電氣工程自動化信息技術及其節能設計研究

柴大鵬

（山西大學，山西 太原 030013）

人與自然和諧共生將成為新時代發展的重要依托。所以，應秉承著節能環保原則，在電氣工程中充分應用自動化信息技術，由此降低不必要的電能損耗，促使電氣工程擁有良好的發展前景。同時，應轉變原有工作觀念，不斷滲透自動化管理思想，擴大自動化應用范圍。

1 電氣工程節能設計的原則

（1）安全性。針對電氣工程進行節能設計應當始終以安全性為首要前提。無論是實現節能降耗，還是提高電氣設備使用效率，都應當遵循安全性原則，這樣才能促使電氣工程相關企業獲得良好的運營保障。同時，設計者在電氣工程節能設計環節，還應注重電氣產品質量問題，不可為了過多節省電能而導致質量存在缺陷，這樣很容易埋下安全隱患。與此同時，節能設計還應建立在電氣產品正常生產秩序與統籌規范之上，以免影響電氣自動化系統出現運行故障，進而最大化彰顯出系統自身的節能特征。

（2）環保性。在電氣工程中實施節能設計還應考慮到環保因素。雖然從根本上是為了節省電能，但最終目的是為了對生態環境起到保護作用，所以電氣自動化系統應在環保基礎上利用減少能耗的方式達到節能設計目的。另外，還要求設計者具備較強的環保意識，使其在進行電氣產品設計時能從多個角度包括材質、工藝等方面達成節能環保目標，最終促使電氣工程自動化技術獲得良好的節能性，也能為相關企業帶來可觀收益。

（3）綜合性。在電氣工程中應用自動化信息技術時，除了需要注重安全性與環保性外，還應意識到綜合性的特征，其中具體是指相關企業的綜合效益。以往為了保護電氣行業的經濟效益，常采用“材料替換”的方法降低企業投入成本，這種方法雖然具備經濟性優勢，但卻會影響電氣設備的使用效果，促使后期出現維護成本加大等問題。因此，在電氣工程自動化信息技術節能設計過程中，應根據電氣企業運營實況科學采用節能設計手段，確保自動化信息技術發揮出真正的作用。

2 電氣工程自動化信息技術的重要性

電氣工程自動化信息技術具有較為重要的實用價值。

具體包括以下兩個部分：其一，提高信息化水平。以往常依靠人力開展電氣工程研究工作，這樣很容易降低工作效率。而今若能充分應用自動化信息技術，既能達到節約人力資源的目的，又能從根本上提高電力系統維護效率，尤其是電氣自動化系統的推廣可在計算機設備支持下促使整個電氣工程的發展獲得較高的技術水平，進而降低工作難度。其二，減少電能損耗。隨著節能環保理念的深化，人們更期待獲得節能型生活，而自動化信息技術的應用剛好可以通過減少能耗的方式滿足人們的實際生活需求，確保在使用電氣產品時能夠從中享受到節能服務，從源頭上杜絕能源浪費現象。

3 電氣工程自動化信息技術及其節能設計措施

3．1 合理優化配電系統性能

在電氣工程自動化信息技術基礎上進行節能設計時，還應合理優化配電系統性能，促使自動化電氣工程在優質的配電系統支持下穩定運行，進而達到最佳節能目的，并且還應注重配電系統導線橫截面的有效控制，包括增加面積、延長導線長度等，促使電能擁有較高的利用率。同時，需保證配電系統在實際供電期間具有至少15s的斷電可允許范圍，適當安裝自動切換設備，使其在斷電期間不會與市電供電系統出現并聯現象，而且針對400V線路，其電壓降不宜>7%。

此外，關于配電系統的線路半徑應做好合理規劃。比如，在380V配電線路中，其半徑應≤500m，其中220V電壓下半徑需不超過1000m。在電氣工程中應用自動化信息技術時理應確保它與配電系統具有較強的協調性，以免影響電氣工程發展質量。

3．2 融入PLC自動控制理念

在電氣工程自動化信息技術及其節能設計中，若能融入PLC自動控制理念，可促使電氣工程朝著高效節能方向發展。其中，PLC技術是當前具有顯著節能優勢的一類自動化信息技術，它是按照人類思維方式加以模仿，在應用于電氣工程時，不但能加強電氣工程信息化建設，而且還能有效提高工作效率，由此為電氣工程帶來重要的安全保障。

