电气自动化的节能设计技术探索

电气自动化的节能设计技术探索

曾绚敏

海南电网设计有限责任公司 570100

摘要：随着我国经济的飞速发展，电气行业在这个过程中也得到了更大的扩张，而且电气工程的应用也不断增加。新兴的节能设计技术，能够在一定程度上帮助电气工程行业稳定发展。在帮助相关企业提升经济效益的基础上，也能够帮助电气工程向着自动化、节能化的方向不断发展和推进，提高工程质量，对于电气行业的稳定发展起着非常重要的支撑作用。事实上，电气自动化技术的应用是一个较为漫长的过程，但是，如果能够实现电气自动化的节能设计，就可以使我国的一些不可再生资源的消耗程度逐渐变少，并且对环境保护也有着非常重要的作用。除了对于电气自动化进行相关的节能设计外，也要不断地改善传统节能设计中的一些问题，并且提出新的节能方案，以此来帮助我国的环境保护工作的顺利进行。基于此，本文首先简要分析电气工程自动化的特征，随后提出实现电气工程自动化的节能设计技术的相关内容，以此供相关人士交流与参考。

关键词：电气工程；自动化；节能设计；应用；分析

引言

目前随着我国经济和科学技术水平的不断发展，电气自动化工程领域的应用技术水平也得到了提升，实现了技术水平和应用成果的双效快速发展。我国在现阶段大力推动绿色发展的要求，将绿色理念融入到电气自动化工程当中，能够提升具体的工程项目的效益，同时也能加快电气自动化领域内节能技术的应用与进步。电气自动化工程设计应当遵循一系列的原则，在原则的要求之下，设计相应的节能技术方案，并且将节能方案在电气自动化具体工程项目上进行合理的应用。在城市电网的整体设计和规划中，电气自动化工程理念是不可缺少的一个方面。随着大量的电力设施在电网中得到了应用，电网在实际运转的时候会产生大量的谐波，如果不进行合理的处理，有可能会影响到电网整体的安全运转，并且也会消耗大量的能源电力。

1电气工程自动化的特征

1.1技术融合度方面

电气自动化与人们的日常生活紧密联系，作为一种智能化的技术，也具备节能环保的作用。同时，也会在一定程度上影响工业的发展。随着我国工业的不断发展，开始迎来全新的电气自动化时代。而且随着我国科学技术水平的不断提高，相关人员在电气自动化工程方面的要求也在逐渐提高，以此扩大电气自动化工程的应用范围。电气工程在展开自动化设计的过程中，必须借助计算机技术与信息技术，同时还要合理地运用电子电力技术，而且也会运用一些机械方面的技术手段。

1.2技术实用性方面

在现代化社会，电气自动化工程自身具有很多实用性的功能，其中主要包含的技术是自动化技术，而且是当前工业发展的重要方式。对于电气工程自动化的应用，其范围主要集中在技术控制方面，从而有利于保证设备的调试与协同。在这种情况下，能够形成有效、核心的自动化生产链，能够从根本上提升工业的生产力，促进生产效率的提高。

2电气自动化技术的优势

2.1提高工作的效率水平

随着我国信息技术与自动化技术的发展，人们接触到的高新技术越来越多，这些技术对于人们的生活与工作都产生了很大的影响。为了更好地顺应时代的发展，需要各个行业积极地引进自动化技术，确保生产效率以及生活质量的提高。在电力行业使用电气自动化技术，可以对生产产品实现对应检测以及产品识别。在传统的工作流程与规范中，很多工作都是人工来完成，这样的工作方法与检测方式会给工作效率带来不利影响。而在生产中应用电气自动化技术，可以大大降低生产中的能源损耗，提高生产的工作效率；将电气自动化技术应用到企业的生产检测工作中，只需花费较少的时间就可以完成工作，可不需要使用大量的资源，从而提高生产效果，为企业带来更大的经济收益。

2.2确保工作可靠性水平的提高

在生产过程中使用电气自动化技术，能够提高设备的使用效率，减少不良问题的发生。在进行电气自动化技术使用的过程中，通常会设置对应的监控系统，这个监控系统主要功能就是对运行状态进行自我管理，从而及时发现生产中存在的问题及时处理，确保整个工程的可靠与安全。自我监控系统的使用一般都实时动态管理，生产系统不管发生任何问题都可以被检测出来。监控系统不仅可以起到监督管理的作用，同时进行信息传递工作的反馈。一般的监控系统只是进行工作的监督管理，而电气自动化技术不同，可以在发生意外的时候实现预警处理，在发生问题的时候及时反馈管理者，从而协助工作人员及时制定有效的解决措施。

2.3降低能源的损耗

在进行生产的过程中，会使用大量的机械设备，这些设备随着智能化技术的应用，变得更加高效，将给生产带来很大的便利。但同时也存在一定的缺陷，对于我国人类与自然的和谐发展会产生不良的影响。所以，需要在设备使用的过程中，设置合理的监控系统对设备运行进行监督管理。当出现能耗损失的情况，及时停止生产，待问题解决后，再次投入到生产工作中。另外，如果生产中减少对人员的使用，利用电气自动化技术实现代替人工，就可以节约大量的人力资源与物力成本，减少生产的能源损耗。

