電氣工程自動(dòng)化與節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用研究

車純彥

【摘 要】隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)和發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)成為了新的市場(chǎng)應(yīng)用熱門。隨著大眾生活質(zhì)量的提高，無論是生活還是生產(chǎn)，人們對(duì)電量的需求越來越大，因此如何實(shí)現(xiàn)電氣工程的自動(dòng)化，并且在電氣工程廣泛應(yīng)用和推廣的大環(huán)境下達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)，就成了相關(guān)企業(yè)的重點(diǎn)課題。無論是電氣工程自動(dòng)化還是節(jié)能設(shè)計(jì)都勢(shì)在必行，由此論文對(duì)電器工程自動(dòng)化與節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用情況做了研究。

【Abstract】With the promotion and development of market economy， electrical engineering automation technology has become a new hot market application. With the improvement of people's quality of life， people's demand for electricity is increasing both in life and in production. Therefore， how to realize the automation of electrical engineering and achieve the goal of energy saving and emission reduction under the wide application and promotion of electrical engineering has become the key issue of related enterprises. Whether electrical engineering automation or energy saving design is imperative， therefore， this paper studies the application of electrical engineering automation and energy saving design.

【關(guān)鍵詞】電器工程；自動(dòng)化；節(jié)能設(shè)計(jì)；應(yīng)用研究

【Keywords】 electrical engineering； automation； energy saving design； application research

【中圖分類號(hào)】TM76 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）11-0166-02

1 引言

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，高新技術(shù)和節(jié)能環(huán)保之間的矛盾日益突出。大量的資源作為高新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和材料被開發(fā)使用，而與之不匹配的材料處理系統(tǒng)則出現(xiàn)了嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，又反過來阻礙著經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此電器工程自動(dòng)化進(jìn)程中的節(jié)能問題日益突出，相關(guān)的技術(shù)研究人員相繼對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究和探索。

2 電氣工程自動(dòng)化與節(jié)能設(shè)計(jì)的概述

2.1 電氣工程

電氣工程是科技領(lǐng)域中的核心內(nèi)容，簡(jiǎn)稱EE，在各行各業(yè)以及尋常人們的生活中都有著廣泛的應(yīng)用。作為各大高校的重點(diǎn)專業(yè)之一，它與計(jì)算機(jī)信息和電子信息技術(shù)密不可分。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，電氣工程被賦予了更新的內(nèi)涵和內(nèi)容，從而不局限于以往生產(chǎn)電子產(chǎn)品和電子系統(tǒng)的定義，擁有了更廣闊的發(fā)展空間。

2.2 電子工程自動(dòng)化

電氣自動(dòng)化是目前的熱門電氣工程技術(shù)，實(shí)際上，無論在工程技術(shù)還是電子技術(shù)上，自動(dòng)化技術(shù)都擁有著相當(dāng)可觀的前景，這與當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步是分不開的。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)高新技術(shù)的要求也日益增加，就當(dāng)前的市場(chǎng)現(xiàn)狀而言，各種技術(shù)與設(shè)備的自動(dòng)化成了主流。而電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)和制造來說至關(guān)重要，其意義不僅僅在于節(jié)約勞動(dòng)成本，提高工作效率，還在于降低勞動(dòng)消耗，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。

從內(nèi)容而言，電氣工程自動(dòng)化涉及眾多領(lǐng)域的內(nèi)容，包括電力學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)等，因而具備相當(dāng)高的應(yīng)用價(jià)值。伴隨著科技的不斷進(jìn)步，電氣系統(tǒng)的復(fù)雜程度也在提高，除了簡(jiǎn)單的提供電力，還加入了更豐富的內(nèi)容。如今的電氣工程自動(dòng)化還采用光纖作為傳遞信息的通道，不但極大提高了信息傳遞的效率和速率，還減少了鋪設(shè)電纜的成本。

