電氣工程及其自動化供配電系統節能控制分析

陶仁海

（阜陽市第二人民醫院，安徽 阜陽 236000）

隨著我國現代化建設不斷發展，電氣自動化顯得極為重要，電氣自動化在各大醫院和電力相關企業中的運用十分廣泛，某一程度上來說已成為人們生產生活中不可或缺的重要技術之一。基于此，本文針對配電系統應用電氣工程自動化相關技術進行研究與分析，針對醫院和電力相關技術進行研究，對配電系統如何正確使用電氣自動化提出對應的策略，從而有效的節約資源。

1 關于配電設備電氣工程自動化技術的概述

1.1 電氣工程自動化技術的應用意義

電氣工程自動化改變了傳統的人工操作機械設備，使得配電設備在運行、使用、保養，以及維護效率上得到顯著的提高。與此同時，配電設備電氣自動化的應用也為我國總體配電工程提供了發展與改革的技術支持。而在現代化步伐逐漸加快的同時醫療設備操作管理中也應用了電氣工程自動化技術，促使醫療設備朝著自動化及智能化的方向不斷前進，其的應用解放了大量的人力，提高了工作效率[1]。

通過對配電設備進行自動化運用能夠顯著提高相關設備的操作效率，針對配電設備的日常操作維護，運用電氣自動化控制技術，信息化技術及數控技術能夠達到相關操作的智能化建設。通過利用電氣自動化可大大地提升對配電設備維護的效率，利用電氣自動化監控設備實時監測配電設備運行狀況和過程，能夠及時發現設備出現故障問題并自動進行通報及切斷電源操作，從源頭切斷故障造成的連鎖反應，同時第一時間通知相關工作人員對設備進行檢修。

1.2 應用范圍分析

針對配電系統運行中電氣自動化技術的應用范圍進行分析，具體可從以下4個方面進行討論。

第一，智能化技術的應用。近年來，電氣自動化技術應用于配電系統發展迅速，在電網系統中，可以積極利用智能化技術來完成傳統技術無法完成的工作。使用智能化技術后，可以在第一時間準確定位故障，并解釋問題發生的原因，提出相應的故障解決方案，減少了給醫院正常運營帶來的麻煩。

第二，電網技術的應用。現代信息技術在配電系統中的應用，極大地促進了配電系統相關技術的發展和進步。電氣自動化技術的發展在配電系統運行中取得了很好的效果，使電網技術水平大大提高。在當前發展的電子信息技術中，通過配電系統的信息處理技術提供了更加完善的平臺，電網技術的信息分析能力得到了一定程度的提高，能夠有效利用各種數據解決配電系統運行中存在的問題。不僅如此，隨著電網技術的發展，配電系統的基礎數據和操作規程也得到了明顯的改進，具有較高的準確性和適應性。

第三，仿真技術的應用。隨著配電系統的應用越來越廣泛，配電系統的應用給人們的生活帶來了新的方向，自動化技術推動了仿真技術的發展，同時帶動了配電系統的發展。仿真技術有效地提高了配電系統發展的穩定性和可控性，可以有效地應對多個系統自身的問題，避免不必要的問題發生。

第四，PLC技術的應用。PLC技術在不斷的完善和深化改革。PLC技術集計算機技術和繼電控制技術于一身，通過兩者的有機融合，以其適用性強、資源消耗低和安全穩定等優點被廣泛應用于配電系統中。采用PLC控制系統，利用計算機和信息技術可以對配電系統進行采集、存儲和分析，便于更好地管理和控制，為配電系統的正常運行提供強有力的技術支持。此外，利用相關技術對配電系統進行控制和相關程序的處理，可以避免配電系統出現故障問題，也可以使配電系統更加智能化和自動化，可以說PLC技術與配電系統具有較高的適應性和對應性。

2 做好供配電自動化的意義與優勢

2.1 供配電自動化的意義

我國現代化速度不斷加快同時也對配電工程提出了較大的要求，如何運用供配電自動化對人們的生產、生活及相關電力資源都起到了重要影響。由此可見，做好供配電自動化對社會穩定發展具有重要意義。為了同時代的發展相適應，在激烈的市場競爭中占據更高的核心競爭力，醫院投入更多的精力對配電系統進行智能化管理。由于社會不斷進步，對電力資源的需求也越來越高，如何降低電力資源的浪費程度及提高相關工作幅度，成為了社會各界關注的重點之一。根據相關調查顯示，對配電系統使用電氣自動化進行管理，不僅能夠大大提高配電系統運行的效率，還能對供配電系統運行起到一個監督作用。另一方面在整個醫院用電中，60%以上的電力資源都流向該醫院的供配電系統。此時，一旦供配電系統出現老化或是故障，不僅會降低工作效率，還會極大增加醫院日常所需電力，增加了醫院的運營成本，也減少了醫院應用于其他發展項目的資金，使工程實現可持續性發展及提高經濟效益面臨較大困難[2]。另一方面，雖然我國存在諸如光伏發電、風力發電和水力發電等方式，但是我國的電力資源大多都是依靠化石燃料的燃燒來提供的，又由于這些化石燃料為不可再生資源，儲量具有一定的限度。同時，在燃燒的過程中會產生大量的二氧化硫、二氧化碳等污染性氣體，威脅著人體的健康。