3电气自动化工程中的问题

3.1自动化程度

在全世界范围内来看，与发达国家相比，我国在电网调度领域处于劣势，电气工程自动化程度还不够高。目前我国电气自动化的整体功能不高，不能将电网的各环节集成在一起，对整体进行加以控制，只能对单个系统或设备进行控制。因此需要人工协调，就也导致电气自动化工程中存在着性能单一、结构简单等问题，还存在着人工错误，这使得在电气工程需要调整时不会做出正确的选择，从而导致能源浪费。

3.2电气系统集成度较低，网络体系架构不一

当前，我国电气工程中自动化技术应用起步比较晚，电气系统集成技术的应用程度并不高，也不利于企业的发展。由于各个子系统以及使用功能之间不能够实现有效的链接，导致很多的资源在网络共享平台上不能够实现合理共享，应用数据也处于隔离的状态。另外，网络体系机构之间的不统一，也会给电气自动化技术的发展产生影响。当前，我国电气工程自动化中，不同的商家和企业使用的网络架构电气系统都是不一样的，同时使用的行业标准以及软硬件的配置也存在很大差别，导致电气工程自动化网络架构难以兼容。

3.3能源耗损比较大

随着我国工业行业迅速发展，电力工程在其中起到了积极的推动作用。目前，我国科学技术水平的提高，对于电气工程中自动化技术的应用也在逐渐创新，通过先进的生产设备以及生产理念改变传统的生产模式，提高工程的施工效率，并且保证产品的质量得到有效提高。但是，相关的设备还是存在一定的问题，这样可能导致能源消耗量较大，浪费国家能源甚至导致资源的紧张，不利于电气节能目标的实现，也会对于企业的长远发展会产生不利的影响。

4电气自动化的节能设计技术

4.1消耗技术

近年来，各个领域的重要技术中都在广泛地应用节能技术。节能技术的应用，不仅符合当前我国节能减排的理念，还能够从根本上推动电气自动化技术的运用，从而实现资源的节约，在最大程度上，确保资源的合理配置，防止出现浪费资源的情况。在运用节能设计技术的过程中，还需要对技术方式进行分类。消耗技术的应用效果比较明显，特别是在降低电能传输方面。导线的作用是保证电能的传输，那么在运用不同种类的材料时，由于材料本身存在电阻，其产生的电阻会存在很大的差异性。在应用电阻时，应该考虑到具体情况，将电能直接转化成热能。因此，在电能传输的整个过程中，假如电阻率较低，就能够保证节能目标的实现。这样消耗的有功功率也会减少。但需要关注一个问题，尽管存在各种因素，但是电流始终不会受到影响。在实践过程中，相关人员应该充分考虑实际情况，合理地控制导线中的电阻，并且尽量地降低到最小的状态。这样可以从根本上降低有功功率。另外，导线的长度，导线的电导以及电阻之间始终存在一种反比的关系。然而，导线的长度与电导与截面积之间是正比关系。因此，在实际操作的过程中，应该具体情况具体分析，详细的操作可以从如下几个方面进行。第一，在实际操作时，应该根据导线材料来选择导线。应该尽量使用电阻较小的材料作为导线。这种导线能够更加有效地控制电能的消耗。第二，在工作过程中，还应该尽量避免导线的长度被减小。并且，在布置线路的过程中，务必利用直线，这样能够防止出现更多弯路。另外，在实际操作的过程中，还应该采用针对性的方式，合理地设计供电距离，这样可以缩短负载中心间和变压器的距离。并且，如果导线本身的截面积偏大，其导电能力也会随之提高。这样导线需要承受的损失会较小。因此，在运用导线时，应该尽量使用截面积较大的导线，这样能够促进电能效率的提高。

4.2科学地选用变压器

在设计变压器的过程中，不仅要突出节能设计技术的效果，还要适应电气自动化工程的需要。在实际设计的过程中，还需要考虑具体情况，确保设计工作的科学性与合理性。第一，在实际的操作过程中，相关人员应该选用具备节能作用的变压器。节能的变压器能够促进对有功功率的合理控制。第二，还需要考虑具体情况，适当地选择具有单向性特征的自动补偿设备，以此确保三相电电流始终具有平衡的功能。在实际工作中合理地运用这种设备，可以避免发生负载不平衡的情况，还能够有效地控制变压器本身的损耗，并且确保其在最低的范围内。除此之外，还需要注意尽量减少变压要求对功率造成的影响，适当地运用单相自动补偿设备，这样可以减少变压器过度负荷的情况，还可以保证供电效果。