除了“自動(dòng)化”，如今的電子信息技術(shù)也正朝著“智能化”的方向發(fā)展，現(xiàn)如今的許多電氣設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)智能在線監(jiān)測(cè)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集。由終端反饋信息，方便對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)全程的監(jiān)控。這樣，整個(gè)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)就能夠穩(wěn)定并可靠地運(yùn)行下去。

2.3 節(jié)能設(shè)計(jì)

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，節(jié)能環(huán)保是眾多企業(yè)無法避免的問題，在將來的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中，節(jié)能產(chǎn)業(yè)由于其較低的成本和損耗，必然會(huì)占據(jù)市場(chǎng)的主流。因此電氣工程在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí)，也要將節(jié)能的概念加入其中。從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開始，做好節(jié)能設(shè)計(jì)工作，完善和優(yōu)化電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和安裝方案，才能真正做到節(jié)能環(huán)保。

3 電氣工程自動(dòng)化與節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用

3.1 無功補(bǔ)償

在電氣工程中，除了設(shè)備的壽命與使用，線路的損耗也相當(dāng)明顯，而設(shè)備本身的壽命也受到線路損耗的影響。設(shè)備的線路損耗會(huì)影響系統(tǒng)正常的供電，還會(huì)導(dǎo)致電壓不穩(wěn)，從而影響設(shè)備甚至整個(gè)系統(tǒng)的功率。而功率降低，企業(yè)運(yùn)行的成本也就越高，相對(duì)的經(jīng)濟(jì)收益會(huì)降低。常見的配電系統(tǒng)，主要是由配輸電路線、升降變壓器以及用戶和供電中心等結(jié)構(gòu)單元組成。在供電過程里，為不同的用電客戶供電時(shí)產(chǎn)生的能量耗費(fèi)中，無功功率占據(jù)的比例最大，耗費(fèi)的能量最多。

針對(duì)這一問題，相應(yīng)的無功補(bǔ)償就顯得十分必要。如果不加以控制，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路的電壓迅速降低，使得電能輸送的質(zhì)量有所降低。而企業(yè)可以通過相關(guān)的補(bǔ)償設(shè)備對(duì)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，以保證供電質(zhì)量，提供穩(wěn)定的電壓，從而在減少企業(yè)運(yùn)行成本的同時(shí)，節(jié)約了電能，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[2]。endprint

而企業(yè)在進(jìn)行電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中無功功率的補(bǔ)償時(shí)，也要科學(xué)規(guī)范，保證后續(xù)投切開關(guān)和傳統(tǒng)補(bǔ)償電容內(nèi)部循環(huán)投切比例合理，以免補(bǔ)償效果達(dá)不到預(yù)期。具體有以下三點(diǎn)要求：①通過計(jì)算電器的自然功率和電容量來確定電容的固定容量。同時(shí)要注意在電路中接入相應(yīng)的電抗器以消除在無功補(bǔ)償措施中產(chǎn)生的諧波。②選用無功功率為標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)投切參數(shù)，以遏制過度補(bǔ)償、無功倒送以及投切震蕩等問題。目前，應(yīng)用最廣泛和最常用的方法是模糊投切，可以在保證跟蹤精準(zhǔn)度的同時(shí)進(jìn)行平衡調(diào)試。③按照一定的比例來分配舊的補(bǔ)償電容，以便計(jì)算得出合理的結(jié)果。

3.2 變壓器

變壓器在電氣工程自動(dòng)化與節(jié)能設(shè)計(jì)中起到重要的作用，變壓器的性能優(yōu)劣對(duì)整個(gè)電氣工程的影響很大。

就目前市場(chǎng)中常見的變壓器而言，變壓器本身由大量銅鐵材料制成，且變壓器的空載、負(fù)載損耗問題都比較嚴(yán)重，從而導(dǎo)致了大量的電能浪費(fèi)。因此電氣工程中的變壓器要同時(shí)做到節(jié)能和穩(wěn)定。節(jié)能可以有效減少功率消耗，而穩(wěn)定性則可以使電流、電壓以及整個(gè)電路達(dá)成穩(wěn)態(tài)平衡。后者同樣可以采用安裝補(bǔ)償設(shè)備的方法，以穩(wěn)定電路負(fù)載，減少對(duì)變壓器的損耗。

