電氣自動化工程中的節(jié)能設計

孫文斌

摘 要 電氣自動化技術廣泛應用于人們的生產生活中，隨著信息技術的發(fā)展，電氣自動化技術取得了較好的發(fā)展，其在各行各業(yè)的應用也更加有效和廣泛。節(jié)能減排的理念近年來在電氣自動化工程中得到了廣泛的應用，促使電氣自動化設計越來越重視節(jié)能設計，這對促進電氣自動化工程高效發(fā)展起到了十分重要的作用。就現(xiàn)階段電氣自動化工程中的節(jié)能設計來說，無論是設計理論知識還是實踐經驗均取得了很好的成效，在進一步落實環(huán)境保護和促進經濟發(fā)展中的作用日益凸顯。基于此，本文認為進一步明確和掌握電氣自動化工程中的節(jié)能設計技術應用要點與策略尤為關鍵，必須給予充分的重視。

關鍵詞 電氣自動化 節(jié)能設計技術 節(jié)能設計原則 變壓器 源濾波器

中圖分類號：TU18 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）06-0019-03

進入新世紀以來，我國經濟發(fā)展進入了一個新的階段，這更依賴于能源行業(yè)的大力支持。然而，傳統(tǒng)能源的枯竭引起了全人類對可持續(xù)性和環(huán)境友好性的持續(xù)關注。在這樣的大背景下，我國的能源工業(yè)持續(xù)發(fā)展，特別是在電氣自動化行業(yè)中，節(jié)能技術和環(huán)境保護取得了良好的成績，對于促進節(jié)能減排具有重要的指導意義。

1 電氣自動化工程中節(jié)能設計原則

1.1 安全性原則

從配電設備的角度來看，電氣自動化系統(tǒng)要想一直保持高效率和穩(wěn)定性，就必須做好配電設計，尤其是配電設備的設計。[1]具體來說，在配電設備的設計過程中應嚴格遵循安全原則，充分考慮電氣設備的負荷容量，并以此為基礎來落實好線路和其他設計工作，最大限度確保供電系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性。另外，在配電設計時要做好一些細節(jié)方面的工作，比如需要做到防靜電設計與防雷設計這兩項工作。

1.2 高效性原則

從電氣設備的角度來看，如何有效提高設備的運行效率和質量是必須考慮的問題。對于電氣自動化系統(tǒng)的設備來說，有許多設備在運行狀態(tài)下功率不在最高值，一些設備運行狀態(tài)下的功率還會遠低于額定功率，這直接影響了設備運行效率與質量 。為此，在實際開展電氣自動化工程節(jié)能設計時，要充分做好有關于電氣設備方面的設計工作，將提升設備運行效率作為設計的重要原則來把控，同時確?？梢杂行p少電氣設備運行過程中的能耗。

1.3 節(jié)能性原則

相關企業(yè)在開展電氣自動化工程時，不僅要關注自身利益，更要科學認識節(jié)能問題。在電氣自動化工程的實際應用過程中，應更加注重節(jié)能。能源和環(huán)境保護是電氣自動化時代提出的一個新思想，在電氣自動化的實際應用過程中應更加注重節(jié)能減排。[2]所謂的節(jié)能，不僅要求在電氣自動化項目中減少自身的能耗，而且還要求在項目實施中減少對周圍環(huán)境的污染。

2 電氣自動化工程中節(jié)能設計技術的應用策略分析

2.1 降低傳遞過程中的損耗

電有阻力。正是因為阻力的存在，在動力傳遞的過程中有一定的損耗。通過相關研究學者的分析，結合有線傳輸?shù)念愋秃透艣r，可以清楚地看到這一點，在實施工程的各個階段都不同程度地損耗了一些資源。從物流學上來講，電流中電阻由導線長度、電導和橫截面積的大小共同決定。如果想要實現(xiàn)節(jié)能控制，就需要從這些方面入手，對于材質的選擇要尤為重視，通過不斷地篩選和判別，最后選擇出電阻能力較小的材質運用到實際的應用過程中。這樣一來，就可以在一定程度上降低電力傳遞過程中出現(xiàn)的各種類型的損耗。除此之外，在進行后續(xù)的設計和養(yǎng)護過程中，需要不斷地對電力系統(tǒng)中的電管理工作進行控制，可以有效地結合負載中心及電力系統(tǒng)等，爭取做到損耗程度最低化。在當前開展電氣工程以及自動化應用的過程中，需要考慮到其本身所消耗的能源。[3]這一項工程雖然能夠為工業(yè)發(fā)展帶來積極影響，但是能源的消耗也相對較大。作為相關的單位以及企業(yè)需要高度注重這一點，降低能源的消耗，提高節(jié)能管理的整體質量。需要將重點放在如何提升節(jié)能效果上。技術人員需要根據(jù)電氣工程及其自動化在設計過程中的設計需求，充分地結合能源的使用狀況，以此作為基礎開展節(jié)能設計，不斷降低能源的消耗，同時也能夠保障電氣工程以及自動化的運行效率，使運行質量得到提升與改善。