具體內容如下：

（1）遠程操控與自動化故障診斷服務，通過PLC技術可為電氣工程中的自動化系統提供自動化控制。比如，可對隔離開關、斷路器等設施實施科學的信息處理，并根據具體分析結果對相關設施進行遠程控制，以免發生危險。而故障診斷則是經由PLC技術對相關設備以及自動化系統中的潛在隱患實施評估，根據評估數據進行修復，最終在明確故障點的同時也能有效增加企業綜合效益，幫助電氣工程節約系統維護與產品生產時間。

（2）實現融合發展，PLC技術現已成功與自動化信息技術相互融合，PLC技術可充當自動化控制裝置，為電氣工程實現節能目標提供重要助力，進而推動電氣工程的高效發展。

3．3 優選自動化電能裝置

（1）變壓器。變壓器在電氣工程中占據著重要地位，它能起到電能均衡輸送作用，所以在節能設計中應選擇適合的變壓器，防止出現大量的電能損耗。一般在選擇變壓器時應考慮到電氣工程用電負荷，以75%～90%的額定容量為主確定可承受電力負荷，若變壓器無法承受所需承載負荷，應上調變壓器容量，以免出現過載現象引發較大的能耗問題。同時，在材質上應以銅制為首選，相比常規鐵制變壓器能耗稍小，并依據電氣工程具體的變壓器節能設計要求進行選擇，以此獲得最優化節能設計成果。

（2）無功補償裝置。無功功率的產生會造成電氣工程自動化系統出現容量空間變小等狀況，甚至有可能引起線路質變問題，所以應適當應用無功補償裝置，促使系統具備穩定的運行狀態。當系統所形成的功率因數＜0.9時，將嚴重增加企業運營負擔。因此，無功補償裝置的安裝是幫助企業節約成本的重要因素。在確定該裝置規格時應以容量需求、設備電壓容量、諧波量為依據，采用串聯方式確保裝置具備良好的實用性。

（3）有源濾波器。有源濾波器也是保證電氣工程自動化信息技術實現節能設計的主要設施。一般在電力工程系統遭受諧波侵害時，將降低運行質量，而且還會增加系統運行故障的發生風險。此時，可以在有源濾波器協助下消除諧波，由此為電氣工程自動化的發展創造有利條件。

（4）電阻器。電阻值的大小會影響電氣工程能耗值。因此，應科學選擇電阻器，以此運用電阻杜絕系統短路問題。一方面，可以從電阻器材質、尺寸、橫截面等參數控制電阻器的阻值。另一方面，還應保證電能輸送階段不會產生較大的電流量。一般電阻器阻值越大，其能耗就會越大。對此，應盡量選擇阻值相當的電阻器，并且依靠電氣工程線路布置情況把控好電阻器性能，如大橫截面電阻器或抗高溫電阻器等，便于電氣工程中的相關設備具備較強的穩定性。

3．4 降低自動化設備損耗

所謂的節能設計主要是針對電氣工程中的自動化設備能耗問題進行妥善處理，使其降低電能損耗，這樣才能促使電氣工程具有良好的節能性。其中，針對導線方面，可以電導率較低的導線類型為首選，以此保證電能獲得較高的利用率。另外，還可從照明設備上予以降耗處理。通常有關電氣照明的節能設計至少可幫助企業節約35%左右的投入成本。首先，從電光源上可以熒光燈、LED、鈉燈為主，其中質量較好的250W鈉燈它所產生的功率損耗僅有20W。其次，明確照明方法，可采用混合照明、局部照明等方式節約電力，而且還可依靠白墻的反射性增加自然光的利用率。最后，科學布置照明路線。比如，220V電壓，可以按照單相二線或三相四線進行供電設計，由此減小電力損耗。

4 結語

綜上所述，自動化信息技術作為高新技術，若能將其應用于電氣工程中，并實施節能設計，將有效促進電氣工程的可持續發展，確保人們在使用電氣設備時能夠節約一定電能。另外，還可從配電系統性能、PLC自動控制理念、自動化電能裝置、降低設備損耗等方面著手，最終為人們打造優質環保型生活環境。