在實(shí)際進(jìn)行變壓器的應(yīng)用設(shè)計(jì)和選擇時(shí)，要將變壓器本身對(duì)能源的消耗降到最少，并選擇單相自動(dòng)化補(bǔ)償設(shè)備，以便在電氣工程的自動(dòng)化過程中協(xié)助調(diào)控電流以消除變壓器負(fù)載失衡的隱患。

3.3 優(yōu)化導(dǎo)線

作為整個(gè)電路的連接載體和電力通道，導(dǎo)線的質(zhì)量至關(guān)重要。導(dǎo)線的電阻雖小，但是在整個(gè)電路中，導(dǎo)線的長(zhǎng)度累積起來成了一個(gè)非常龐大的基數(shù)，任何微小的數(shù)據(jù)都會(huì)被放大。因此導(dǎo)線的電阻會(huì)額外損耗相當(dāng)一部分的電能。為了減少這一部分的損耗，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到導(dǎo)線的電阻問題，從而采用阻值較低、橫截面大的導(dǎo)線材料。

此外，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，盡可能地縮短線路長(zhǎng)度，減少所采用的導(dǎo)線數(shù)量，也是非常重要的措施。在實(shí)際布置電路時(shí)，要盡量規(guī)避彎路和回頭路的走線行為，這種操作會(huì)在小范圍內(nèi)消耗不必要的導(dǎo)線，相應(yīng)的區(qū)域不美觀也不整潔，容易引發(fā)事故，事后也不容易排除故障。除此之外，在設(shè)置變壓器的位置時(shí)，也要盡量使變壓器距離負(fù)載中心近一些，除了減少能耗，也有提高供電速率的作用[3]。

3.4 濾波器

濾波器在電氣工程線路中的主要作用，就是消除諧波對(duì)電路造成的影響。在整個(gè)電氣工程系統(tǒng)中，各種各樣的設(shè)備產(chǎn)生的諧波會(huì)明顯影響電路中電壓的穩(wěn)定性。因此參考節(jié)能的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，運(yùn)用濾波器阻止電器運(yùn)行中的錯(cuò)誤指令，穩(wěn)定電路電壓，能夠降低故障和失誤的頻率，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，以達(dá)到良好的節(jié)能效果，切實(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能發(fā)展。

3.5 優(yōu)化配電

電氣工程的最終目的就是為用戶提供電力支持，因此在進(jìn)行電力配置設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮最優(yōu)的配電計(jì)劃。首先對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，保證電量供應(yīng)在用電設(shè)施的可負(fù)載容量?jī)?nèi)，制定可行且合理的供電計(jì)劃。其次，要規(guī)范電氣設(shè)備安裝過程中的行為標(biāo)準(zhǔn)和操作步驟，并采用性價(jià)比較高的材料和設(shè)備。最后，要考慮在配電時(shí)各設(shè)備的配置，關(guān)鍵部位要選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的導(dǎo)線，保證整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。

3.6 高效運(yùn)行

電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果，保證整個(gè)系統(tǒng)高效運(yùn)行的目標(biāo)，就要選取節(jié)能效果較好的電氣設(shè)備。在電氣系統(tǒng)自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)中，一些能夠減少電路損耗并將線路電荷均勻化的措施能夠顯著提高節(jié)能效果，還可以保證電路以及系統(tǒng)的安全運(yùn)行，提高系統(tǒng)的工作效率。

【參考文獻(xiàn)】

【1】李永勝.淺析電氣工程自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2016（22）：316-317.

【2】馮家法.電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用探究[J].建材與裝飾，2015（51）：80-81.

【3】文成，李興磊.電氣工程及其自動(dòng)化存在的問題及應(yīng)對(duì)策略淺析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（20）：56-57.endprint