淺析電氣自動(dòng)化工程中的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)

張輝

（長春市中心醫(yī)院，吉林 長春 130051）

0 引言

因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中配電設(shè)備的使用較多，開關(guān)電源在運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)會(huì)形成大量的諧波電流。如果稍有疏忽，很可能會(huì)影響互聯(lián)網(wǎng)的整體安全運(yùn)行，消耗大量電能。因此，在機(jī)電工程項(xiàng)目中，必須考慮諧波電流的不利影響，明確提出相應(yīng)的對策，合理提高機(jī)電工程項(xiàng)目的穩(wěn)定性和安全系數(shù)，以完成工業(yè)生產(chǎn)和能源行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

1 電氣自動(dòng)化工程中的問題

1.1 自動(dòng)化程度

在世界范圍內(nèi)，我國在電網(wǎng)配電設(shè)備行業(yè)存在短板，電氣專業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水平不高?，F(xiàn)階段我國機(jī)電一體化水平不高，無法在互聯(lián)網(wǎng)階段實(shí)現(xiàn)一體化。一般控制只能由單獨(dú)的系統(tǒng)軟件或機(jī)器設(shè)備進(jìn)行操作。新型機(jī)電一體化項(xiàng)目存在特點(diǎn)單一、結(jié)構(gòu)簡單等問題，而且仍然存在不確定的人為因素。必須更換電氣設(shè)備時(shí)，沒有準(zhǔn)確的選擇，導(dǎo)致資源消耗[1]。

1.2 線路傳輸損耗

事實(shí)上，互聯(lián)網(wǎng)在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)很多損耗，比如電線電纜的損耗、變壓器的損耗、傳輸過程中的電能損耗等。這種類型的損耗是由流過電導(dǎo)體的電流量引起的，由于存在多個(gè)電導(dǎo)體，因此無法消除這種損耗。但是，可以采用一定的方法來保證電網(wǎng)可靠地運(yùn)行，減少電磁能的消耗，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

1.3 新能源的并網(wǎng)運(yùn)行

傳統(tǒng)發(fā)電方式的運(yùn)行可以通過保證過程的運(yùn)行來完成。然而，如太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，其運(yùn)行方式對溫度的依賴性很高，天氣變化更為復(fù)雜，不依賴于人力資本。所以靠新能源來發(fā)電，現(xiàn)階段的技術(shù)還不能滿足可靠性要求。

1.4 信息化建設(shè)

當(dāng)代，在各種產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的自主創(chuàng)新中，引入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)化發(fā)展趨勢，互利共贏，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。但是，由于目前的機(jī)電機(jī)械設(shè)備，每個(gè)階段都涉及到制造設(shè)計(jì)方案，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)產(chǎn)生各種不同的情況，導(dǎo)致機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備之間的不一致，無法充分發(fā)揮機(jī)電一體化的總體作用[2]。

2 節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)在電氣自動(dòng)化工程中的應(yīng)用

2.1 消耗技術(shù)

近年來，各種關(guān)鍵技術(shù)在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。使用節(jié)能環(huán)保的技術(shù)，符合我國當(dāng)前節(jié)能降耗的基本理念，又促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，從而最大限度地節(jié)約了資源，保證了網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用和避免資源消耗。在電氣設(shè)計(jì)的整個(gè)技術(shù)過程中，技術(shù)方法也應(yīng)分類。消耗技術(shù)的使用對于降低電氣工程中的傳輸水平尤為重要。輸電線路的作用是輸送電力，使用不同種類的材料時(shí)，同一種材料的強(qiáng)度相差很大。添加電阻時(shí)，需要考慮細(xì)節(jié)，電磁能能瞬間轉(zhuǎn)化為熱量。因此，每個(gè)電力傳輸過程中的低摩擦阻力可以實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的總體目標(biāo)，這樣成本也降低了。在具體應(yīng)用中，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合具體情況，有效操縱傳輸線的電阻，并盡可能減小，這樣基本可以降低合理的輸出功率。此外，傳輸線的大小與導(dǎo)線和電阻的導(dǎo)電性一直存在相互作用。然而，導(dǎo)線的長度與電導(dǎo)率和橫截面積成正比。因此，應(yīng)在實(shí)際操作過程中詳細(xì)分析，具體操作可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：首先，在實(shí)際操作中，應(yīng)使用線阻較低的材料，可以更有效地控制功耗；其次，在工作過程中，應(yīng)避免減少線材長度的情況發(fā)生；此外，在鋪設(shè)過程中使用直線很重要，這可以防止發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在實(shí)際運(yùn)行中，可以合理通過設(shè)計(jì)目標(biāo)方法來減小負(fù)荷中心與變壓器之間的距離。導(dǎo)線本身的橫截面越大，其導(dǎo)電能力就越強(qiáng)，受影響的線損會(huì)少一些。因此，在使用導(dǎo)線時(shí)，橫截面積大，可以促進(jìn)能效的提高[3]。