2.2 供配電自動化的應用優勢

針對供配電系統運行中電氣自動化技術應用優勢進行分析，具體可從以下2個方面進行討論。

第一，維護方便。在現階段，隨著用電需求的增加，維護供配電系統以保證供配電系統的正常運行十分重要。傳統的供配電系統維護需要使用大量的技術手段，但效果不理想。而自動化技術可對供配電系統運行數據進行有效的維護和管理。

第二，可控性高。配電系統運用了電氣自動化以后能夠將系統中的每個設備以計算機技術的形式相互連接。與此同時，電氣自動化的使用能夠大大減輕供配電系統人為運維的成本，加強了對供配電系統的控制。比如：變壓器可以并聯運行也可以單獨運行，電網的若干處可以并環運行也可以解環運行，同樣的地區負荷可以切至A變電所，也可以切至B變電所。實現了對供配電系統的有效控制。

3 醫院供配電系統的電氣節能技術的設計原則

3.1 節能技術經濟適用原則

根據醫院發展需求，供配電系統的電氣節能技術能夠保障醫院長期發展，供配電系統利用電氣自動化完成節電設計，能夠有效控制醫院在電能上的成本支出。因此在對醫院供配電系統的電氣節能技術進行設計的過程中，要綜合醫院的相關整體經濟效益，采取經濟適用原則進行設計。設計過程中利用電氣自動化無功功率補償來控制人力資源的損耗，具有廣泛的靈活性，能夠有效提升系統的功率因數。

3.2 節能技術實事求是原則

醫院針對供配電系統采取節能技術的主要目的在于控制醫院生產經營過程中產生的經濟成本。因此在醫院節能技術設計的過程中，要堅持實事求是的原則，將節能節電落實到實處，不能流于形式。供配電系統利用電氣自動化進行節能控制，不僅能夠緩解醫院的經濟支出壓力，同時也能夠為緩解國家供電壓力作出一定貢獻。

3.3 節能優化原則

醫院在電氣自動化供配電系統節能設計過程中，不能只注重內部供配電系統的節能能力，還要從宏觀角度看待供配電系統整體的節能效果。因此在社會節能意識不斷發展，以及相關節能技術不斷開發的過程中，在醫院供配電節能設備方面，需要進行合理優化和升級[3]。通過采取高精尖技術和節能工藝（例如應用永磁接觸器降低電流等），完善醫院供配電系統的節能優化設計，為建設生態文明和實現綠色可持續發展提供有利基礎。

4 醫院供配電系統電氣技術的節能措施

4.1 無功補償提高醫院的節能增效

隨著我國醫院對電氣自動化技術與供配電系統相關技術認識的不斷增加，以及電氣技術和節能措施的不斷更新。越來越多的醫院對供配電技術進行革新，利用電氣技術，采取無功功率補償的方式來達到醫院供配電系統的電氣節能效果。在進行供配電系統節能措施相關調查統計時發現，利用電氣自動化技術將無功補償與供配電系統進行結合使用，可大大提高醫院循環電流量，從本質上加強了醫院供配電系統節能效果。因此可以看出，利用無功補償與電氣技術相結合，能夠提高醫院供配電系統的節能效果。

4.2 實施線路動態無功補償，進行經濟效益分析

除了可利用無功補償提升醫院供配電系統的節能水平之外，還可通過實施線路動態無功補償來提高醫院經濟效益。線路動態無功補償主要是對供配電系統的變壓器進行無功損耗就地補償，常見的應用方式是利用一臺變壓器為多個供配電設備進行供電，加強單臺配電變壓器的功效。通過對醫院應用線路動態無功補償節能效果的統計與分析，從實際效果中可以看出，無功補償對供配電系統節能的作用較為明顯，同時也使得供配電系統電氣自動化控制更加簡單化。

4.3 變壓器經濟運行的節電技術

除了無功補償及線路動態無功補償方式外，變壓器經濟運行也是節能節電技術中的核心，簡單來說，變壓器經濟運行就是通過控制變壓器電流，調節電壓來提高供配電系統的總體性能。利用變壓器并行運行結合電氣設備來提升變壓器運行的經濟適用性。與此同時，醫院還可根據實際生產工作對最大負荷量進行調整，從而有效提升醫院的經濟效益。在借助變壓器進行調節的過程中，選擇適合的節能型變壓器能夠為醫院供配電系統工作效率及質量的穩定提供一定的設備支持。

4.4 減少線路的輸電損失，確定用電單耗定額

根據醫院的實際需要，利用電氣自動化技術對供配電系統減少線路輸出損耗進行設計，通過確定用電單耗定額設計了更高層次的經濟安全輸出線路。在線路設計中有必要避免高壓電箱和低壓電箱之間的電流損失，以此來減少電流在線路運行中的損失。此外，考慮到發電企業的特殊情況，應根據實際生產需要進行控制，避免輸出線路端出現冗余電路，從而造成電力資源浪費。另外，醫院為了有效控制成本，確保經濟效益和社會效益，必須對能源進行有效控制來保障醫院用電[4]。

