淺析電氣工程自動化的節能設計技術

摘要：如今，隨著經濟社會的快速發展，人類對能源的需求量不斷增加，但是在電氣工程使用過程中，能原浪費問題時有發生，主要是因為缺乏有效的技術手段，導致能源的利用率不高。在電氣工程領域，要加大對節能技術的研究，不斷提升工作人員的綜合素質水平和專業技能，這樣一來不僅可以確保電氣工程自動化的正常運行，而且還能達到節能效果。

關鍵詞：電氣工程自動化；節能技術；問題；對策；應用

中圖分類號：TU855 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）033-000-02

如今，在社會發展過程中，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化過程中，電氣能源浪費現象尤為明顯，因此需要國家相關部門給予高度的關注，并加大對節能技術的研究，在確保電氣工程自動化安全、可靠運行的同時，達到節能的效果，以更好的提高能源的利用率。

一、電氣工程自動化概述

現代科學領域中，對電氣工程給予了高度的關注，有效的推動電氣工程自動化的發展。實際上，電氣工程自動化與各學科之間有著密切的相關性，而且各學科的理論知識都在電氣工程自動化中有所滲透，因此具有非常明顯的應用價值。如今，隨著科學技術的發展，在進行電氣工程自動化設計過程中，要遵循人性化、體系化、系統化的原則，以更好的滿足廣大用戶的基本需求。在實際應用過程中，電氣系統一般是憑借光纖設備來進行數據的傳輸，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，電氣工程自動化可以實現對整個系統的在線監測，并逐漸朝著電力光互式方向發展。在電氣工程自動化系統中，智能化設備所包含的功能具有智能化的特點，而且與電子信息等技術有效的結合在一起。電氣工程自動化中的在線監測一般是由采集站組成，而處理器一般由核心元件構成，從而實現對整個過程的有效控制。在電氣工程自動化系統中，對相關數據信息的控制與收集，往往需要借助不同的工藝環節來完成，同時還能夠實現與控制中心的有效聯網，并實現了對生產過程的有效監管。借助網絡技術的優勢，還可以實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化系統的工作效率。

二、電氣自動化節能技術設計的基本原則

1.安全性原則

在進行電氣自動化節能技術設計過程中，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行。在電氣自動化節能設計過程中，設計人員除了要對節約能源給予關注之外，還需要對電氣設備的運行狀態給予高度的關注，從而確保設備運行的可靠性和安全性。

2.先進性原則

隨著我國科學技術的快速發展，加快了節能技術的更新速度，而且在社會上出現了一系列的節能設備與技術手段，為推動電氣自動化節能設計奠定了良好的基礎。此時就要求設計人員根據電氣自動化節能技術的基本要求，來進行相關設備和技術手段的選擇，該過程中盡可能遵循先進性的原則，從而保證設計出的節能技術真正的實現最大化節能效果。

3.可持續性原則

在我國電力資源不斷發展的時代背景下，電氣自動化節能技術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，以更好的推動我國電力工程、能源和生態環境的可持續發展。

4.環保性原則

進行電氣自動化節能技術設計是為了更好的實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的經濟效益。此時就要求電氣自動化節能技術設計人員根據實際情況，選擇與之對應的電氣材料，并滿足安全、先進和經濟等性能指標，從源頭上避免電氣材料對周圍環境造成的污染，以更好的達到環保要求。

三、電氣工程自動化的節能技術介紹

1.變壓器的選擇

對于電氣自動化而言，變壓器是其中比較關鍵性的組成部分，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化中消耗能源做多的設備之一。即使在空載運行狀態下，變壓器也會損耗大量的電力能源。因此，在進行電氣自動化節能技術設計階段，要根據實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。具體從以下幾個方面著手：