2.2 完善管理機制，合理選擇變壓器

隨著時代的不斷發(fā)展，在當前企業(yè)進行管理的過程中，想要提高電氣工程以及自動化管理工作應不斷提高其管理水平，要求領導人員高度重視管理工作的重要性，建立科學合理的監(jiān)督管理體系，確保電氣工程以及自動化系統(tǒng)始終處于一種正常的運行狀態(tài)中。不僅如此，還需要建立一支高水平、高素質并且具有高管理能力的隊伍。其目的是為了提高管理過程中所有的管理人員的專業(yè)水平，明確管理的目標以及目的，定期做好對隊伍的教育培訓工作，完善管理人員的知識結構，促使其能夠掌握更加先進、有趣并且質量高效的管理理念以及管理技術，將管理責任與管理任務落實到每一個人身上，提高工作人員的責任心以及工作積極性，滿足電氣工程以及其自動化發(fā)展的實際需求。

在設計電氣自動化系統(tǒng)時，變壓器應該放在中心位置，這里的節(jié)能設計可以有效降低電氣自動化的能耗。設計原理是變壓器能有效防止電氣系統(tǒng)中電流和電壓的轉換。

第一，在材料選擇上，工作人員應優(yōu)先選擇節(jié)能環(huán)保的材料，比如：銅、絕緣材料等。

第二，應該較多地選擇銅作為變壓器的主材料，銅在變壓器中起著十分重要的作用。它能夠代替變壓器中的硅，可以有效地提升變壓器的運行效率，[4]還可以起到降低能耗的作用，進而起到節(jié)能效果。

第三，在商品市場中有多種材質和類型的變壓器，工作人員應該首先選擇具有節(jié)能效果的變壓器，定期對變壓器進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，并經常對變壓器進行更換，進而使變壓器一直保持在最好的狀態(tài)。

第四，在進行設計時，對變壓器的功率和數(shù)量進行科學合理的計算。在不同的項目中對于電量的要求不同，需要根據(jù)項目的具體需求選擇變壓器，在電力系統(tǒng)中放置的變壓器容量低會降低變壓器的使用時間，在電力系統(tǒng)中放置的變壓器容量高會造成資源浪費。因此，在選擇變壓器的過程中，設計人員必須根據(jù)電源系統(tǒng)的實際狀況和實際功率數(shù)據(jù)選擇合適的變壓器。另外，還要對變壓器的數(shù)量進行計算。變壓器的數(shù)量不應太多，否則會導致資源損失。5C607288-5B4C-445E-B615-43F76AAABE15

2.3 增強信息使用的安全性，優(yōu)化節(jié)能設計方案

人們在使用網絡結構的過程中，對于網絡結構、網絡系統(tǒng)的安全性也提出了更高的要求。如果安全性不高，就會導致在實際使用時所出現(xiàn)的問題越來越多，甚至導致信息的泄露和盜用等等。為了解決這一問題，需要提高數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，要高度注重數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩珕栴}，現(xiàn)階段數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)安全問題時，多數(shù)情況下是由于電氣自動化系統(tǒng)自身的軟硬件接口導致的。為此，想要保證這些電氣工程自動化的應用質量得到提升，需要對其軟硬件結構進行分析，科學合理地選擇最為恰當?shù)陌踩b置。在這一過程中需要嚴格地按照可靠、實用等原則，選擇最為安全的裝置，進一步地強化整個安全裝置的控制系統(tǒng)，并且保障控制系統(tǒng)的功能和模塊之間具有非常強的兼容性，提高其應用的質量以及效果，安全地完成信息傳輸工作。[5]除此之外，如果發(fā)現(xiàn)了在整個工程中存在系統(tǒng)薄弱的環(huán)節(jié)，需要及時地做好安全的防護以及監(jiān)督管理工作，制定更為完善健全的監(jiān)控方案，能夠及時地發(fā)現(xiàn)過程中存在哪些隱患問題，例如信息在傳輸時出現(xiàn)亂碼問題、信息被盜用等，及時地結合實際狀況進行解決，改變其中問題過多這一現(xiàn)象，增強該系統(tǒng)在使用時的效果，切實地滿足電氣工程自動化系統(tǒng)在使用中的安全需求。

在電氣工程節(jié)能設計過程中，涉及的方面比較廣泛，整個操作過程非常復雜，這就要求相關電氣設計人員具備足夠的設計經驗和專業(yè)能力，才能夠對電氣節(jié)能方面的相關內容進行十足的掌握，按照國家規(guī)定的規(guī)范和原則進行科學合理的設計。這使得電氣工程最終呈現(xiàn)出來的效果符合國家標準，而且在性能以及外觀上都得到一定程度上的保障。在我國以前的傳統(tǒng)設計中，主要是依靠人工來實現(xiàn)電氣工程的整體設計，所以在進行設計的過程中需要大量的成本，進行人力的投入，而且人工操作難免會產生誤差，不同設計人員之間也難以實現(xiàn)完美配合。所以，在設計過程中經常會出現(xiàn)問題，由此我國傳統(tǒng)電氣設計質量相對較低。但是，隨著信息化技術的不斷發(fā)展，在現(xiàn)階段，設計人員已經能夠成功地采用CAD技術對相關的設計進行科學的優(yōu)化和統(tǒng)籌，在一定程度上能縮短設計周期，而且也能夠為設計質量提供保障。在進行設計的過程中，遺傳算法是較常用的，這種算法在先進性、實用性以及高效性上都有較為優(yōu)異的表現(xiàn)。

