电气工程及其自动化供配电系统节能控制分析

2023-01-24陶仁海

科技创新与应用 2022年36期

陶仁海

（阜阳市第二人民医院，安徽阜阳 236000）

随着我国现代化建设不断发展，电气自动化显得极为重要，电气自动化在各大医院和电力相关企业中的运用十分广泛，某一程度上来说已成为人们生产生活中不可或缺的重要技术之一。基于此，本文针对配电系统应用电气工程自动化相关技术进行研究与分析，针对医院和电力相关技术进行研究，对配电系统如何正确使用电气自动化提出对应的策略，从而有效的节约资源。

1 关于配电设备电气工程自动化技术的概述

1.1 电气工程自动化技术的应用意义

电气工程自动化改变了传统的人工操作机械设备，使得配电设备在运行、使用、保养，以及维护效率上得到显著的提高。与此同时，配电设备电气自动化的应用也为我国总体配电工程提供了发展与改革的技术支持。而在现代化步伐逐渐加快的同时医疗设备操作管理中也应用了电气工程自动化技术，促使医疗设备朝着自动化及智能化的方向不断前进，其的应用解放了大量的人力，提高了工作效率[1]。

通过对配电设备进行自动化运用能够显著提高相关设备的操作效率，针对配电设备的日常操作维护，运用电气自动化控制技术，信息化技术及数控技术能够达到相关操作的智能化建设。通过利用电气自动化可大大地提升对配电设备维护的效率，利用电气自动化监控设备实时监测配电设备运行状况和过程，能够及时发现设备出现故障问题并自动进行通报及切断电源操作，从源头切断故障造成的连锁反应，同时第一时间通知相关工作人员对设备进行检修。

1.2 应用范围分析

针对配电系统运行中电气自动化技术的应用范围进行分析，具体可从以下4个方面进行讨论。

第一，智能化技术的应用。近年来，电气自动化技术应用于配电系统发展迅速，在电网系统中，可以积极利用智能化技术来完成传统技术无法完成的工作。使用智能化技术后，可以在第一时间准确定位故障，并解释问题发生的原因，提出相应的故障解决方案，减少了给医院正常运营带来的麻烦。

第二，电网技术的应用。现代信息技术在配电系统中的应用，极大地促进了配电系统相关技术的发展和进步。电气自动化技术的发展在配电系统运行中取得了很好的效果，使电网技术水平大大提高。在当前发展的电子信息技术中，通过配电系统的信息处理技术提供了更加完善的平台，电网技术的信息分析能力得到了一定程度的提高，能够有效利用各种数据解决配电系统运行中存在的问题。不仅如此，随着电网技术的发展，配电系统的基础数据和操作规程也得到了明显的改进，具有较高的准确性和适应性。

第三，仿真技术的应用。随着配电系统的应用越来越广泛，配电系统的应用给人们的生活带来了新的方向，自动化技术推动了仿真技术的发展，同时带动了配电系统的发展。仿真技术有效地提高了配电系统发展的稳定性和可控性，可以有效地应对多个系统自身的问题，避免不必要的问题发生。

第四，PLC技术的应用。PLC技术在不断的完善和深化改革。PLC技术集计算机技术和继电控制技术于一身，通过两者的有机融合，以其适用性强、资源消耗低和安全稳定等优点被广泛应用于配电系统中。采用PLC控制系统，利用计算机和信息技术可以对配电系统进行采集、存储和分析，便于更好地管理和控制，为配电系统的正常运行提供强有力的技术支持。此外，利用相关技术对配电系统进行控制和相关程序的处理，可以避免配电系统出现故障问题，也可以使配电系统更加智能化和自动化，可以说PLC技术与配电系统具有较高的适应性和对应性。

2 做好供配电自动化的意义与优势

2.1 供配电自动化的意义

我国现代化速度不断加快同时也对配电工程提出了较大的要求，如何运用供配电自动化对人们的生产、生活及相关电力资源都起到了重要影响。由此可见，做好供配电自动化对社会稳定发展具有重要意义。为了同时代的发展相适应，在激烈的市场竞争中占据更高的核心竞争力，医院投入更多的精力对配电系统进行智能化管理。由于社会不断进步，对电力资源的需求也越来越高，如何降低电力资源的浪费程度及提高相关工作幅度，成为了社会各界关注的重点之一。根据相关调查显示，对配电系统使用电气自动化进行管理，不仅能够大大提高配电系统运行的效率，还能对供配电系统运行起到一个监督作用。另一方面在整个医院用电中，60%以上的电力资源都流向该医院的供配电系统。此时，一旦供配电系统出现老化或是故障，不仅会降低工作效率，还会极大增加医院日常所需电力，增加了医院的运营成本，也减少了医院应用于其他发展项目的资金，使工程实现可持续性发展及提高经济效益面临较大困难[2]。另一方面，虽然我国存在诸如光伏发电、风力发电和水力发电等方式，但是我国的电力资源大多都是依靠化石燃料的燃烧来提供的，又由于这些化石燃料为不可再生资源，储量具有一定的限度。同时，在燃烧的过程中会产生大量的二氧化硫、二氧化碳等污染性气体，威胁着人体的健康。