（1）變壓器材料的合理選擇。盡可能選擇由優質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。如今隨著科學技術的快速發展，電力市場中的節能型變壓器多種多樣，從而為電氣自動化節能技術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，還要按照要求選擇科學、合理的接線方式，以確保變壓器的安全、高效運行，避免磨損變壓器誘發電能的浪費，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質材料，并且其在電氣自動化節能技術設計中可以扮演十分重要的角色。因此，在電線、電柜中，可以將硅材料用銅材料來取代，這樣不僅可以降低空載狀態下電力資源的損耗，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行有效的確定，并根據實際用電需求來選擇變壓器的容量。當我們選擇大容量的變壓器時，會導致變壓器處于輕載運行狀態，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載的狀態下運行，這樣會對變壓器的使用壽命產生一定的影響。通常情況下，在進行變壓器選擇過程中，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、設備擴容等情況來進行變壓器臺數的選擇，通常會選擇兩臺或兩臺以上的變壓器。而且一般會通過并聯的方式來確保變壓器的安全性與可靠性。

2.無功補償

在電氣自動化系統中，無功功率是節能技術設計需要考慮的主要問題，因為其不僅會對電壓的穩定性產生一定的影響，而且還會影響電能的正常輸送，導致電能的大量消耗。無功功率最為直接的表現就是降低功率，從而增加了用戶的開支。為了有效避免無功功率現象的發生，可以根據實際情況選擇與之對應的補償設備來實現無功功率的補償，在確保電壓穩定性的同時，還可以達到節約電能的效果，提高電力企業的經濟效益。

3.減少電能消耗

在電氣工程自動化中，導線是進行電力資源輸送的主要載體，但是導線內部存在或大或小的電阻，此時在進行電能輸送的過程中，就會誘發一系列的電能損耗。因此，為了有效減少和避免該電能損耗，在進行節能技術設計過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進行導線的制作，從而避免由于電阻原因而誘發的電能消耗。同時，還需要采取措施來減少導線的彎路，如果條件允許的情況下，也可以適當的縮短導線的長度，縮短供電距離，當然也可以選擇橫截面大的導線，這些都可以達到很好的節能效果。

4.濾波器的應用

在進行電氣工程自動化節能設計過程中，要對濾波器進行合理的使用，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程中指令的錯誤傳輸，而且還能夠有效的避免諧波誘發的不良影響。如今，隨著科技的不斷發展和進步，有效的推動了電氣工程自動化領域先進技術和設備的發展，從而增加了諧波帶來的影響，如果未對其進行有效的處理，會對電壓的穩定性產生較大的影響。因此，將濾波器安裝到電氣工程自動化系統中，可以有效地解決諧波問題，從根本上降低出錯的概率，確保電氣工程自動化系統的正常運行，并達到預期的節能效果。

5.電力電纜的合理選擇

在電氣工程自動化運行過程中，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環節，在電氣工程自動化系統正常運行過程中，還需要投入大量的資金對其進行維護。因此，在對電力電纜進行選擇的過程中，最好根據電流密度、電強度等因素對其進行科學、合理的選擇，明確電纜的截面大小，以有效地實現節能目的。實際上，在電氣工程自動化節能設計中，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，所以經常選擇銅制的電纜。

四、電氣工程自動化的運行現狀

1.電氣工程自動化集成性有待提高

在節能設計過程中，電氣工程自動化系統集成是其中比較重要的一個環節，其主要是因為我國大部分電氣工程自動化還位于多島自動化層次，其具有功能單一、互不連接、信息獨享的劣勢，無法更好的發揮電氣工程自動化的效果。

2.電氣工程自動化的網絡構架有待統一

如今，我國電氣工程自動化正在建立一個快捷、高效的電氣自動化系統，但是由于受到網絡構架不統一的影響，在一定程度上阻礙了電氣工程自動化的發展。同時，不同商家和企業在軟、硬件產品生產方面，由于程序接口缺乏一致性，也會對信息和數據的傳輸交流產生影響，從而抑制了企業數據和信息的共享，無法更好的達到電氣工程自動化節能設計要求。