4.5 廣泛普及照明系統節能與提高功率因數節能

在進行醫院照明系統節能應用過程中，對使用較高的照明系統進行節能控制能夠提高整個醫院的節能效果。由此可見，照明系統采用電氣自動化技術可提高工作效率，從而提高醫院供配電系統的能源效率。隨著現代電子科學與有效利用電氣自動化及數控技術的融合，改進醫院供配電系統及內部照明系統運行管理，可從根本上對相關節能進行管理。在照明系統配電箱中安裝控制節能的原部件，可保障節能燈配電的正常運作，提高節能效率，降低電能損耗。

5 供配電自動化技術的分析

5.1 使節能控制工作具備更高效率及質量

為了做好系統的節能控制，相關的控制和檢測系統設備必須具有較高的靈敏度。電氣自動化技術的應用可以滿足這一要求。由于這項技術的應用，如果工程配電系統的節能控制出現故障問題，可以首先探尋問題的位置和原因，并結合現有的歷史問題數據庫快速探索解決方案。還可以及時切斷供配電系統的電源，防止設備停機及相關問題進一步擴大，影響整個供配電系統的運行，避免電力資源浪費。此外，醫療設備電氣工程自動化技術還能夠快速發出警報，警示工作人員到警報地點進行維護，快速發現系統存在的問題，并采取相應解決措施，這樣不僅能夠幫助工作人員第一時間控制問題，還能夠使節能控制工作的流程及步驟不斷簡化，極大縮短了故障探尋時所需的時間，使醫院供配電系統快速恢復正常，極大地節省了投入其中的財力及人力，促使醫院供配電節能控制具備更高的工作效率。

5.2 提高醫院供配電系統使用年限

正如上文所述，在醫院供配電系統中應用電氣工程自動化技術具備更高的工作效率，能夠在系統出現故障及問題時，通過切斷電源停止供配電系統繼續工作，防止故障進一步擴大，使整體系統的其余部件也不會遭到損害，這在一定程度上使得醫院供配電系統始終確保有良好的性能[5]。另一方面，如果供配電系統存在問題，可以及時將信息傳達給工作人員，這樣能夠在第一時間使出現故障的供配電系統得到有效的保養及維護，提供技術上的保障，促使供配電系統之后能夠正常地投入工作中。

5.3 電網調度自動化

電網結構比較復雜，有必要加強電氣自動化技術在電網協調中的應用，以保持電網工作的穩定性。典型的計算機網絡和測試技術能夠自動檢測用戶的能量狀態并排除故障。實現智能調度系統的自動化數據采集和監測，實現遠程瀏覽、實時圖形報警、大規模網絡和后臺網絡監測等一系列功能。智能控制系統可以隨時監控網絡的運行，而不必對時間和空間的相關數據進行校驗，可有效預測網絡的能耗。

5.4 變電站供配電系統自動化

從我國變電站的發展和建設來看，為了對變電站進行有效且全面的監控，要根據供配電系統的相關要求，嚴格監督變電站的運行，通過相關電氣設備確保整體電力的建設進度。在變電站供配電系統自動化建設過程中，通過利用自動化電氣相關設備及原理，提高了變電站的運行效率。由此可見，變電站供配電系統在利用了電氣自動化技術進行改造后，能夠大大提升運行效率。同時電氣自動化與計算機技術進行聯合使用能夠進一步加強和實現供變電站智能化管理運行。綜合上述可以看出，變電站實現供配電系統的電氣自動化主要是與電網自動化和電廠自動化相互結合，也就是說，供配電系統通常是發電和供電的一部分。

5.5 發電廠電氣自動化

一般情況下，電氣自動化在發電廠中的應用較為廣泛，針對發電廠中的供配電系統應用電氣自動化技術通常被稱作分布式測量系統。由此可見，發電廠供配電系統中運用電氣化、自動化技術已成為現代發電廠發展中的一項重點工作。在發電廠中應用供配電系統自動化技術能夠分散發電廠的生產周期，同時對整個發電廠的安全運行起到至關重要的作用。具體來說，發電廠中的供配電系統應用了電氣自動化和計算機相關技術對整個發電廠運行起到了重要的監督作用[6]。供配電系統能夠通過控制單元對相關驅動參數和數據進行實時監控。通過這種形式直接監控相關數據，將數據直接輸出到相關驅動機構，進行分布式控制，從而使功能最大化。由此可見，供配電系統電氣自動化是實現發電廠與變電站之間的自動控制、自動調度和自動管理的首要基礎。

6 結束語

綜上所述，在醫院供配電系統中利用電氣自動化實現節能是現代社會較為普遍的節能措施，本文研究基于電氣自動化對供配電系統有效節能的現狀、存在的問題及相關策略進行分析。醫院供配電系統中應用電氣自動化技術降低醫院生產過程中產生的電力成本，已成為現代社會發展的重要手段。