2.2 科學(xué)地選用變壓器

在電力變壓器的設(shè)計(jì)過程中，既可以節(jié)省電氣設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)際效果，又可以結(jié)合機(jī)電一體化工程項(xiàng)目的需要。在具體的設(shè)計(jì)過程中，必須充分考慮具體情況，確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性。首先，在實(shí)際運(yùn)行中，相關(guān)人員應(yīng)使用節(jié)能變壓器，節(jié)能變壓器可以促進(jìn)合理控制用電。該設(shè)施在具體工作中可以合理使用，既可以防止負(fù)載不平衡，又可以使變壓器本身的損耗合理化。此外，還需要注意降低發(fā)電量對開關(guān)電源的危害。適當(dāng)應(yīng)用單相電力自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)械設(shè)備，可減輕變壓器負(fù)荷，保護(hù)供電系統(tǒng)。隨著新能源的普及，電氣自動(dòng)化項(xiàng)目的電源元器件價(jià)格越來越高，如何將新能源接入當(dāng)前保障用電并且安全穩(wěn)定是主要任務(wù)。這類新能源發(fā)電，如太陽能、風(fēng)能等，其工作方式很大程度上取決于天氣，而發(fā)電質(zhì)量與天氣狀況直接相關(guān)。例如，當(dāng)能源需求快速增長時(shí)，當(dāng)?shù)氐奶鞖鈼l件無法支撐如此大的能源消耗，這會(huì)使周圍的消防站過載，導(dǎo)致停電或不平衡供電，從而導(dǎo)致更嚴(yán)重的事故。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)如果對能源的需求突然下降，那么這種情況是相對的，但如果不采取相應(yīng)的對策，新能源產(chǎn)生的電能就會(huì)過剩，并以其他形式釋放，造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。由于這些不確定性與天氣有關(guān)，當(dāng)?shù)靥鞖饪梢缘玫叫掳l(fā)電方法的曲線，只要一些天氣條件與幾個(gè)有效且可測量的數(shù)值參數(shù)有關(guān)，可以向網(wǎng)絡(luò)發(fā)件人提供反饋。變壓器應(yīng)設(shè)計(jì)使用單相補(bǔ)償裝置，因?yàn)閱蜗嘧詣?dòng)補(bǔ)償裝置有效地保證了三相電流在平衡中的流動(dòng)，從而降低了變壓器本身的消耗。另外，也可以將三相單相用電設(shè)備連接起來，以有效避免負(fù)載不平衡的問題，達(dá)到控制變壓器功率損耗。變壓器的科學(xué)性和數(shù)量也很重要。判斷變壓器的容量是否不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的電力需求，必然會(huì)導(dǎo)致變壓器壽命對輸電質(zhì)量的影響。如果變壓器的容量大于系統(tǒng)運(yùn)行的電力需求，就會(huì)造成資源的浪費(fèi)，不利于節(jié)能的設(shè)計(jì)目標(biāo)。相應(yīng)地，在選擇變壓器時(shí)，嚴(yán)格按照實(shí)際模式變壓器的功率來選擇。通常，變壓器的數(shù)量應(yīng)限制為兩組。兩臺變壓器并聯(lián)，既保證了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，又避免了能源的浪費(fèi)，這對于實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)項(xiàng)目非常有用。