2.4 構建網絡結構，合理選擇無功補償設備

在使用電氣工程自動化系統(tǒng)的過程中，網絡結構是不可忽略的一部分。網絡結構中的數(shù)據(jù)記錄占據(jù)著極為重要的地位，需要結合該企業(yè)本身的發(fā)展狀況構建獨特的網絡結構，確保電氣工程自動化的內容能夠通過網絡結構實時地進行傳遞，使得其信息傳遞的質量以及傳遞的效果都可以得到提升。利用網絡結構也能夠讓各部門對電氣工程進行有效的控制。在網絡結構的支撐之下，管理系統(tǒng)的存儲數(shù)據(jù)能夠有效地進行互換，使得電氣工程在其自動化系統(tǒng)運行的過程中效率得到提升，確保運行的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性。技術人員也可以有效地將電氣工程自動化技術進一步地結合，確保該工程的質量得到改善。利用網絡結構可以實現(xiàn)系統(tǒng)化的監(jiān)督管理，能夠實時地對所有數(shù)據(jù)進行應用和分析，真正意義上實現(xiàn)了網絡的互聯(lián)、互通，增強網絡結構在使用時的使用效果。由于功率因數(shù)低會導致用戶用電成本增加，為了有效保證無功處于平衡狀態(tài)，需要根據(jù)實際情況選擇最合適的無功補償設備?？紤]到選擇無功補償設備時需要考慮的因素很多，為此在實際選擇時要嚴格遵循相關的原則，確保無功補償設備有充分的適用性。[6]總的來說，無功補償設備選擇時要遵循三方面的要點：

一是若使用電容器來實現(xiàn)補償目的，則要根據(jù)參數(shù)來確定電容器容量。

二是考慮到以往的補償電容器中的電容器分擔方式有一定的局限性。為此，在節(jié)能設計理念下，為實現(xiàn)最佳的補償效果，可以采用集調節(jié)平衡、定位準確及適應面廣泛的一體化切投方式。

三是在安裝無功補償設備時，最好是就地安裝，直接完成補償，這樣可以最大限度地減少線路上的無用功傳輸，對實現(xiàn)節(jié)能效果大有裨益。

2.5 增強技術，加大源濾波器的應用

目前想進一步地滿足我國工業(yè)領域的發(fā)展以及其他領域在使用電氣工程自動化中的要求，需要各企業(yè)結合自身的實際狀況，進一步地提高其自動化水平以及自動化的集成程度。在這一階段，技術人員要嚴格地按照相關標準建立并且完善電氣工程自動化體系。在整個電氣工程設計時，應充分地考慮到各企業(yè)的實際需求制定自動化程序，需要利用更多先進的技術來提高自動化的效果。除此之外，在設計電氣工程自動化系統(tǒng)中，要求工作人員樹立更為先進的技術理念，并且不斷將這些理念進行開發(fā)、升級，提高理念的應用效果，創(chuàng)新自動化系統(tǒng)以及自動化功能在使用時的效果。各企業(yè)在開展自動化的全過程中，需要不斷優(yōu)化并且完善該系統(tǒng)，加強各部門之間的聯(lián)系，增強自動化系統(tǒng)在使用時的效果，讓電氣工程自動化水平得到提升，并且實現(xiàn)資源共享，以保障電氣自動化系統(tǒng)在運行時其效率得到改善。利用有源濾波器消除諧波存在不利的影響，諧波可能對電氣設備造成不同程度的損壞，這可能會增加電網負擔并導致容量降低;降低設備利用率。

3 結語

綜上所述，隨著節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展理念受到社會的廣泛關注和認可。為了適應時代發(fā)展的需要，電氣自動化工程中的節(jié)能設計優(yōu)化至關重要，在電氣自動化工程的應用中，必須進行科學的節(jié)能設計，以實現(xiàn)環(huán)境保護的社會經濟效益與生態(tài)效益的協(xié)調。在節(jié)能設計過程中，必須遵循科學的原則，采用科學的方法，提高節(jié)能工程的總體效果和質量，全面提高電氣自動化工程的應用效果。

參考文獻：

[1] 李媛，楊懷江，楊士奇.電氣自動化工程中的節(jié)能設計技術[J].城市建設理論研究（電子版），2017（09）：3503.

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[4] 張鐳.淺析電氣自動化工程中的節(jié)能設計技術[J].科技創(chuàng)新導報，2017（04）：17-18.

[5] 歐陽啟祺.電氣自動化的節(jié)能設計技術的研究[J].中國戰(zhàn)略新興產業(yè)，2017（08）：17-19.

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