电气工程自动化及其节能设计的应用

胡俊

摘要：在现代化科技领域中，电气工程占据了极其重要的核心位置，它因为信息技术的发展而不断进步。伴随着电子技术的发展，电气工程的理论也越来越系统完善，并逐渐使得人们生活发生潜移默化改变。得益于社会经济的高速发展，电气工程自动化技术进步为人们高质量生活提供了很大的保障。

关键词：电气工程；自动化；其节能设计；应用

中图分类号：TB

文献标识码：A

社会经济随着时代的进步不断发展，在此之中发展和解放生产力是最基本的要求。发展生产力需要大量生产资料的投入，因此发展生产力过程中需要的能源也越来越多。尽管社会经济的发展需要以能源作为基础，但若想二者可持续的发展，则一定要节约生产能源，从而防止生产能源对社会经济发展产生负面影响。所以在社会生产活动中最重要的一点就是节约能源。而要想在电气自动化工程中节约能源，节能技术的水平的提升显得尤其重要。

1电气工程及其自动化概念

1.1电气工程概念

电气工程（又称EE），是现代科学技术的核心，电气工程带动了许多科技的进步，例如电子信息技术。电气工程普遍运用在各行各业中，它同时也是各个高校的重要专业课程。电气工程专业在不同的学校有不同的名称，有的叫电气工程、有的叫电气工程与计算机科学、还有的叫电气工程与信息科学，这些专业名称上可以显示出，电气工程和计算机信息技术是密不可分的。传统电气工程包括电气以及和电气有关的学科，囊括的范围很广。而伴随着科技的发展，如今电气工程囊括的范围已经远远超出了当初，来自斯坦福大学的一位教师提出，电气工程包括了几乎所有电子光子的工程。

1.2电气工程自动化概念

现代科学技术领域对于电气工程有着很高的关注，一个国家的技术水平很大程度上取决于电气工程自动化技术的水平。电气工程自动化与很多学科存在联系并相互渗透，各行各业都普遍运用到了电气工程自动化技术，其重要程度可见一斑。而随着时代的进步，电气系统的内容也越来越庞杂和系统，变得更加人性化，为经济建设的发展提供了很大的助力。电气系统利用光纤进行数据传输，由于要使用到大量的光缆，因此电缆设备的使用逐渐减少，从而节省了很多电缆材料，降低了成本和能源的需求，真正做到了节能环保。由于电气自动化可以令智能设备性能得到充分的展现并做到在线监测，从智能化和在线监测发展至电力光互式。智能化设备拥有同电子信息技术及其他技术相关联的智能化控制功能。在线监测的处理器是采集站中的核心元件，可以实现全过程实时监控。采集控制信息数据要同控制中心对接，并经过许多环节才可以实现监管整个生产的目的。其依靠网络技术进行数据采集，有针对性的在有效范围内对生产过程进行管理，并建立分站式引擎从而有效提升系统的安全性和效率。

2电气自动化节能要素

2.1安全

电气工程设计中最重要的问题之一是电气工程的安全性，设计人员不能盲目追求节能技术而忽略了电气设备的安全性。保障了电气设备的安全才可以确保整个生产过程的顺利开展，所以一定要首先确保电气设备的安全性，才可以开展接下来的电气设备节能设计。

2.2先进

由于科技不断发展，各式各样的节能设备和技术层出不穷。因此，电气自动化工程节能设计应在符合实际操作情况的基础上，尽量科学合理的采用新型的节能技术，从而让电气节能技术始终保持在行业的尖端，保证电氣自动化工程节能可以发挥最大的实际价值。

2.3环保

电气自动化节能其实就是为了让能源可以最有效的被利用起来，从而降低能源损失和成本损耗，提高企业的经济收益。电气工程设计师在进行电气自动化设计的过程中，一定要慎重选择使用的材料，在确保材料安全、现金和环保之后才可以投入使用，从而将环境的污染降低到最小，实现科学环保。

2.4可持续发展

为了做到能源和经济的可持续发展，电气自动化节能应该积极响应政府对于节能减排的号召，从长远的角度上对能源损耗及节约、排放和污染做好规划，实现能源的可持续发展战略目标。

3电气工程自动化存在的问题

3.1系统集成性不足

系统集成是电气自动化目前最主要的发展方向。目前的电气自动化都存在多岛自动化结构，多岛自动化结构相互之间独立存在，不会对其他部分造成影响，而且各自之间性能单一、信息集中。因此，电气自动化整体功能无法得到很好的彰显。

3.2网络构架不统一

电气工程自动化的主要发展目标是做到便捷有效、自动化系统完善。但事实上，国内电气自动化领域缺少完整的网络构架，对网络没有深入的了解，导致网络构架不够统一。由于电气工程自动化发展基础是网络构架，因此电气工程自动化发展存在着很大困难。同时，如果使用信息软件的主体不一致，就会发生接口不匹配的问题，严重影响到了信息交流的高效性和主体之前的数据共享，导致系统运行的成效被大大降低。

3.3主观因素存在影响

在研发电气自动化技术的过程中，设计人员对设计理念和技术的了解会影响到不同的使用主体。换言之，技术人员的主观因素会影响到系统在建立的过程中存在各不相同的环境。因此，会大大增加电气工程自动化设计和管理的资金，对企业的经济效益产生负面影响。

