電氣工程自動化及其節(jié)能設計的應用研究

李文雅，梁啟凡

（遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司，遼寧 丹東 118000）

目前，經(jīng)濟的發(fā)展已經(jīng)使能源的使用量更大，但是，同時也產(chǎn)生了嚴重的資源浪費問題。針對能源短缺的現(xiàn)象，需要重視電氣工程及其自動化系統(tǒng)中的節(jié)能設計，滿足我國可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展戰(zhàn)略。這就要求相關方面的設計人員能夠重視節(jié)能設計，對電氣自動化系統(tǒng)進行有效的維護，并達到節(jié)能的客觀要求。

1 電氣工程自動化的相關含義

電氣工程是現(xiàn)代社會發(fā)展中產(chǎn)生的重要學科，電氣工程的水平會表示一個國家的科學進步程度。電氣工程自動化專業(yè)通常應用比較廣泛，會在人們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷娑加兴w現(xiàn)，因此，其重要價值不言而喻。在社會的發(fā)展過程中，電氣工程實現(xiàn)了長期的發(fā)展，也形成了一個相對更加完善的體系，使自動化體現(xiàn)出更加人性化的特點，也為我國的社會建設提供了更加豐富的經(jīng)濟效益。

在電氣工程自動化方面，未來的主要發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在三個方面，即一次設備的智能化方向、一次設備在線監(jiān)控方向以及電力互感器方向。其中一次設備在線監(jiān)測方向主要是由多個微處理核心的控制采集器，來分散地對不同部分的工藝流程數(shù)據(jù)進行采集和控制，通過相對應的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和中央控制器進行聯(lián)網(wǎng)，對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)控的一種系統(tǒng)。在電氣工程體系中的具體應用主要是采取數(shù)據(jù)網(wǎng)絡技術，通過復雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡結構服務器，實現(xiàn)對電氣工程的區(qū)域管理，并通過相關的單位實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的引擎，提高電氣工程自動化系統(tǒng)運行的安全性。智能控制體系在其發(fā)展過程中，同時具備電子學、信息學以及自動化控制學等方面的內(nèi)容，具有交叉學科的綜合性特征。

2 電氣工程自動化的具體情況

電氣工程自動化在具體的應用過程中具有較高的工作效率，能夠幫助產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益，確保工作的可靠性和整體環(huán)境都能夠滿足社會的客觀要求。電氣自動化是現(xiàn)代企業(yè)在激烈的市場競爭中占據(jù)更高地位的重要基礎。但是，隨著社會的發(fā)展，對電氣自動化的要求已經(jīng)更高，因此仍然存在一些落后和不足之處有待改進。

2.1 電氣工程自動化應用現(xiàn)狀

（1）電氣自動化系統(tǒng)的集成水平相對來說仍然不夠高。電氣工程自動化系統(tǒng)的集成性體現(xiàn)了電氣自動化系統(tǒng)功能的重要性，但是實際上，我國一些電氣自動化仍然水平比較低，自動化的功能在實際應用過程中，方式比較單一，信息也存在缺陷，難以充分地發(fā)揮出電氣自動化系統(tǒng)的重要效果。

（2）電氣自動化的網(wǎng)絡結構不統(tǒng)一。電氣自動化發(fā)展的具體方向必然是要更加高效以及快速，但是，實際上企業(yè)由于自身網(wǎng)絡架構的差異性，會依靠網(wǎng)絡結構發(fā)展，電氣工程自動化系統(tǒng)受到影響。除此之外，不同的企業(yè)在軟硬件產(chǎn)品交換時，由于程序接口方面體現(xiàn)出的差異性，會導致其整體數(shù)據(jù)以及信息的傳輸和交流都受到影響，難以體現(xiàn)出電氣工程機器自動化系統(tǒng)的具體應用效果。

（3）電氣工程自動化技術在使用中存在太大的主觀限制因素。實際上，不同的企業(yè)對電氣自動化技術的應用和開發(fā)，都會存在技術人員對思想理論的掌握程度有所差異，依據(jù)技術人員的主觀意識進行分配。存在的系統(tǒng)開發(fā)平臺的差異性，導致電氣工程自動化的設計、實施、運行和維護程序中的成本增加，影響了整體系統(tǒng)的運行費用和負擔。

2.2 電氣工程自動化的改進方向

（1）電氣工程自動化的科技化主要就是要讓電氣自動化系統(tǒng)的應用中更加體現(xiàn)出實用性的特點，使用一些新興的材料以及一些新型的產(chǎn)品，基于自主創(chuàng)新的思想，體現(xiàn)出節(jié)能設計的要求來推廣，并應用節(jié)能性的新技術和方法，從而體現(xiàn)出新型材料更高的應用價值。通過結合現(xiàn)代化的網(wǎng)絡技術、計算機技術等，進一步研發(fā)出更高科技的電氣工程自動化產(chǎn)品。