4.3重视补偿务工功率设备的损耗

在电气自动化设备运行的过程中，还需要重视无功功率设备的应用。然而，无功功率设备对线路造成的损耗程度非常大，并且还容易造成配电网供电电压的减小，进而在一定程度上影响电能的输送。因此，相关人员应该选用合适的电容器装置，合理地减少设备的损耗，从而保证配电网的稳定运行。在安装无功功率补偿设备的过程中，需要注意以下几个问题。首先，应该选用适当的电容器。在充分了解电容器的各项数据后，还需要根据其实际容量，做好记录。其次，在安装设备时，还应该调节电容器的适应范围，以及平滑度，保证电容器的容量符合标准，然后再应用在模糊集合模式中。模糊集合模式包括电容器以及当前使用的电容器的补偿电容组。模式中涉及到的方面也比较多。多种模式存在的原因在于为了达到明显的补偿效果。再次，在安装无功功率补偿装置时，还应该注意将其数据作为投切结果的最终数值，防止在投切的环节，开关发生振动或者倒送的情况。最后，在选择安装位置时，应该在电容器的附近。这样有利于近距离地进行无功功率补偿，从而降低电能的损耗，确保达到明显的节能效果。

4.4优化节能设计方案

在对电气工程进行相关节能设计的过程中，涉及的方面较为宽泛，而且整个操作的过程十分复杂，这就要求相关的电气设计人员拥有非常足够的设计经验以及专业能力，才能够对电气节能方面的相关内容进行十足的掌握，按照国家规定的规范和原则进行科学合理的设计。这使得电气工程最终呈现出来的效果符合国家标准，而且在性能以及外观上都得到一定程度上的保障。在我国以前的传统设计中，主要是依靠人工来实现电气工程的整体设计，所以在进行设计的过程中需要大量的成本，进行人力的投入，而且人工操作难免会产生误差，不同设计人员之间也难以实现完美配合。所以，在设计过程中经常会出现问题，由此我国传统电气设计质量相对较低。但是，随着信息化技术的不断发展，在现阶段，设计人员已经能够成功地采用CAD技术，对相关的设计进行科学的优化和统筹，在一定程度上，缩短设计周期，而且也能够为设计质量提供保障。在进行设计的过程中，遗传算法是较常用的，这种算法在先进性、实用性以及高效性上都有较为优异的表现。

4.5合理地选择光源

选择合适的光源有利于减少能源的消耗，还有利于减少经济方面的损失。那么在照明工程的设计方面，应该尽量选择高效能的光源。与普通的照明灯相比，高效能光源具有更高的发光效率，在节约方面具有绝对的优势。建筑环境的亮度会在一定程度上影响人们的视觉舒适感。明亮的光线会给人带来宽广的感觉，暗淡的光线则会令人感觉到空间上的狭窄。那么，应该尽量选择和自然环境更加贴近的亮度分布。一些工厂或者住宅使用的吸顶灯，也应该选择节能效果更加明显的。低功率的灯具不仅有利于节约不少电能，还有利于适应人们的生活或者工业生产的需要。

5电气自动化节能设计技术的未来发展方向

（1）提升AVC系统性能。智能电网AVC指的是电网的自动电压无功控制，通过各种智能化和自动化设备，实时采集电网中各个节点的数据并对其进行详细的分析和计算，然后对电网系统进行调度从而能够确保供电系统稳定运行和经济运行。但是，我国目前的AVC系统还处于初级阶段，存在较大的缺陷，需要人工处理系统采集得到的数据，这样不仅容易出错而且效率也不高。进一步开发智能电网AVC系统需要重新改编系统的界面，使得可视化程度提高，提升智能电网AVC系统的分析功能，可以提高输电效率以及可靠性，提高供电设备利用率，通过不断地人工智能学习，从而实现减轻工作人员劳动强度。（2）建设合理的电网结构。合理的电网结构应能保证负荷用电，运行性能满足相应的技术标准，同时使成本最低，经济效益最佳，充分发挥电力的优势，在网格中，可以相互补充。但是，中国许多地方的电网太旧，需要在将来更换老化的设备和高能的线路和变压器，并建设更合理的电网结构。（3）实现新能源并网。随着新能源的普及，其在电气自动化工程中的供电所占成分也越来越高。为了保证用电的安全性和稳定性，如何将新能源连接到电网成了当前的首要任务。诸如太阳能发电和风力发电的这样的新能源发电方式，其工作模式高度依赖于天气，发电质量也与天气状况直接相关。例如，一旦用户端的电力需求急剧增加，但是当地的天气条件不能支持如此大的电力消耗，这就必然要增加周围火力发电厂的电力供应，这将破坏电力供应的平衡，甚至更严重的将导致整个电网的重大事故。当电力需求突然下降时，情况也是如此，如果不采取相应措施，新能源产生的电能将过剩并以其他形式释放，从而造成严重浪费。

结束语

电气自动化的节能技术仍处于探索阶段，因此必须从节能原则出发，降低能耗和环境污染，合理应用节能设计作为电力自动化工程的核心，帮助提高电能利用效率。

参考文献

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