studies how to do a good job of energy saving design in electrical automation engineering and reduce the energy consumption in the process of electrical engineering automation operation， for reference.

[Keywords]electrical automation engineering; Energy saving design; Energy saving technology

1 電氣工程自動(dòng)化的主要組成

電氣工程自動(dòng)化主要由兩個(gè)部分組成，分別是硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)的開(kāi)端都是硬件系統(tǒng)，在對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，有一定需要遵守的原則，提升工業(yè)設(shè)施的自動(dòng)化設(shè)計(jì)是硬件設(shè)計(jì)的前提條件。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)設(shè)備的實(shí)際使用需求進(jìn)行深入了解，然后，選擇相匹配的計(jì)算機(jī)，選擇比較安全并且穩(wěn)定的操作系統(tǒng)，保證系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)正常穩(wěn)定運(yùn)行。之后的具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分結(jié)合實(shí)際情況對(duì)輔助設(shè)施以及元器件進(jìn)行相應(yīng)合理的選擇，進(jìn)而保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。硬件設(shè)計(jì)結(jié)束后，就需要對(duì)各個(gè)相關(guān)線路進(jìn)行連接，連接的要求依然是保證系統(tǒng)能夠正常使用。整體設(shè)計(jì)結(jié)束后，需要對(duì)功能進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，就是在機(jī)器發(fā)出具體的指令后，能夠使信息實(shí)現(xiàn)更好的傳遞以及接收，這樣能夠保證電氣工程設(shè)施的正常穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)電氣工程自動(dòng)化設(shè)施進(jìn)行相關(guān)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分結(jié)合實(shí)際的工作需求，更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)以及設(shè)施的自動(dòng)化使用。

2 電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化的進(jìn)程越來(lái)越快，也使得電氣工程自動(dòng)化的價(jià)值越來(lái)越高?，F(xiàn)代電氣工程可以采用一種國(guó)際化的匯編程序，來(lái)使其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，這種匯編程序在操作上非常便捷，對(duì)于電氣工程項(xiàng)目的效率提升卻是非常顯著的。而且，還能夠基于現(xiàn)代科技建立集成控制系統(tǒng)，從而使系統(tǒng)所有功能的效率都得到提升，這對(duì)于我國(guó)整個(gè)電氣工程產(chǎn)業(yè)都有非常大的推動(dòng)作用。在電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程中，相關(guān)人員務(wù)必要不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，開(kāi)拓進(jìn)取，從而更好地應(yīng)對(duì)技術(shù)的不斷升級(jí)換代。就我國(guó)電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，對(duì)于介質(zhì)訪問(wèn)方面的研究是當(dāng)前研究的核心課題之一，未來(lái)的重要方向則是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的研究。如果實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，則能夠使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度得到巨大的提升，從而有效降低企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)成本，推動(dòng)電氣工程行業(yè)的進(jìn)步。近年來(lái)，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，電氣工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)也受到較大的沖擊，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化調(diào)整，這也成為電氣工程的發(fā)展動(dòng)力之一，對(duì)于電氣工程產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展有非常積極的意義。

3 電氣工程自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

電氣工程自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)最顯著的作用在于降低經(jīng)濟(jì)成本。當(dāng)今無(wú)論是大眾生活還是企業(yè)生產(chǎn)，對(duì)電力的依賴都越來(lái)越高，電力已成為重要的生活、生產(chǎn)能源。而目前我國(guó)仍以火力發(fā)電為主，需要消耗大量的不可再生能源，從而產(chǎn)生大量碳排放。應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)則可以減少大眾的生活成本，降低大量制造業(yè)、商業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低電網(wǎng)運(yùn)行中的損耗，并且可以減少不可再生資源的消耗，最終產(chǎn)生“多方共贏”的結(jié)果，從而降低全社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)成本。隨著生活水平的提高， “環(huán)保低碳”的理念越來(lái)越受到人們的重視，越來(lái)越多與節(jié)能減排相關(guān)的政策也在引導(dǎo)著行業(yè)與社會(huì)發(fā)生改變。在此背景下，各類工商企業(yè)為了適應(yīng)政策與市場(chǎng)的要求，也必將越來(lái)越重視各類節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，電氣工程自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)符合當(dāng)下的社會(huì)發(fā)展理念和產(chǎn)業(yè)需求，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

