電氣工程自動(dòng)化的節能設計技術(shù)研究
隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，有效的推動(dòng)了電力行業(yè)的發(fā)展，而在電力系統運行過(guò)程中，難免會(huì )出現能源消耗的問(wèn)題。
摘要：如今，隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )的快速發(fā)展，人類(lèi)對能源的需求量不斷增加，但是在電氣工程使用過(guò)程中，能原浪費問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，主要是因為缺乏有效的技術(shù)手段，導致能源的利用率不高。在電氣工程領(lǐng)域，要加大對節能技術(shù)的研究，不斷提升工作人員的綜合素質(zhì)水平和專(zhuān)業(yè)技能，這樣一來(lái)不僅可以確保電氣工程自動(dòng)化的正常運行，而且還能達到節能效果。
關(guān)鍵詞：電氣工程自動(dòng)化;節能技術(shù);問(wèn)題;對策;應用
如今，在社會(huì )發(fā)展過(guò)程中，對電力能源提出了較高的要求，而且消耗量和浪費量都呈現出逐年增加的趨勢，從而使我國面臨能源緊缺的現狀。尤其是在電氣工程自動(dòng)化過(guò)程中，電氣能源浪費現象尤為明顯，因此需要國家相關(guān)部門(mén)給予高度的關(guān)注，并加大對節能技術(shù)的研究，在確保電氣工程自動(dòng)化安全、可靠運行的同時(shí)，達到節能的效果，以更好的提高能源的利用率。
一、電氣工程自動(dòng)化概述
現代科學(xué)領(lǐng)域中，對電氣工程給予了高度的關(guān)注，有效的推動(dòng)電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展。實(shí)際上，電氣工程自動(dòng)化與各學(xué)科之間有著(zhù)密切的相關(guān)性，而且各學(xué)科的理論知識都在電氣工程自動(dòng)化中有所滲透，因此具有非常明顯的應用價(jià)值。
如今，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化設計過(guò)程中，要遵循人性化、體系化、系統化的原則，以更好的滿(mǎn)足廣大用戶(hù)的基本需求。在實(shí)際應用過(guò)程中，電氣系統一般是憑借光纖設備來(lái)進(jìn)行數據的傳輸，而光纜是其中比較重要的組成部分，有效降低了電纜設備的使用量，這樣不僅可以節約電纜材料，減少能源損耗，而且還能降低材料費用，達到節約能源的效果。目前，電氣工程自動(dòng)化可以實(shí)現對整個(gè)系統的在線(xiàn)監測，并逐漸朝著(zhù)電力光互式方向發(fā)展。
在電氣工程自動(dòng)化系統中，智能化設備所包含的功能具有智能化的特點(diǎn)，而且與電子信息等技術(shù)有效的結合在一起。電氣工程自動(dòng)化中的在線(xiàn)監測一般是由采集站組成，而處理器一般由核心元件構成，從而實(shí)現對整個(gè)過(guò)程的有效控制。在電氣工程自動(dòng)化系統中，對相關(guān)數據信息的控制與收集，往往需要借助不同的工藝環(huán)節來(lái)完成，同時(shí)還能夠實(shí)現與控制中心的有效聯(lián)網(wǎng)，并實(shí)現了對生產(chǎn)過(guò)程的有效監管。借助網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的優(yōu)勢，還可以實(shí)現對數據信息的有效采集和管理，以更好的提高電氣工程自動(dòng)化系統的工作效率。
二、電氣自動(dòng)化節能技術(shù)設計的基本原則
1.安全性原則
在進(jìn)行電氣自動(dòng)化節能技術(shù)設計過(guò)程中，安全性是放在第一位的，只有這樣才可以確保后續工作的順利進(jìn)行。在電氣自動(dòng)化節能設計過(guò)程中，設計人員除了要對節約能源給予關(guān)注之外，還需要對電氣設備的運行狀態(tài)給予高度的關(guān)注，從而確保設備運行的可靠性和安全性。
2.先進(jìn)性原則
隨著(zhù)我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，加快了節能技術(shù)的更新速度，而且在社會(huì )上出現了一系列的節能設備與技術(shù)手段，為推動(dòng)電氣自動(dòng)化節能設計奠定了良好的基礎。此時(shí)就要求設計人員根據電氣自動(dòng)化節能技術(shù)的基本要求，來(lái)進(jìn)行相關(guān)設備和技術(shù)手段的選擇，該過(guò)程中盡可能遵循先進(jìn)性的原則，從而保證設計出的節能技術(shù)真正的實(shí)現最大化節能效果。