3.電氣工程自動化受主觀支配較為嚴重

在電氣工程自動化開發和應用過程中，由于不同企業的設計人員和技術人員所了解和掌握的信息和技術程度存在一定的差異，從而導致在電氣工程自動化過程中，受主觀支配的現象較為嚴重，導致電氣工程自動化的設計、運行、實施和維護成本不斷提升，在提高其電力企業運行成本的同時，還造成了大量資源的浪費。

五、推動電氣工程自動化發展的改進措施

1.從科技化方面

對于電氣工程自動化系統來說，科技化通常是指一系列實用性的新材料、新技術、新產品。因此在進行電氣工程自動化節能技術設計過程中，要以節能降耗為切入點，本著自主創新的理念，加大對節能降耗新方法、新技術、新工藝的研發，推動新技術、新材料的創新，并借助計算機技術、信息技術、自動化技術與網絡技術等推動新型產品的研發。

2.從信息化方面

在電氣工程自動化中，信息技術所起到的作用十分關鍵。因為電力設備的設計、制造、使用等環節都需要借助計算機仿真與優化技術，并且在節能技術設計環節也經常會采用網絡通信技術，這些都說明信息化對于電氣工程自動化系統來說至關重要。

3.從開放化方面

加強電氣工程自動化的開放性，可以更好的與外界建立一個聯系的接口，實現相關信息的有效連通。在進行電氣工程自動化節能設計過程中，開放化的平臺是實現信息實時共享和交換的關鍵，同時也是實現決策、管理、設計、和制造的關鍵環節，其在電氣工程自動化系統中得到了廣泛的應用。

六、電氣工程自動化節能設計技術的應用

1.優化配電系統的設計

在電氣工程自動化節能設計過程中，配電系統的設計目的就是為用電設備提供所需要的動力。因此，在進行配電系統設計過程中，要采取措施盡可能考慮電力系統的適用性，實際上就是將各個環節的電氣設備控制在合理范圍之內，并使用電設備滿足負荷容量及供電設備等的最基本要求。在整個配電系統設計階段，除了要滿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。同時在進行配電系統設計過程中，還需要對其安全性進行考慮，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。在該過程中，要確保導線的絕緣性能，并對各導線的間距進行合理的控制，從而確保導線的負荷能力、熱穩定性及動態穩定性的要求，以實現在電氣工程自動化節能設計中，電氣系統的安全運行，并達到電力能源的有效節約。

2.提高電氣工程自動化的運行效率

在進行電氣工程自動化節能設計階段，要求節能設計人員采取有效的措施來提高電氣工程自動化的運行效率，以達到節能環保的效果。其一般需要從以下三個方面著手：（1）在進行電氣設備選擇過程中，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程中發揮更好的節能效果；（2）對電氣運行過程中的負荷進行均衡分布，并做好運行中無用功率的有效補償，從而降低電能傳輸過程中的能源損耗；（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要求對其相關參數進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

總之，隨著我國經濟建設的快速發展，有效的推動了電力行業的發展，而在電力系統運行過程中，難免會出現能源消耗的問題。此時就需要做好電氣工程自動化節能設計工作，從電力系統運行基本特點出發，對其中存在的問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。

參考文獻：

[1]林曉.對電氣自動化工程中節能設計技術的相關探究[J].大科技，2016，9（6）：29-30.

[2]韋玲徽.電氣工程自動化系統中節能設計技術的應用探討[J].建材與裝飾，2015，7（32）：116-117.

[3]侯學韶.電氣工程自動化系統中節能設計技術的應用[J].裝飾裝修天地，2015，4（8）：47-48.

作者簡介：李永勝（1971-），男，漢族，內蒙古鄂爾多斯人，神華準能資源綜合開發有限公司氧化鋁中試廠生產調度部技術主管，助理工程師，主要從事電氣工程及其自動化研究。