電氣工程自動化信息技術(shù)關(guān)鍵及其節(jié)能設(shè)計要點

時影

平頂山技師學(xué)院 河南 平頂山 467099

引言

現(xiàn)階段電氣工程自動化已然成為我國工業(yè)行業(yè)的發(fā)展常態(tài)，其中信息技術(shù)的融合發(fā)揮至關(guān)重要的作用。但在多方面因素的影響下，仍有些許問題存在于電氣工程自動化信息技術(shù)應(yīng)用中，進(jìn)而對電氣工程領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生一定限制。鑒于此，亟須在深度剖析電氣工程自動化信息技術(shù)存在問題的前提下，借助有效策略來優(yōu)化其節(jié)能設(shè)計，以促進(jìn)電氣工程領(lǐng)域的節(jié)能化發(fā)展，并為我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的綠色化建設(shè)提供支撐。

1 電氣工程自動化信息技術(shù)現(xiàn)狀分析

1.1 能耗過大

縱觀現(xiàn)階段電氣工程自動化信息技術(shù)發(fā)展，盡管在運行效率、質(zhì)量等方面取得顯著成效，但在設(shè)計不統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)尚未完善等因素的影響下，致使部分企業(yè)只側(cè)重對電氣工程系統(tǒng)運行實效性的提升，并在優(yōu)化應(yīng)用過程中只考慮到自身特點與發(fā)展需求。同時為達(dá)到高經(jīng)濟(jì)效益獲取的目的，對于電氣工程系統(tǒng)的設(shè)計未考慮到節(jié)能環(huán)保，致使電氣工程運行仍存在能耗過大的情況[1]。

1.2 功能不全

隨著我國工業(yè)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，對電氣工程提出更高要求，但受到多維因素的制約，使得當(dāng)前系統(tǒng)功能的設(shè)置無法滿足電氣工程系統(tǒng)的實際運行需求。通常情況下，其復(fù)雜的工作過程涉及多個電氣工程裝置的協(xié)同應(yīng)用，而受到信息交換限制的影響，使得系統(tǒng)運行期間相關(guān)信息的獲取與管理無法達(dá)到預(yù)期要求。不僅導(dǎo)致電氣工程自動化的運行負(fù)荷與難度增大，甚至對電氣工程系統(tǒng)的智能化發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響[2]。

2 電子工程節(jié)能設(shè)計原則

為保證其節(jié)能設(shè)計開展符合電氣工程自動化信息技術(shù)的應(yīng)用要求，需在設(shè)計時遵循以下原則。

2.1 適用性原則

即要求相關(guān)人員立足適用性視角開展電氣工程節(jié)能設(shè)計工作，在保證電氣工程運行符合環(huán)境要求以及安全控制需求的前提下來優(yōu)化節(jié)能降耗設(shè)計，以保證電氣系統(tǒng)的運行可獲取較為理想的效益。同時，節(jié)能設(shè)計的開展還需提高對電氣產(chǎn)品質(zhì)量檢測的關(guān)注度，切勿過于強調(diào)電氣工程的節(jié)能效果導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，需在加強運行質(zhì)量控制的基礎(chǔ)上來有效節(jié)約電力資源，避免因設(shè)計不合理導(dǎo)致電氣產(chǎn)品出現(xiàn)安全隱患的概率增大[3]。

2.2 環(huán)保性原則

即做到在開展節(jié)能設(shè)計時應(yīng)做到對工作環(huán)境、運行需求等方面的充分考慮，在實際節(jié)能設(shè)計過程中，設(shè)計師不僅要強調(diào)對能源節(jié)約理念的滲透，還需圍繞生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、防控來優(yōu)化設(shè)計方案[4]。即在保證電氣系統(tǒng)運行安全、質(zhì)量的前提下，將環(huán)境保護(hù)、能源控制作為電氣工程設(shè)計的主要參考要素。同時，要求設(shè)計師加強對環(huán)保意識的樹立，能夠在設(shè)計期間立足多元化視角來凸顯環(huán)保與節(jié)能特性，如以電氣工程工藝、材料、技術(shù)等作為切入點，通過優(yōu)化設(shè)計來達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