2.2 供配电自动化的应用优势

针对供配电系统运行中电气自动化技术应用优势进行分析，具体可从以下2个方面进行讨论。

第一，维护方便。在现阶段，随着用电需求的增加，维护供配电系统以保证供配电系统的正常运行十分重要。传统的供配电系统维护需要使用大量的技术手段，但效果不理想。而自动化技术可对供配电系统运行数据进行有效的维护和管理。

第二，可控性高。配电系统运用了电气自动化以后能够将系统中的每个设备以计算机技术的形式相互连接。与此同时，电气自动化的使用能够大大减轻供配电系统人为运维的成本，加强了对供配电系统的控制。比如：变压器可以并联运行也可以单独运行，电网的若干处可以并环运行也可以解环运行，同样的地区负荷可以切至A变电所，也可以切至B变电所。实现了对供配电系统的有效控制。

3 医院供配电系统的电气节能技术的设计原则

3.1 节能技术经济适用原则

根据医院发展需求，供配电系统的电气节能技术能够保障医院长期发展，供配电系统利用电气自动化完成节电设计，能够有效控制医院在电能上的成本支出。因此在对医院供配电系统的电气节能技术进行设计的过程中，要综合医院的相关整体经济效益，采取经济适用原则进行设计。设计过程中利用电气自动化无功功率补偿来控制人力资源的损耗，具有广泛的灵活性，能够有效提升系统的功率因数。

3.2 节能技术实事求是原则

医院针对供配电系统采取节能技术的主要目的在于控制医院生产经营过程中产生的经济成本。因此在医院节能技术设计的过程中，要坚持实事求是的原则，将节能节电落实到实处，不能流于形式。供配电系统利用电气自动化进行节能控制，不仅能够缓解医院的经济支出压力，同时也能够为缓解国家供电压力作出一定贡献。

3.3 节能优化原则

医院在电气自动化供配电系统节能设计过程中，不能只注重内部供配电系统的节能能力，还要从宏观角度看待供配电系统整体的节能效果。因此在社会节能意识不断发展，以及相关节能技术不断开发的过程中，在医院供配电节能设备方面，需要进行合理优化和升级[3]。通过采取高精尖技术和节能工艺（例如应用永磁接触器降低电流等），完善医院供配电系统的节能优化设计，为建设生态文明和实现绿色可持续发展提供有利基础。

4 医院供配电系统电气技术的节能措施

4.1 无功补偿提高医院的节能增效

随着我国医院对电气自动化技术与供配电系统相关技术认识的不断增加，以及电气技术和节能措施的不断更新。越来越多的医院对供配电技术进行革新，利用电气技术，采取无功功率补偿的方式来达到医院供配电系统的电气节能效果。在进行供配电系统节能措施相关调查统计时发现，利用电气自动化技术将无功补偿与供配电系统进行结合使用，可大大提高医院循环电流量，从本质上加强了医院供配电系统节能效果。因此可以看出，利用无功补偿与电气技术相结合，能够提高医院供配电系统的节能效果。

4.2 实施线路动态无功补偿，进行经济效益分析

除了可利用无功补偿提升医院供配电系统的节能水平之外，还可通过实施线路动态无功补偿来提高医院经济效益。线路动态无功补偿主要是对供配电系统的变压器进行无功损耗就地补偿，常见的应用方式是利用一台变压器为多个供配电设备进行供电，加强单台配电变压器的功效。通过对医院应用线路动态无功补偿节能效果的统计与分析，从实际效果中可以看出，无功补偿对供配电系统节能的作用较为明显，同时也使得供配电系统电气自动化控制更加简单化。

4.3 变压器经济运行的节电技术

除了无功补偿及线路动态无功补偿方式外，变压器经济运行也是节能节电技术中的核心，简单来说，变压器经济运行就是通过控制变压器电流，调节电压来提高供配电系统的总体性能。利用变压器并行运行结合电气设备来提升变压器运行的经济适用性。与此同时，医院还可根据实际生产工作对最大负荷量进行调整，从而有效提升医院的经济效益。在借助变压器进行调节的过程中，选择适合的节能型变压器能够为医院供配电系统工作效率及质量的稳定提供一定的设备支持。

