电气工程自动化及其节能设计探究

刘正冉

[摘    要]随着经济的发展，人们生活水平不断提高。建筑设计不仅要满足住户需求，而且趋向于智能化。“绿色化”、“環保化”等理念也逐渐深入建筑工程。因此，建筑工程在符合质量要求、满足用户需求的前提下，需要进一步优化设计方案。电气工程自动化作为建筑工程的重要组成部分，电力消耗效果将直接影响建筑物整体的能源消耗效果。如何优化设计方案， 实现电气工程自动化的节能减排成为主流趋势。文章对如何在电气工程自动化中做好节能设计工作、降低电气工程自动化运行过程中的能耗展开了研究，以供参考。

[关键词]电气自动化工程;节能设计;节能技术

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）05–00–02

Electrical Engineering Automation and Energy Saving Design

Liu Zheng-ran

[Abstract]With the development of economy， people's living standard is improving. Architectural design should not only meet the needs of residents， but also tend to be intelligent. The concept of "green" and "environmental protection" has gradually penetrated into the construction engineering. Therefore， under the premise of meeting the quality requirements and the needs of users， the construction project needs to further optimize the design scheme. Electrical engineering automation as an important part of construction engineering， power consumption effect will directly affect the overall energy consumption effect of buildings. How to optimize the design scheme and realize the energy saving and emission reduction of electrical engineering automation has become the mainstream trend. Based on this， this paper studies how to do a good job of energy saving design in electrical automation engineering and reduce the energy consumption in the process of electrical engineering automation operation， for reference.

[Keywords]electrical automation engineering; Energy saving design; Energy saving technology

1 电气工程自动化的主要组成

电气工程自动化主要由两个部分组成，分别是硬件系统和软件系统。一般来说，设计的开端都是硬件系统，在对硬件系统进行设计时，有一定需要遵守的原则，提升工业设施的自动化设计是硬件设计的前提条件。因此，在进行设计过程中，需要对设备的实际使用需求进行深入了解，然后，选择相匹配的计算机，选择比较安全并且稳定的操作系统，保证系统能够实现正常稳定运行。之后的具体设计过程中，需要充分结合实际情况对辅助设施以及元器件进行相应合理的选择，进而保证设备的稳定运行。硬件设计结束后，就需要对各个相关线路进行连接，连接的要求依然是保证系统能够正常使用。整体设计结束后，需要对功能进行相应的测试，就是在机器发出具体的指令后，能够使信息实现更好的传递以及接收，这样能够保证电气工程设施的正常稳定运行。对电气工程自动化设施进行相关软件设计时，需要充分结合实际的工作需求，更好地实现系统以及设施的自动化使用。

2 电气工程及其自动化的发展现状

随着现代科技的不断发展，电气工程自动化的进程越来越快，也使得电气工程自动化的价值越来越高。现代电气工程可以采用一种国际化的汇编程序，来使其实现自动化，这种汇编程序在操作上非常便捷，对于电气工程项目的效率提升却是非常显著的。而且，还能够基于现代科技建立集成控制系统，从而使系统所有功能的效率都得到提升，这对于我国整个电气工程产业都有非常大的推动作用。在电气工程及其自动化的发展进程中，相关人员务必要不断加强学习，创新设计理念，开拓进取，从而更好地应对技术的不断升级换代。就我国电气工程及其自动化的发展现状来看，对于介质访问方面的研究是当前研究的核心课题之一，未来的重要方向则是对现场总线控制系统的研究。如果实现了现场总线控制系统，则能够使网络数据传输速度得到巨大的提升，从而有效降低企业运转成本，推动电气工程行业的进步。近年来，在互联网技术高速发展的背景下，电气工程内部结构也受到较大的冲击，内部结构不断优化调整，这也成为电气工程的发展动力之一，对于电气工程产业的未来发展有非常积极的意义。

3 电气工程自动化节能技术的应用优势

电气工程自动化节能技术最显著的作用在于降低经济成本。当今无论是大众生活还是企业生产，对电力的依赖都越来越高，电力已成为重要的生活、生产能源。而目前我国仍以火力发电为主，需要消耗大量的不可再生能源，从而产生大量碳排放。应用电气工程自动化节能技术则可以减少大众的生活成本，降低大量制造业、商业企业的生产成本，降低电网运行中的损耗，并且可以减少不可再生资源的消耗，最终产生“多方共赢”的结果，从而降低全社会整体经济成本。随着生活水平的提高， “环保低碳”的理念越来越受到人们的重视，越来越多与节能减排相关的政策也在引导着行业与社会发生改变。在此背景下，各类工商企业为了适应政策与市场的要求，也必将越来越重视各类节能技术的应用，电气工程自动化节能技术符合当下的社会发展理念和产业需求，具有非常广阔的发展前景。

4 电气工程自动化节能设计原则

电气工程自动化节能设计的本质是节约能源，降低能耗，减少经济成本。因此，電气工程自动化的节能设计要遵循实用性、科学节能性、低碳经济性原则。无论设计人员如何进行节能设计，①要遵循实用性原则。电气工程自动化必须能够稳定运行，不会影响各用电设备的运转情况，更不会影响用户的生活以及安全。②设计人员还需要考虑如何科学节能。电气工程自动化节能，其本质即提高能源利用率，因此，任何节能技术、创新技术必须符合科学性原则。此外，设计人员需要全面了解整个建筑工程的概况，只有这样才能科学地、合理地推算预测整个工程所产生的电力能耗和环保利用效果，设计出合理科学的图纸，减少施工所产生的能耗。③设计人员还需要考虑低碳经济性原则。任何一个建筑工程在保证工程质量的前提下，都会考虑降低经济成本，如施工成本等。而降低经济成本本身就体现了“节能”原则。电气工程自动化需要在此基础上进一步降低能源成本和经济成本。设计人员在进行图纸设计，选用电气设备、节能设备时，需要从一个建筑物的整体、未来长期运行的角度进行考虑。只有这样设计的图纸才能规范化、合理化、高效化，才能有效地控制经济成本，降低能耗。