2.3 綜合性原則

強調(diào)在電氣工程自動化設(shè)計中嚴(yán)格遵循綜合性原則，要求設(shè)計師在充分考慮環(huán)保、質(zhì)量、安全等要素之外，還需立足綜合性視角來增大其效益創(chuàng)造。以往電氣工程設(shè)計與應(yīng)用過程中，部分企業(yè)會采取材料替換的方式來達(dá)到經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造的目的，以更低投資成本來獲取更大效益。而因材料、工藝、技術(shù)的應(yīng)用不合理導(dǎo)致電氣工程系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)異常故障，其維修養(yǎng)護(hù)次數(shù)的增多同樣會增大企業(yè)運行成本[5]。鑒于此，在開展節(jié)能設(shè)計作業(yè)時，可秉持著綜合性設(shè)計原則，在節(jié)能設(shè)計方案制定中落實因地制宜理念，以保證其節(jié)能設(shè)計開展符合企業(yè)實際運行需求，以期在電氣工程自動化信息技術(shù)應(yīng)用過程中獲取更大效益。

3 電氣工程自動化信息技術(shù)的節(jié)能設(shè)計要點

3.1 優(yōu)化配電系統(tǒng)設(shè)計

要想將節(jié)能環(huán)保理念貫穿于電氣工程自動化信息技術(shù)發(fā)展中，可從配電控制系統(tǒng)的設(shè)計作為切入點，立足節(jié)能環(huán)保視角，借助對電力智能化技術(shù)應(yīng)用來創(chuàng)新配電控制系統(tǒng)的運行模式，通過對系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行的優(yōu)化來達(dá)到節(jié)能降耗的目的，并實現(xiàn)將電氣工程系統(tǒng)的運行情況有效掌握[6]。依托于對智能化技術(shù)應(yīng)用，可做到對電氣工程自動化信息系統(tǒng)各運行環(huán)節(jié)的全面覆蓋，通過智能化、動態(tài)化監(jiān)控管理來提升電機工程控制有效性。同時，運行期間倘若電氣工程系統(tǒng)出現(xiàn)配電異?；蚬收希山柚悄芗夹g(shù)對問題異常及時分析定位并上報，避免配電系統(tǒng)運行受到故障問題的影響。另外，配電控制系統(tǒng)構(gòu)成中通信導(dǎo)線發(fā)揮重要作用，在節(jié)能設(shè)計時相關(guān)人員需秉持因地制宜原則，通過對通信導(dǎo)線的合理選擇來提升系統(tǒng)節(jié)能效益，避免因?qū)Ь€選擇不合理導(dǎo)致電氣工程系統(tǒng)運行出現(xiàn)大量浪費。

3.2 優(yōu)化變壓器選擇應(yīng)用

通常情況下，電氣工程自動化運行中變壓器材質(zhì)、類型的不同選擇，產(chǎn)生的能源損耗水平存在一定差異，如變壓器運行期間鐵、銅材質(zhì)的損耗效率存在差異。所以在設(shè)計時需重視對變壓器的合理選擇，依據(jù)對電氣工程自動化運行實際的分析，并結(jié)合節(jié)能降耗需求來選擇合適的變壓器，以期通過降低變壓器耗能來達(dá)到電氣工程節(jié)能化運行的目的[7]。同時，設(shè)計師在選擇變壓器時還需考慮到：一是盡可能選用自帶節(jié)能功能的變壓器設(shè)備，此類變壓器在研發(fā)、生產(chǎn)階段已實現(xiàn)對節(jié)能因素的考慮，所以相較于常規(guī)變壓器而言，節(jié)能型變壓器的能耗控制效果更為顯著。二是重視對變壓器自身消耗的嚴(yán)控，通過對流經(jīng)電流的平衡控制來消除變壓器可能存在的負(fù)載電量不平衡現(xiàn)象，在促進(jìn)變壓器運行年限延長的同時，以能耗降低的方式來提升電氣工程系統(tǒng)的整體節(jié)能效果。