4.4 减少线路的输电损失，确定用电单耗定额

根据医院的实际需要，利用电气自动化技术对供配电系统减少线路输出损耗进行设计，通过确定用电单耗定额设计了更高层次的经济安全输出线路。在线路设计中有必要避免高压电箱和低压电箱之间的电流损失，以此来减少电流在线路运行中的损失。此外，考虑到发电企业的特殊情况，应根据实际生产需要进行控制，避免输出线路端出现冗余电路，从而造成电力资源浪费。另外，医院为了有效控制成本，确保经济效益和社会效益，必须对能源进行有效控制来保障医院用电[4]。

4.5 广泛普及照明系统节能与提高功率因数节能

在进行医院照明系统节能应用过程中，对使用较高的照明系统进行节能控制能够提高整个医院的节能效果。由此可见，照明系统采用电气自动化技术可提高工作效率，从而提高医院供配电系统的能源效率。随着现代电子科学与有效利用电气自动化及数控技术的融合，改进医院供配电系统及内部照明系统运行管理，可从根本上对相关节能进行管理。在照明系统配电箱中安装控制节能的原部件，可保障节能灯配电的正常运作，提高节能效率，降低电能损耗。

5 供配电自动化技术的分析

5.1 使节能控制工作具备更高效率及质量

为了做好系统的节能控制，相关的控制和检测系统设备必须具有较高的灵敏度。电气自动化技术的应用可以满足这一要求。由于这项技术的应用，如果工程配电系统的节能控制出现故障问题，可以首先探寻问题的位置和原因，并结合现有的历史问题数据库快速探索解决方案。还可以及时切断供配电系统的电源，防止设备停机及相关问题进一步扩大，影响整个供配电系统的运行，避免电力资源浪费。此外，医疗设备电气工程自动化技术还能够快速发出警报，警示工作人员到警报地点进行维护，快速发现系统存在的问题，并采取相应解决措施，这样不仅能够帮助工作人员第一时间控制问题，还能够使节能控制工作的流程及步骤不断简化，极大缩短了故障探寻时所需的时间，使医院供配电系统快速恢复正常，极大地节省了投入其中的财力及人力，促使医院供配电节能控制具备更高的工作效率。

5.2 提高医院供配电系统使用年限

正如上文所述，在医院供配电系统中应用电气工程自动化技术具备更高的工作效率，能够在系统出现故障及问题时，通过切断电源停止供配电系统继续工作，防止故障进一步扩大，使整体系统的其余部件也不会遭到损害，这在一定程度上使得医院供配电系统始终确保有良好的性能[5]。另一方面，如果供配电系统存在问题，可以及时将信息传达给工作人员，这样能够在第一时间使出现故障的供配电系统得到有效的保养及维护，提供技术上的保障，促使供配电系统之后能够正常地投入工作中。

5.3 电网调度自动化

电网结构比较复杂，有必要加强电气自动化技术在电网协调中的应用，以保持电网工作的稳定性。典型的计算机网络和测试技术能够自动检测用户的能量状态并排除故障。实现智能调度系统的自动化数据采集和监测，实现远程浏览、实时图形报警、大规模网络和后台网络监测等一系列功能。智能控制系统可以随时监控网络的运行，而不必对时间和空间的相关数据进行校验，可有效预测网络的能耗。

5.4 变电站供配电系统自动化

从我国变电站的发展和建设来看，为了对变电站进行有效且全面的监控，要根据供配电系统的相关要求，严格监督变电站的运行，通过相关电气设备确保整体电力的建设进度。在变电站供配电系统自动化建设过程中，通过利用自动化电气相关设备及原理，提高了变电站的运行效率。由此可见，变电站供配电系统在利用了电气自动化技术进行改造后，能够大大提升运行效率。同时电气自动化与计算机技术进行联合使用能够进一步加强和实现供变电站智能化管理运行。综合上述可以看出，变电站实现供配电系统的电气自动化主要是与电网自动化和电厂自动化相互结合，也就是说，供配电系统通常是发电和供电的一部分。

5.5 发电厂电气自动化

一般情况下，电气自动化在发电厂中的应用较为广泛，针对发电厂中的供配电系统应用电气自动化技术通常被称作分布式测量系统。由此可见，发电厂供配电系统中运用电气化、自动化技术已成为现代发电厂发展中的一项重点工作。在发电厂中应用供配电系统自动化技术能够分散发电厂的生产周期，同时对整个发电厂的安全运行起到至关重要的作用。具体来说，发电厂中的供配电系统应用了电气自动化和计算机相关技术对整个发电厂运行起到了重要的监督作用[6]。供配电系统能够通过控制单元对相关驱动参数和数据进行实时监控。通过这种形式直接监控相关数据，将数据直接输出到相关驱动机构，进行分布式控制，从而使功能最大化。由此可见，供配电系统电气自动化是实现发电厂与变电站之间的自动控制、自动调度和自动管理的首要基础。