2.3 合理地選擇光源

選擇合適的光源可以減少能源消耗和財(cái)產(chǎn)損失。那么，在燈光照明的制定中，應(yīng)盡可能選擇性能優(yōu)良的光源。工程建筑室內(nèi)環(huán)境的屏幕亮度會(huì)在一定程度上影響人們的視覺舒適度，明亮的光束會(huì)讓空間感覺開闊，而暗的光束會(huì)讓空間感覺狹窄。接下來應(yīng)該嘗試選擇更接近地理環(huán)境的色度，一些加工廠或家庭使用的吊頂也需要選擇環(huán)保節(jié)能的實(shí)際效果。低輸出功率的照明燈具不僅有利于節(jié)省大量的電力工程，也有利于人們的日常生活或工業(yè)生產(chǎn)[4]。

3 電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的未來發(fā)展方向

3.1 提升AVC系統(tǒng)性能

AVC智能能源是指互聯(lián)網(wǎng)的全自動(dòng)操作電壓響應(yīng)操控。通過各種智能系統(tǒng)和自動(dòng)化機(jī)器，實(shí)時(shí)從互聯(lián)網(wǎng)上采集各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行具體的分析計(jì)算，運(yùn)行生產(chǎn)計(jì)劃，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，取得經(jīng)濟(jì)效益。但是，目前我國AVC系統(tǒng)的軟件還處于開發(fā)階段，存在明顯不足。智能能源AVC系統(tǒng)軟件的進(jìn)一步發(fā)展必須再次選擇操作界面，只有提高數(shù)據(jù)可視化水平，完善AVC智能電力系統(tǒng)軟件的分析功能，才能提高輸配電的效率和穩(wěn)定性，提高資源利用率，完成智能學(xué)習(xí)培訓(xùn)，降低人力資本[5]。

3.2 建設(shè)合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)該確保負(fù)載的工作電壓和運(yùn)行功能符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時(shí)充分利用功耗的優(yōu)勢，以最低的成本換取最有利的經(jīng)濟(jì)效益。在互聯(lián)網(wǎng)上，他們可以互相填補(bǔ)。但是，我國很多地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)很老了，將來必須更換舊的機(jī)械設(shè)備、大功率線路和變壓器。未來，陳舊的機(jī)器設(shè)備、大功率電路和變壓器都需要更換，以創(chuàng)造更科學(xué)、更合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

3.3 實(shí)現(xiàn)新能源并網(wǎng)

隨著新能源汽車的普及，新機(jī)電一體化項(xiàng)目對開關(guān)電源電子器件的規(guī)定越來越高。為保障電力安全穩(wěn)定生產(chǎn)，如何將新能源技術(shù)接入電網(wǎng)是當(dāng)前最重要的工作之一。這類太陽能、風(fēng)能等新一代電力能源在工作條件下對溫度的依賴性相對較高，發(fā)電質(zhì)量與天氣狀況直接相關(guān)。例如，一旦能源供應(yīng)大幅增加，當(dāng)?shù)貧夂驑?biāo)準(zhǔn)無法支持如此大的能源消耗，就需要對附近消防安全發(fā)電廠的供電系統(tǒng)進(jìn)行升級，這將導(dǎo)致能源需求平衡的終止，從而造成大量消耗。由于這種變異性與溫度和溫度中一些合理的、可檢測的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)密切相關(guān)，才能返回給互聯(lián)網(wǎng)調(diào)頻發(fā)射機(jī)，然后得到一個(gè)新的發(fā)電規(guī)律圖。

4 結(jié)語

在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，能源是一個(gè)需要考慮的方面。能源與人們的生活息息相關(guān)，也與我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工業(yè)的進(jìn)步息息相關(guān)。但是，近年來，我國的能源消耗問題越來越嚴(yán)重，需求量非常大。在這種情況下，應(yīng)選擇節(jié)能環(huán)保的方式，以保證電能的有效利用。在機(jī)電一體化工程項(xiàng)目中，電氣設(shè)計(jì)的技術(shù)方面應(yīng)由科學(xué)研究確定，遵循電氣設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，重視節(jié)能環(huán)保方面的科學(xué)研究，有效優(yōu)化資源利用。