（2）電氣工程自動化的信息化能夠使信息技術的地位更加明顯，針對電力設備的設計、制造以及運行過程中普遍存在的計算機優(yōu)化和仿真技術，對人工智能進行分析。電氣工程中廣泛存在的各種網(wǎng)絡通信技術都能體現(xiàn)出信息技術在電氣自動化過程中的重要地位。

（3）電氣工程自動化的開放化就是要求和外界建立一個接口來實現(xiàn)連接。計算網(wǎng)絡是一種能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享和交換的重要措施，也是現(xiàn)代社會中實現(xiàn)有效管理決策、設計、制造的關鍵部分。通過電氣工程自動化的開放性，要求能夠廣泛應用電力系統(tǒng)中的不同元件，實現(xiàn)系統(tǒng)性的管理、調(diào)節(jié)和控制，是整個電力系統(tǒng)信息管理中的核心部分。

3 電氣工程自動化系統(tǒng)中節(jié)能設計的應用

3.1 選擇更加適配的變壓器

電氣工程自動化系統(tǒng)中所使用到的變壓器可能會由于銅損、線損、負載損耗等多方面的影響而產(chǎn)生電能的浪費現(xiàn)象，但是，變壓器在供配電系統(tǒng)中的運用又體現(xiàn)出廣泛性，在人們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮著重要的價值，因此要重視變壓器的合理選擇。在選擇適配的變壓器時，要重視變壓器自身的能耗降低，通過選擇單項自動補償設備使具體的電流情況保持平衡性，還要選擇自身節(jié)能性能更良好的變壓器，有效地減少在變壓器運行過程中產(chǎn)生的功率損耗。

3.2 降低電能的損耗

在電能的傳送過程中，由于導線中電阻的存在，會產(chǎn)生一定的功率損耗。但是，整個電路中的電流流量是恒定的，要減少電能損耗在傳輸過程中的浪費問題，需要盡量減少導線的電阻。具體來說，要控制導線的電阻，首先，需要合理地對導線進行布局，防止導線回頭或繞彎，盡量減少導線長度；其次，要選擇電阻率相對來說更小的材料；最后，還要選擇橫截面積更大的導線，達到降低導線電阻的目的。

3.3 使用有源濾波器

在具體的操作過程中很可能會產(chǎn)生失誤，因此，要消除諧波來防止誤操作問題的產(chǎn)生。通常來說，最有效的方式就是運用濾波器來進行，防止由于誤操作的產(chǎn)生而導致更多的電氣設備受到影響。

3.4 利用無功功率補償技術

整體供配電系統(tǒng)中通常是由升降壓變壓器、輸配電線路以及變配電變壓器等多個部位所形成的，在整個電力系統(tǒng)中輸送為系統(tǒng)終端的客戶提供電力資源，在這個過程中，必然會存在能量的浪費現(xiàn)象，無功功率在浪費中占據(jù)極大的比重，會導致電路中的電壓降低，也影響電網(wǎng)的運行效果和輸送的質(zhì)量。無功功率的具體體現(xiàn)是功率因數(shù)的降低，會導致用電用戶的成本增加。在實際操作過程中，可以選擇合適的無功補償設備，通過無功補償設備的利用來增加功率因數(shù)，實現(xiàn)功率的平衡，提高整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保輸送電能的質(zhì)量，達到節(jié)能設計的客觀要求，并為相關方面提供更加良好的經(jīng)濟效益。

3.5 優(yōu)化配電系統(tǒng)的設計

在電力系統(tǒng)的整體運作過程中，要求能夠結合實際情況為電氣系統(tǒng)中的用電設備提供電力能源。因此，在配電設計中，首先應當將電力系統(tǒng)的適用性進行考慮，也就是說，對電氣設備的有效控制做出保障，使其滿足電氣設備對用電設備和負荷容量等方面的客觀要求。

在整個配電系統(tǒng)的設計過程中，要求滿足電氣設備和相關用電設備的要求，同時，還要確保電力系統(tǒng)在運行的過程中具有極高的穩(wěn)定性和可靠性，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在對配電系統(tǒng)進行設計時，還要考慮到安全性的內(nèi)容，確保電氣系統(tǒng)的絕緣性。

4 結語

總體來說，電氣自動化的發(fā)展水平越來越高，與此同時，也存在嚴重的問題需要解決。實際上，目前我國在電氣工程自動化方面的發(fā)展空間仍然比較大，尤其是在節(jié)能設計方面，因此在未來的發(fā)展過程中需要充分重視能源的節(jié)約，有效地降低能耗，并通過節(jié)能設計使電氣工程自動化系統(tǒng)中產(chǎn)生的浪費降到最低，提高我國電氣工程的自動化水平，體現(xiàn)出節(jié)能設計的重要價值。