4 電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)原則

電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的本質(zhì)是節(jié)約能源，降低能耗，減少經(jīng)濟(jì)成本。因此，電氣工程自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)要遵循實(shí)用性、科學(xué)節(jié)能性、低碳經(jīng)濟(jì)性原則。無(wú)論設(shè)計(jì)人員如何進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，①要遵循實(shí)用性原則。電氣工程自動(dòng)化必須能夠穩(wěn)定運(yùn)行，不會(huì)影響各用電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，更不會(huì)影響用戶的生活以及安全。②設(shè)計(jì)人員還需要考慮如何科學(xué)節(jié)能。電氣工程自動(dòng)化節(jié)能，其本質(zhì)即提高能源利用率，因此，任何節(jié)能技術(shù)、創(chuàng)新技術(shù)必須符合科學(xué)性原則。此外，設(shè)計(jì)人員需要全面了解整個(gè)建筑工程的概況，只有這樣才能科學(xué)地、合理地推算預(yù)測(cè)整個(gè)工程所產(chǎn)生的電力能耗和環(huán)保利用效果，設(shè)計(jì)出合理科學(xué)的圖紙，減少施工所產(chǎn)生的能耗。③設(shè)計(jì)人員還需要考慮低碳經(jīng)濟(jì)性原則。任何一個(gè)建筑工程在保證工程質(zhì)量的前提下，都會(huì)考慮降低經(jīng)濟(jì)成本，如施工成本等。而降低經(jīng)濟(jì)成本本身就體現(xiàn)了“節(jié)能”原則。電氣工程自動(dòng)化需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低能源成本和經(jīng)濟(jì)成本。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，選用電氣設(shè)備、節(jié)能設(shè)備時(shí)，需要從一個(gè)建筑物的整體、未來(lái)長(zhǎng)期運(yùn)行的角度進(jìn)行考慮。只有這樣設(shè)計(jì)的圖紙才能規(guī)范化、合理化、高效化，才能有效地控制經(jīng)濟(jì)成本，降低能耗。

5 電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的具體工作要點(diǎn)

5.1 輸配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

輸配電系統(tǒng)對(duì)整個(gè)建筑工程的穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。因此，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)整個(gè)輸配電系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)估，保證輸配電系統(tǒng)輸送的電力能夠覆蓋整個(gè)建筑物。此外，設(shè)計(jì)人員還需要考慮輸配電系統(tǒng)的節(jié)能。

（1）提高輸電效率。線路的損耗是輸配電系統(tǒng)損耗的主要部分，降低線路的損耗能夠有效降低整個(gè)輸配電系統(tǒng)的能耗。因此，設(shè)計(jì)人員需要更好地完善設(shè)計(jì)方案，計(jì)算輸電線路距離。在保證電力系統(tǒng)能夠覆蓋整個(gè)建筑物的前提下，盡量縮短線路的長(zhǎng)度，降低輸電線路的能耗。此外，可以通過(guò)降低輸電線路的電流，如采用高壓或超高壓的輸電方式等，進(jìn)一步降低能耗。

（2）節(jié)能設(shè)備的安裝。變壓器作為電氣工程自動(dòng)化的主要元件，變壓器的質(zhì)量和效率能夠直接影響整個(gè)建筑物電力系統(tǒng)的效率。變壓器首先需要保證整個(gè)建筑物的需求，其次考慮節(jié)能、環(huán)保、低損耗。選擇變壓器時(shí)要考慮變壓器的容量，容量過(guò)低容易損壞甚至燒壞變壓器;而高容量的變壓器雖然能夠滿足建筑物的需求，但是會(huì)造成資源浪費(fèi)。因此，如何選擇適宜的變壓器是減少變壓器能耗的關(guān)鍵步驟。目前，常用的選擇變壓器依據(jù)是變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率，而當(dāng)負(fù)荷率能夠維持在70%左右時(shí)是比較適合的變壓器。

（3）補(bǔ)償技術(shù)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮所設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)能夠覆蓋整個(gè)建筑物，而且需要考慮電力系統(tǒng)的補(bǔ)償。由于電力系統(tǒng)中大部分設(shè)備屬于感性特性的負(fù)載，而這種特性將直接造成這些電力設(shè)備功率因數(shù)下降，進(jìn)而增大電能和能耗。此外，其他因素也會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生能耗。因此，需要補(bǔ)償設(shè)備或技術(shù)手段進(jìn)行電力系統(tǒng)的補(bǔ)償。補(bǔ)償設(shè)備或技術(shù)手段使得電力系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定，進(jìn)一步保證用戶的生活質(zhì)量和安全性能。設(shè)計(jì)人員需要加深對(duì)電力設(shè)備參數(shù)的了解，能夠合理地分析數(shù)據(jù)，如電壓、電容量等，只有這樣才能較好地完善設(shè)計(jì)方案。