3.可持續性原則
在我國電力資源不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，電氣自動(dòng)化節能技術(shù)設計要與我國的減排、節能要求相一致，并從根本上符合能源消耗、污染排放、節約能源等要求，以更好的推動(dòng)我國電力工程、能源和生態(tài)環(huán)境的可持續發(fā)展。
4.環(huán)保性原則
進(jìn)行電氣自動(dòng)化節能技術(shù)設計是為了更好的實(shí)現對電力資源的有效利用，從而達到節約能源的目的，以更好的提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。此時(shí)就要求電氣自動(dòng)化節能技術(shù)設計人員根據實(shí)際情況，選擇與之對應的電氣材料，并滿(mǎn)足安全、先進(jìn)和經(jīng)濟等性能指標，從源頭上避免電氣材料對周?chē)h(huán)境造成的污染，以更好的達到環(huán)保要求。
三、電氣工程自動(dòng)化的節能技術(shù)介紹
1.變壓器的選擇
對于電氣自動(dòng)化而言，變壓器是其中比較關(guān)鍵性的組成部分，其通常負責電流、電壓和功率之間的相互轉換，但是其同樣也是電氣工程自動(dòng)化中消耗能源做多的設備之一。即使在空載運行狀態(tài)下，變壓器也會(huì )損耗大量的電力能源。因此，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化節能技術(shù)設計階段，要根據實(shí)際情況選擇具備一定節能效果的變壓器，從而達到一定的節能效果。具體從以下幾個(gè)方面著(zhù)手：
(1)變壓器材料的合理選擇。盡可能選擇由優(yōu)質(zhì)材料制作而成的變壓器，并遵循節約能源的理念，合理組合硅鋼片、絕緣材料和銅片等，從而在確保變壓器性能的基礎上，達到節能的目的;(2)選擇節能效果好的變壓器。如今隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電力市場(chǎng)中的節能型變壓器多種多樣，從而為電氣自動(dòng)化節能技術(shù)設計提供了多樣性的選擇。為了更好的達到節能效果，最好選擇具備高效、節能的變壓器。同時(shí)，還要按照要求選擇科學(xué)、合理的接線(xiàn)方式，以確保變壓器的安全、高效運行，避免磨損變壓器誘發(fā)電能的浪費，提高能源的利用率;(3)銅材料的選擇。在電力系統中，銅材料是使用次數比較多的一種優(yōu)質(zhì)材料，并且其在電氣自動(dòng)化節能技術(shù)設計中可以扮演十分重要的角色。
因此，在電線(xiàn)、電柜中，可以將硅材料用銅材料來(lái)取代，這樣不僅可以降低空載狀態(tài)下電力資源的損耗，而且還能達到預期的節能效率;(4)變壓器配置的選擇。首先要對變壓器的容量進(jìn)行有效的確定，并根據實(shí)際用電需求來(lái)選擇變壓器的容量。當我們選擇大容量的變壓器時(shí)，會(huì )導致變壓器處于輕載運行狀態(tài)，使電能資源被大量的浪費，反之如果選擇了小容量的變壓器，有可能導致變壓器在過(guò)載的狀態(tài)下運行，這樣會(huì )對變壓器的使用壽命產(chǎn)生一定的影響。
通常情況下，在進(jìn)行變壓器選擇過(guò)程中，最好選擇留出20%容量空間的變壓器。其次確定變壓器的臺數。該過(guò)程中一般需要根據用電需求、設備可能出現的磨損、設備擴容等情況來(lái)進(jìn)行變壓器臺數的選擇，通常會(huì )選擇兩臺或兩臺以上的變壓器。而且一般會(huì )通過(guò)并聯(lián)的方式來(lái)確保變壓器的安全性與可靠性。
2.無(wú)功補償
在電氣自動(dòng)化系統中，無(wú)功功率是節能技術(shù)設計需要考慮的主要問(wèn)題，因為其不僅會(huì )對電壓的穩定性產(chǎn)生一定的影響，而且還會(huì )影響電能的正常輸送，導致電能的大量消耗。無(wú)功功率最為直接的表現就是降低功率，從而增加了用戶(hù)的開(kāi)支。為了有效避免無(wú)功功率現象的發(fā)生，可以根據實(shí)際情況選擇與之對應的補償設備來(lái)實(shí)現無(wú)功功率的補償，在確保電壓穩定性的同時(shí)，還可以達到節約電能的效果，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。
3.減少電能消耗