4改进电气工程的自动化措施

4.1从科技技术出发

电气工程自动化要不断的引进新的科技，提高电气自动化的实用价值，积极研发新型产品并使用新型原料。在实际操作中，要把自主研发和创新技术摆在首要位置，以节能环保作为追求目标，多使用新型工艺和设备运行，并集合网络信息技术不创新，将电气自动化技术整合。

4.2重视信息技术应用

电气自动化的信息化体现了信息技术的重要价值，要广泛的将计算机信息技术使用在电气设备的研发生产过程中，推动电气工程智能化的进步，并要将网络通信技术运用在电气工程中。

4.3实现信息交流共享

如果要同外界进行沟通交流，开设接口并建立同外界的网络连接是必不可少的。计算机网络为信息的即时共享和交流提供基础，可以做到统一管理设计、实践和运行过程，便于实时调控系统元件。计算机网络是管理电力系统的重要保障。

5设计电气自动化系统的注意事项

5.1提高运行时效

在电气自动化系统运行过程中会使用到专业的节能设施，所以电气工程的准备阶段就会确定好科学合理的节能设计技术指导，电气工人可以利用减少电路损耗和负荷均衡调试等手段，做到电气设备的节能环保。在配电结构的设计中，可以对负荷进行科学的调整、精准的选取设计系数，从而实现降低设备运行过程中的能源消耗，从而将设备的效率提升到最高，杜绝电气工程自动化系统中频频出现的能源损耗现象。

5.2优化配电方案

在配电设计过程中，设计师要充分考虑电气自动化系统实用性，利用不同的技术设备和操作手段，从而满足不同设备的负荷量的等其他准则，实现电气设备的大范围管理。不同电气设备之间相互配合，让电气自动化系统可以高效、快捷运行。除此之外，还要加强对电气自动化系统安全性关注，确保连接设备和设备的导线处于绝缘状态，并且在布线过程中要为导线留出一定的绝缘空间，进一步保障电气设备安全性。

6电气工程自动化的技术改革

6.1合理选择变压器

变压器本身存在着铜铁资源损耗和空载资源损耗等问题，所以对电能的损耗情况较为严重，但在供配电系统中变压器是极其重要的一部分。所以，在设计电气工程自动化节能过程中，首要任务是合理的选择变压器。设计师应使用单向自动化补偿设备，从而控制电气工程自动化中电流大小，杜绝因电流问题设备负载失衡情况发生，确保将变压器自身的能源损耗降至最少。还要选择具有良好的节能功效的变压器，从变压器自身上减少一定程度的功率损耗大小。

6.2减少电能传输损耗

电能在传输过程中会受到导线自身电阻的影响，不可避免的对功率产生损耗。但电能在传输中的电流是恒定的，若是减小导线自带的电阻，就可以在一定程度上减少功率的损耗。由于导线的电阻和导线长度成正比，和导线横截面积成反比，所以，可以通过如下方式减少导线的电阻：科学的排布导线，规划好排布路线，尽量避免走弯路，从未减少导线的使用长度。导线尽量选择由电阻率较小的材料制成的，并且尽量选择横截面大的导线，减少导线的电阻。还可以将变压器和负载中心安排的较近，减少传输过程中的损耗。

6.3无功功率补偿

配电系统由升降压变压器、输配电线路等部分组成。其中以电流的形式流动于电力系统之中，虽然可以满足不同客户对电能需求，但与此同时电能损耗情况也十分严峻，在电能损耗中中占最大部分是无功功率。如果不及时对此进行合理控制，电路整体电压会很大程度上下降，同时还会影响到对电网运行管理，导致电能传输质量无法满足客户普遍需求。客观来说，导致无功功率损耗的主要原因是功率因数的大幅度下降，如果功率因数达不到预设高度，用户就必须因此付出罚款，从而不必要的提高用電成本。所以，在实践中，设计师要进行无功功率补偿，提高功率因数，保障电功率的平衡。这样既可以为用户降低电费数额，还可以为供电企业带来更大经济效益。

在对电气自动化系统进行无功功率补偿的时，一定要满足以下要求：首先，要重新分配投切开关和传统补偿电容循环投切比例，在此基础之上，做好后续的无功功率补偿工作，才可以实现有效的无功功率补偿。

其次，在计算最终电容器容量大小过程中，要充分考虑到配电电压的实际容量大小和自然功率因数等一系列问题。如果在进行无功功率补偿过程中出现了谐波，就要串联相应数量的电抗器，从而彻底消除衍生的谐波。

最后，还要以无功功率作为标准，从而确认投切参数。主要目的是杜绝在无功功率补偿过程中屡屡出现的过度补偿、投切震荡和无功倒送等情况。在我国目前的电气工程自动化控制管理过程中，运用最广泛的是模糊投切技术，大数据显示，模糊投切不仅仅可以科学的平衡调试，还可以确保跟踪的精准水平，所以电气工程自动化中往往会运用到此种方法。

7结语

结合前文所述，我国目前电气工程自动化控制的节能设计应用还处在初步发展和探索中，电气自动化节能的设计人员的首要任务是利用不断完善的科学技术和并不断发展的经济实力、使用最新的科技手段，大大降低电气自动化中能源损耗，进而为生态环境的保护、社会经济的发展作出贡献。努力实现让所有公民都生活在健康舒适的环境中的美好愿望。

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