5.2 照明節(jié)能改造

（1）節(jié)能燈具的選擇。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)或選擇節(jié)能燈具時(shí)，首先要保證室內(nèi)的光照，而照明設(shè)備是用于補(bǔ)償室內(nèi)光照的。因此，設(shè)計(jì)人員首先要考慮并計(jì)算建筑物室內(nèi)的自然光照，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行節(jié)能燈具的選擇。節(jié)能燈具應(yīng)具有環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)等特性，因此通常選擇年限長(zhǎng)、效率高、能耗低的燈具，這樣能夠有效降低照明設(shè)備成本以及建筑整體的能源消耗。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)地面反射系數(shù)推算出燈具的運(yùn)用系數(shù)，進(jìn)而選擇節(jié)能燈具。

（2）節(jié)能燈具的安裝。節(jié)能燈具能夠有效降低電氣工程的能源消耗，但是如果節(jié)能燈具無(wú)法進(jìn)行合理的布置，將會(huì)增加建筑物的能耗。因此，合適地布置節(jié)能燈具將進(jìn)一步節(jié)約能耗。不同的建筑物甚至建筑物內(nèi)不同區(qū)域，燈具的布置方法不同。例如，當(dāng)建筑物為大型商場(chǎng)時(shí)，需要集中供電，持久照明。此時(shí)，需要較為集中的布置燈具;而在客流量較低或者無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間照明的地域，可以布置少量燈具或者重新選擇適合的燈具。

5.3 完善空調(diào)系統(tǒng)

（1）變頻節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用。目前，在多個(gè)領(lǐng)域均可運(yùn)用變頻節(jié)能技術(shù)，在空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)方案中，變頻節(jié)能技術(shù)得到了大范圍推廣?，F(xiàn)階段空調(diào)的設(shè)計(jì)仍存在許多問(wèn)題，導(dǎo)致了空調(diào)在運(yùn)行過(guò)程中難以滿負(fù)荷運(yùn)行，空調(diào)運(yùn)行效率不高。在變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用下，空調(diào)可進(jìn)行滿負(fù)荷運(yùn)行。①計(jì)劃空調(diào)使用變頻節(jié)能技術(shù)可降低能源消耗，根據(jù)不同的需求靈活轉(zhuǎn)換不同的運(yùn)行模式，節(jié)約運(yùn)行成本，最大化利用能源。②通過(guò)變頻技術(shù)的應(yīng)用，可完善和優(yōu)化系統(tǒng)，以滿足實(shí)際應(yīng)用中的需求。

（2）蓄冷技術(shù)的運(yùn)用。不同的區(qū)域、不同的環(huán)境下對(duì)電負(fù)荷峰谷運(yùn)用情況存在差異。在用電高峰階段，電負(fù)荷壓力增大，會(huì)出現(xiàn)供電不足的情況。在用電低峰階段，由于電負(fù)荷壓力降低，出現(xiàn)供電過(guò)剩的情況。通過(guò)蓄冷技術(shù)的運(yùn)用，在電力過(guò)剩時(shí)將水冷凍并進(jìn)行低溫儲(chǔ)存，在電力高峰時(shí)合理釋放低溫儲(chǔ)存的能量，以達(dá)到互補(bǔ)，既節(jié)約了空調(diào)運(yùn)行成本，又緩解了用電高峰的壓力。

5.4 提高相關(guān)工作人員的節(jié)能環(huán)保意識(shí)

為了開(kāi)展產(chǎn)品電氣工程自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)：①應(yīng)做好意識(shí)建設(shè)，提高企業(yè)、開(kāi)發(fā)商、制造商和工作人員的環(huán)保意識(shí)是意識(shí)建設(shè)的關(guān)鍵部分。②應(yīng)對(duì)一線工作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，企業(yè)應(yīng)對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行規(guī)范化生產(chǎn)指導(dǎo)，保證引入新技術(shù)后，工作人員可接受新技術(shù)的工作方式。定期舉辦技術(shù)交流會(huì)，提高工作人員的實(shí)際技術(shù)操作能力，幫助電氣工程自動(dòng)化工作人員掌握新型技術(shù)，并在實(shí)際工作中使用新型技術(shù)。提高工作人員的實(shí)際操作能力，可提升生產(chǎn)的質(zhì)量、效益，對(duì)技術(shù)的發(fā)展具有重要作用。

6 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)講，電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展應(yīng)兼顧社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的雙重要求，在現(xiàn)代化發(fā)展理念的引導(dǎo)下，節(jié)能設(shè)計(jì)顯得至關(guān)重要。節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循安全性、科學(xué)性、技術(shù)先進(jìn)性等多重原則，根據(jù)電氣設(shè)備的特點(diǎn)選擇行之有效的設(shè)計(jì)方案，提高電氣工程自動(dòng)化的節(jié)能水平，以創(chuàng)造更顯著的應(yīng)用成效。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳清山.關(guān)于電氣工程自動(dòng)化信息技術(shù)及其節(jié)能設(shè)計(jì)探討[J].科技風(fēng)，2020（2）：94.