在電氣工程自動(dòng)化中，導線(xiàn)是進(jìn)行電力資源輸送的主要載體，但是導線(xiàn)內部存在或大或小的電阻，此時(shí)在進(jìn)行電能輸送的過(guò)程中，就會(huì )誘發(fā)一系列的電能損耗。因此，為了有效減少和避免該電能損耗，在進(jìn)行節能技術(shù)設計過(guò)程中就需要考慮電阻的元素。在制定降低電阻的方案中，盡可能選擇電阻小的材料來(lái)進(jìn)行導線(xiàn)的制作，從而避免由于電阻原因而誘發(fā)的電能消耗。同時(shí)，還需要采取措施來(lái)減少導線(xiàn)的彎路，如果條件允許的情況下，也可以適當的縮短導線(xiàn)的長(cháng)度，縮短供電距離，當然也可以選擇橫截面大的導線(xiàn)，這些都可以達到很好的節能效果。
4.濾波器的應用
在進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化節能設計過(guò)程中，要對濾波器進(jìn)行合理的使用，從而達到較為理想的節能效果。在電氣工程自動(dòng)化中配備有源型的濾波器，不僅能夠有效的避免電氣運行過(guò)程中指令的錯誤傳輸，而且還能夠有效的避免諧波誘發(fā)的不良影響。如今，隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，有效的推動(dòng)了電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)和設備的發(fā)展，從而增加了諧波帶來(lái)的影響，如果未對其進(jìn)行有效的處理，會(huì )對電壓的穩定性產(chǎn)生較大的影響。因此，將濾波器安裝到電氣工程自動(dòng)化系統中，可以有效地解決諧波問(wèn)題，從根本上降低出錯的概率，確保電氣工程自動(dòng)化系統的正常運行，并達到預期的節能效果。
5.電力電纜的合理選擇
在電氣工程自動(dòng)化運行過(guò)程中，電力電纜是必不可缺的組成部分，而且也是電力工程投入成本較大的一個(gè)環(huán)節，在電氣工程自動(dòng)化系統正常運行過(guò)程中，還需要投入大量的資金對其進(jìn)行維護。因此，在對電力電纜進(jìn)行選擇的過(guò)程中，最好根據電流密度、電強度等因素對其進(jìn)行科學(xué)、合理的選擇，明確電纜的截面大小，以有效地實(shí)現節能目的。實(shí)際上，在電氣工程自動(dòng)化節能設計中，銅制電纜和鋁制電纜是應用比較多的電纜，雖然鋁制電纜可以有效的降低資金投入量，但是其具有較差的安全性和節能性，所以經(jīng)常選擇銅制的電纜。
四、電氣工程自動(dòng)化的運行現狀
1.電氣工程自動(dòng)化集成性有待提高
在節能設計過(guò)程中，電氣工程自動(dòng)化系統集成是其中比較重要的一個(gè)環(huán)節，其主要是因為我國大部分電氣工程自動(dòng)化還位于多島自動(dòng)化層次，其具有功能單一、互不連接、信息獨享的劣勢，無(wú)法更好的發(fā)揮電氣工程自動(dòng)化的效果。
2.電氣工程自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò )構架有待統一
如今，我國電氣工程自動(dòng)化正在建立一個(gè)快捷、高效的電氣自動(dòng)化系統，但是由于受到網(wǎng)絡(luò )構架不統一的影響，在一定程度上阻礙了電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展。同時(shí)，不同商家和企業(yè)在軟、硬件產(chǎn)品生產(chǎn)方面，由于程序接口缺乏一致性，也會(huì )對信息和數據的傳輸交流產(chǎn)生影響，從而抑制了企業(yè)數據和信息的共享，無(wú)法更好的達到電氣工程自動(dòng)化節能設計要求。
3.電氣工程自動(dòng)化受主觀(guān)支配較為嚴重
在電氣工程自動(dòng)化開(kāi)發(fā)和應用過(guò)程中，由于不同企業(yè)的設計人員和技術(shù)人員所了解和掌握的信息和技術(shù)程度存在一定的差異，從而導致在電氣工程自動(dòng)化過(guò)程中，受主觀(guān)支配的現象較為嚴重，導致電氣工程自動(dòng)化的設計、運行、實(shí)施和維護成本不斷提升，在提高其電力企業(yè)運行成本的同時(shí)，還造成了大量資源的浪費。
五、推動(dòng)電氣工程自動(dòng)化發(fā)展的改進(jìn)措施
1.從科技化方面