5 电气工程自动化节能设计的具体工作要点

5.1 输配电系统节能设计

输配电系统对整个建筑工程的稳定运行起着重要作用。因此，设计人员需要对整个输配电系统进行预估，保证输配电系统输送的电力能够覆盖整个建筑物。此外，设计人员还需要考虑输配电系统的节能。

（1）提高输电效率。线路的损耗是输配电系统损耗的主要部分，降低线路的损耗能够有效降低整个输配电系统的能耗。因此，设计人员需要更好地完善设计方案，计算输电线路距离。在保证电力系统能够覆盖整个建筑物的前提下，尽量缩短线路的长度，降低输电线路的能耗。此外，可以通过降低输电线路的电流，如采用高压或超高压的输电方式等，进一步降低能耗。

（2）节能设备的安装。变压器作为电气工程自动化的主要元件，变压器的质量和效率能够直接影响整个建筑物电力系统的效率。变压器首先需要保证整个建筑物的需求，其次考虑节能、环保、低损耗。选择变压器时要考虑变压器的容量，容量过低容易损坏甚至烧坏变压器;而高容量的变压器虽然能够满足建筑物的需求，但是会造成资源浪费。因此，如何选择适宜的变压器是减少变压器能耗的关键步骤。目前，常用的选择变压器依据是变压器的经济负荷率，而当负荷率能够维持在70%左右时是比较适合的变压器。

（3）补偿技术。设计人员在进行电力系统设计时，不仅要考虑所设计的电力系统能够覆盖整个建筑物，而且需要考虑电力系统的补偿。由于电力系统中大部分设备属于感性特性的负载，而这种特性将直接造成这些电力设备功率因数下降，进而增大电能和能耗。此外，其他因素也会导致电力系统正常运行时产生能耗。因此，需要补偿设备或技术手段进行电力系统的补偿。补偿设备或技术手段使得电力系统能够更加稳定，进一步保证用户的生活质量和安全性能。设计人员需要加深对电力设备参数的了解，能够合理地分析数据，如电压、电容量等，只有这样才能较好地完善设计方案。

5.2 照明节能改造

（1）节能灯具的选择。设计人员在设计照明系统或选择节能灯具时，首先要保证室内的光照，而照明设备是用于补偿室内光照的。因此，设计人员首先要考虑并计算建筑物室内的自然光照，根据计算结果进行节能灯具的选择。节能灯具应具有环保、节能、经济等特性，因此通常选择年限长、效率高、能耗低的灯具，这样能够有效降低照明设备成本以及建筑整体的能源消耗。设计人员可以根据地面反射系数推算出灯具的运用系数，进而选择节能灯具。

（2）节能灯具的安装。节能灯具能够有效降低电气工程的能源消耗，但是如果节能灯具无法进行合理的布置，将会增加建筑物的能耗。因此，合适地布置节能灯具将进一步节约能耗。不同的建筑物甚至建筑物内不同区域，灯具的布置方法不同。例如，当建筑物为大型商场时，需要集中供电，持久照明。此时，需要较为集中的布置灯具;而在客流量较低或者无需长时间照明的地域，可以布置少量灯具或者重新选择适合的灯具。

5.3 完善空调系统

（1）变频节能技术的运用。目前，在多个领域均可运用变频节能技术，在空调节能设计方案中，变频节能技术得到了大范围推广。现阶段空调的设计仍存在许多问题，导致了空调在运行过程中难以满负荷运行，空调运行效率不高。在变频节能技术的应用下，空调可进行满负荷运行。①计划空调使用变频节能技术可降低能源消耗，根据不同的需求灵活转换不同的运行模式，节约运行成本，最大化利用能源。②通过变频技术的应用，可完善和优化系统，以满足实际应用中的需求。

（2）蓄冷技术的运用。不同的区域、不同的环境下对电负荷峰谷运用情况存在差异。在用电高峰阶段，电负荷压力增大，会出现供电不足的情况。在用电低峰阶段，由于电负荷压力降低，出现供电过剩的情况。通过蓄冷技术的运用，在电力过剩时将水冷冻并进行低温储存，在电力高峰时合理释放低温储存的能量，以达到互补，既节约了空调运行成本，又缓解了用电高峰的压力。

5.4 提高相关工作人员的节能环保意识

为了开展产品电气工程自动化的节能设计：①应做好意识建设，提高企业、开发商、制造商和工作人员的环保意识是意识建设的关键部分。②应对一线工作人员进行技术培训，企业应对技术人员进行规范化生产指导，保证引入新技术后，工作人员可接受新技术的工作方式。定期举办技术交流会，提高工作人员的实际技术操作能力，帮助电气工程自动化工作人员掌握新型技术，并在实际工作中使用新型技术。提高工作人员的实际操作能力，可提升生产的质量、效益，对技术的发展具有重要作用。

6 结语

总的来讲，电气工程自动化的发展应兼顾社会经济效益和生态效益的双重要求，在现代化发展理念的引导下，节能设计显得至关重要。节能设计应遵循安全性、科学性、技术先进性等多重原则，根据电气设备的特点选择行之有效的设计方案，提高电气工程自动化的节能水平，以创造更显著的应用成效。

参考文献

[1] 陈清山.关于电气工程自动化信息技术及其节能设计探讨[J].科技风，2020（2）：94.