3.3 優(yōu)化自動化電能裝置選擇

為進(jìn)一步優(yōu)化對電氣工程自動化的節(jié)能設(shè)計，可結(jié)合以下幾點來提升節(jié)能效果。

3.3.1 無功補償裝置。電氣工程自動化系統(tǒng)在運行期間極易受到某些因素的影響出現(xiàn)無功功率，而容量空間會在無功功率的影響下呈現(xiàn)出減少的狀態(tài)，甚至增大內(nèi)部線路出現(xiàn)質(zhì)變問題的概率。鑒于此，需在設(shè)計依據(jù)對電氣工程的分析，合理設(shè)置無功補償設(shè)備來提升電氣工程運行穩(wěn)定性，并通過對無功功率的抑制來達(dá)到能耗控制的目的。而要想最大化發(fā)揮出無功補償裝置的價值，需在充分考慮容量要求、諧波率、設(shè)備電壓容量等因素的前提下進(jìn)行裝置的并聯(lián)處理，以期借助無功補償設(shè)備來促進(jìn)電氣工程的節(jié)能化、穩(wěn)定化運行[8]。

3.3.2 有源濾波器。在實際電氣工程節(jié)能設(shè)計中，有源濾波器的應(yīng)用可獲取更為理想的節(jié)能環(huán)保效果。在實際運行過程中，諧波的出現(xiàn)會對電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響，甚至因長時間處于諧波干擾狀態(tài)下導(dǎo)致系統(tǒng)運行效率下降。鑒于此，可在設(shè)計時依據(jù)對電氣系統(tǒng)運行要求的分析，借助對有源濾波器的應(yīng)用來實現(xiàn)諧波抑制，進(jìn)而為電氣工程自動化達(dá)成節(jié)能降耗目標(biāo)提供設(shè)備支撐。

3.3.3 電阻器應(yīng)用。電氣工程系統(tǒng)運行中能耗指數(shù)量化與電阻值控制之間存在密切關(guān)聯(lián)，為避免因電阻值控制不合理導(dǎo)致電氣工程運行能耗增大，需結(jié)合節(jié)能要求來合理應(yīng)用電阻器，預(yù)期通過電阻器設(shè)置來有效規(guī)避電力短路情況出現(xiàn)。同時，對于電阻器阻值的控制，設(shè)計人員可從橫截面、厚度、材料的優(yōu)化設(shè)計入手。另外，為避免能量傳輸階段電流量的產(chǎn)生過高，設(shè)計師需明確電氣工程系統(tǒng)的功率受到電阻器阻值的直接影響，所以需視情況做到對電阻值的優(yōu)化控制，依托于阻值低電阻器的應(yīng)用來提升電氣工程節(jié)能降耗效果[9]。