對于電氣工程自動(dòng)化系統來(lái)說(shuō)，科技化通常是指一系列實(shí)用性的新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品。因此在進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化節能技術(shù)設計過(guò)程中，要以節能降耗為切入點(diǎn)，本著(zhù)自主創(chuàng )新的理念，加大對節能降耗新方法、新技術(shù)、新工藝的研發(fā)，推動(dòng)新技術(shù)、新材料的創(chuàng )新，并借助計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等推動(dòng)新型產(chǎn)品的研發(fā)。
2.從信息化方面
在電氣工程自動(dòng)化中，信息技術(shù)所起到的作用十分關(guān)鍵。因為電力設備的設計、制造、使用等環(huán)節都需要借助計算機仿真與優(yōu)化技術(shù)，并且在節能技術(shù)設計環(huán)節也經(jīng)常會(huì )采用網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，這些都說(shuō)明信息化對于電氣工程自動(dòng)化系統來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
3.從開(kāi)放化方面
加強電氣工程自動(dòng)化的開(kāi)放性，可以更好的與外界建立一個(gè)聯(lián)系的接口，實(shí)現相關(guān)信息的有效連通。在進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化節能設計過(guò)程中，開(kāi)放化的平臺是實(shí)現信息實(shí)時(shí)共享和交換的關(guān)鍵，同時(shí)也是實(shí)現決策、管理、設計、和制造的關(guān)鍵環(huán)節，其在電氣工程自動(dòng)化系統中得到了廣泛的應用。
六、電氣工程自動(dòng)化節能設計技術(shù)的應用
1.優(yōu)化配電系統的設計
在電氣工程自動(dòng)化節能設計過(guò)程中，配電系統的設計目的就是為用電設備提供所需要的動(dòng)力。因此，在進(jìn)行配電系統設計過(guò)程中，要采取措施盡可能考慮電力系統的適用性，實(shí)際上就是將各個(gè)環(huán)節的電氣設備控制在合理范圍之內，并使用電設備滿(mǎn)足負荷容量及供電設備等的最基本要求。在整個(gè)配電系統設計階段，除了要滿(mǎn)足用電設備及電氣設備等基本要求外，還需要使電力系統具備高效性、穩定性、易控性、可靠性及靈活性等特點(diǎn)。同時(shí)在進(jìn)行配電系統設計過(guò)程中，還需要對其安全性進(jìn)行考慮，只有確保電氣系統的安全運行，才可以達到預期的節能效果。在該過(guò)程中，要確保導線(xiàn)的絕緣性能，并對各導線(xiàn)的間距進(jìn)行合理的控制，從而確保導線(xiàn)的負荷能力、熱穩定性及動(dòng)態(tài)穩定性的要求，以實(shí)現在電氣工程自動(dòng)化節能設計中，電氣系統的安全運行，并達到電力能源的有效節約。
2.提高電氣工程自動(dòng)化的運行效率
在進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化節能設計階段，要求節能設計人員采取有效的措施來(lái)提高電氣工程自動(dòng)化的運行效率，以達到節能環(huán)保的效果。其一般需要從以下三個(gè)方面著(zhù)手：(1)在進(jìn)行電氣設備選擇過(guò)程中，設計人員要盡可能選擇節能效果好的電氣設備，以確保其在后期的運行過(guò)程中發(fā)揮更好的節能效果;(2)對電氣運行過(guò)程中的負荷進(jìn)行均衡分布，并做好運行中無(wú)用功率的有效補償，從而降低電能傳輸過(guò)程中的能源損耗;(3)對電氣運行中的負荷值給予調整。一般需要根據節能技術(shù)要求對其相關(guān)參數進(jìn)行有效的設計和調整，這樣不僅可以確保設備的高效運行，而且還能更好的達到節能效果。
七、結束語(yǔ)
總之，隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，有效的推動(dòng)了電力行業(yè)的發(fā)展，而在電力系統運行過(guò)程中，難免會(huì )出現能源消耗的問(wèn)題。此時(shí)就需要做好電氣工程自動(dòng)化節能設計工作，從電力系統運行基本特點(diǎn)出發(fā)，對其中存在的問(wèn)題采取有效的措施給予解決，對電能損耗量給予合理的控制，從而有效降低電力資源的損耗。
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