3.4 優(yōu)化PLC自動控制應(yīng)用

基于PLC技術(shù)與電氣工程自動化的有機結(jié)合，能夠在加強電氣系統(tǒng)運行穩(wěn)定性控制的同時，可實現(xiàn)將節(jié)能環(huán)保理念有效滲透于系統(tǒng)運行中。目前，PLC技術(shù)在我國諸多行業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在精準(zhǔn)控制、節(jié)能運行等方面存在優(yōu)勢。在電氣工程自動化節(jié)能設(shè)計中，通過對PLC技術(shù)的合理應(yīng)用，可在推進(jìn)電氣工程信息化深入建設(shè)的同時，可為系統(tǒng)控制效率的顯著提升提供保障。鑒于此，可在電氣工程節(jié)能設(shè)計中積極引進(jìn)PLC技術(shù)，并結(jié)合以下幾點來體現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能效果：第一，智能化故障診斷與遠(yuǎn)程控制管理功能增設(shè)。即在設(shè)計電氣工程系統(tǒng)時以PLC技術(shù)為載體，為系統(tǒng)增設(shè)遠(yuǎn)程控制、故障智能診斷等功能，以實現(xiàn)在運行階段對系統(tǒng)自動化、遠(yuǎn)程化、智能化管控[10]。例如依托于PLC模塊對系統(tǒng)中斷路器、隔離開關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析，并按照預(yù)先設(shè)定指令進(jìn)行斷路器與開關(guān)的自動控制，在有效規(guī)避安全隱患發(fā)生的同時，通過縮減人力投入來達(dá)到成本控制的目的。同時，PLC控制可通過精準(zhǔn)分析計算來確定隔離開關(guān)、斷路器的最佳管理時間，進(jìn)而降低系統(tǒng)運行期間形成的電能消耗。第二，融合發(fā)展視角下PLC技術(shù)的作用價值逐漸體現(xiàn)，設(shè)計人員可將其作為關(guān)鍵節(jié)能手段應(yīng)用于電氣工程自動化設(shè)計中，進(jìn)而為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)提供助力。

3.5 優(yōu)化電能傳輸過程設(shè)計

作為電氣工程自動化中的關(guān)鍵組成，輸電線路傳輸網(wǎng)設(shè)計是否合理與系統(tǒng)節(jié)能效果的提升之間存在密切關(guān)聯(lián)。鑒于此，設(shè)計師需在考慮傳輸線路電阻與布線系統(tǒng)之間關(guān)系的前提下，通過對傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計來減小電能消耗。在實際設(shè)計期間，其電能消耗量受到線路距離控制的影響，所以設(shè)計師需結(jié)合實際情況的分析，進(jìn)一步優(yōu)化對傳輸導(dǎo)線電阻、輸電線路長度的控制，并依據(jù)電氣工程自動化運行需求對傳輸導(dǎo)線橫截面積精準(zhǔn)、科學(xué)計算與控制，通過對傳輸導(dǎo)線距離的合理把控來抑制能耗出現(xiàn)，減少工程運行期間電力傳輸造成的能源消耗。另外，設(shè)計師需提高對線路選型設(shè)計的重視度，對于施工線路應(yīng)盡可能按照筆直流暢的原則進(jìn)行設(shè)計，倘若線路的布設(shè)存在過多繞彎，極易導(dǎo)致電力傳輸中出現(xiàn)較大能耗。在設(shè)計時需對傳輸節(jié)點間線路能量的傳輸距離優(yōu)化控制，以期促進(jìn)電氣工程節(jié)能效果的提升。此外，對于電氣工程系統(tǒng)中線路材料的選擇，需在明確系統(tǒng)節(jié)能控制要求的前提下，將橫截面積小、材質(zhì)好、綠色環(huán)保的線路材料作為主要方案，以保證電氣工程自動化系統(tǒng)的節(jié)能控制效果不受傳輸網(wǎng)的影響。

4 結(jié)束語

綜上所述，節(jié)能設(shè)計水平不僅與電氣工程自動化信息技術(shù)的應(yīng)用成效之間存在密切關(guān)聯(lián)，也關(guān)乎企業(yè)運行效益的獲取。鑒于此，為實現(xiàn)對能源消耗、損耗的優(yōu)化控制，并促進(jìn)電氣工程自動化系統(tǒng)的可靠、安全運行，需在深度剖析當(dāng)前電氣工程自動化信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的前提下，重視對節(jié)能設(shè)計原則的嚴(yán)格遵循，并通過優(yōu)選自動化電能裝置、優(yōu)化配電系統(tǒng)設(shè)計、優(yōu)化變壓器裝置選擇、優(yōu)化PLC控制技術(shù)應(yīng)用、優(yōu)化電能傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計等措施實施來提升電氣工程系統(tǒng)節(jié)能效果，進(jìn)而為電子工程自動化信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展提供助力。