電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用探討

閆啟明

【摘?要】科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的快速提升，電氣工程自動(dòng)化在當(dāng)前時(shí)代背景下得到了顯著的發(fā)展，并且推動(dòng)了國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)的快速進(jìn)步，隨之而來產(chǎn)生了污染重和高能耗等問題。生態(tài)環(huán)境本身是我們社會(huì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提，所以在電氣工程自動(dòng)化發(fā)展中，必須要關(guān)注其節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)。本文對(duì)電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】電氣工程;自動(dòng)化;節(jié)能設(shè)計(jì)

引言

人與自然和諧共生將成為新時(shí)代發(fā)展的重要依托。所以，應(yīng)秉承著節(jié)能環(huán)保原則，在電氣工程中充分應(yīng)用自動(dòng)化信息技術(shù)，由此降低不必要的電能損耗，促使電氣工程擁有良好的發(fā)展前景。同時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)變原有工作觀念，不斷滲透自動(dòng)化管理思想，擴(kuò)大自動(dòng)化應(yīng)用范圍。

1電氣工程自動(dòng)化的相關(guān)概念

電氣工程自動(dòng)化發(fā)展水平是衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展程度的主要指標(biāo)，也是科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域高度關(guān)注的一項(xiàng)技術(shù)。電氣工程自動(dòng)化具有很強(qiáng)適用性和兼容性，能夠和其他學(xué)科相互聯(lián)系、相互滲透，在各行各業(yè)都有良好的應(yīng)用，其重要性不言而喻。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣工程內(nèi)容越來越多、結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，逐步向著人性化的方向發(fā)展，為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)?？刂评碚摵碗娏W(wǎng)理論是電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的基礎(chǔ)，電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)則為其主要技術(shù)手段，同時(shí)也包含了系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)以及系統(tǒng)管理與決策等研究領(lǐng)域。

2電氣工程節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

2.1安全性

針對(duì)電氣工程進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)始終以安全性為首要前提。無論是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，還是提高電氣設(shè)備使用效率，都應(yīng)當(dāng)遵循安全性原則，這樣才能促使電氣工程相關(guān)企業(yè)獲得良好的運(yùn)營保障。同時(shí)，設(shè)計(jì)者在電氣工程節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，還應(yīng)注重電氣產(chǎn)品質(zhì)量問題，不可為了過多節(jié)省電能而導(dǎo)致質(zhì)量存在缺陷，這樣很容易埋下安全隱患。與此同時(shí)，節(jié)能設(shè)計(jì)還應(yīng)建立在電氣產(chǎn)品正常生產(chǎn)秩序與統(tǒng)籌規(guī)范之上，以免影響電氣自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障，進(jìn)而最大化彰顯出系統(tǒng)自身的節(jié)能特征。

2.2綜合性

在電氣工程中應(yīng)用自動(dòng)化信息技術(shù)時(shí)，除了需要注重安全性與環(huán)保性外，還應(yīng)意識(shí)到綜合性的特征，其中具體是指相關(guān)企業(yè)的綜合效益。以往為了保護(hù)電氣行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，常采用“材料替換”的方法降低企業(yè)投入成本，這種方法雖然具備經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢，但卻會(huì)影響電氣設(shè)備的使用效果，促使后期出現(xiàn)維護(hù)成本加大等問題。

3節(jié)能設(shè)計(jì)理念在電氣工程自動(dòng)化中應(yīng)用路徑

3.1合理降低電能的傳輸消耗

電能在運(yùn)輸過程中，導(dǎo)線自身體特性，決定了必然存在一定的有用攻功率損耗，此種問題是客觀存在的，難以從根本上得到避免。在所有的電力系統(tǒng)中，電能必須經(jīng)過導(dǎo)線才能順利傳輸，為降低電能損耗，就必須減少導(dǎo)線的電阻。根據(jù)物理學(xué)知識(shí)可知，導(dǎo)線電阻和導(dǎo)線橫截面之間具有負(fù)向相關(guān)的關(guān)系，在節(jié)能設(shè)計(jì)中就可以通過此種關(guān)系來降低電氣工程自動(dòng)化的能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。比如：可以選擇電導(dǎo)率更小的材質(zhì)來制作導(dǎo)線，減少電能在導(dǎo)線上傳輸時(shí)的消耗量，或者增大導(dǎo)線的橫截面積，降低導(dǎo)線電阻，減少電能消耗。也可以適當(dāng)減少導(dǎo)線的長度，在設(shè)計(jì)時(shí)電氣工程盡量布置在一條直線上，避免過多的彎路，以降低導(dǎo)線的總長度。在布置變壓器時(shí)，變壓器要盡量靠近電氣工程的負(fù)荷中心，降低供電系統(tǒng)之間的距離。

3.2選擇有源濾波器

電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)行過程中，難免會(huì)形成諧波，諧波對(duì)電氣工程自動(dòng)化造成的影響和危害都比較大，為消除諧波的影響，就必須應(yīng)用有源濾波器。和無源濾波器相比，有源濾波器具有更加優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能，應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中，可有效過濾諧波，在設(shè)備發(fā)生誤操作之前就及時(shí)阻止，避免引發(fā)更大的安全問題。如果條件允許，可選擇多元有源濾波器，以增大電氣工程自動(dòng)化運(yùn)行是的功率范圍，提升運(yùn)行效率，獲得更大的節(jié)能效果。

3.3無功補(bǔ)償設(shè)備的設(shè)計(jì)

在自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的過程中能夠產(chǎn)生一定量的無功功率，直接影響電能的質(zhì)量。為此，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該重點(diǎn)設(shè)計(jì)無功補(bǔ)償設(shè)備。在提高輸電效率的同時(shí)降低輸電的損耗，需要結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行的具體情況和參數(shù)采取科學(xué)的無償補(bǔ)償形式，為提高電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。最后，電力線纜。電力線纜是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，在進(jìn)行電纜選擇的過程中應(yīng)該結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，從而保證輸電導(dǎo)線的正常運(yùn)行?，F(xiàn)階段，在電力電纜材料選擇的過程中，科學(xué)選擇銅質(zhì)和鋁質(zhì)，銅質(zhì)材料的主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能性好，經(jīng)濟(jì)性高。此外，鋁質(zhì)材料便宜，但是節(jié)能效果比較差，為此，在進(jìn)行電纜選擇的過程中應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行，從多角度進(jìn)行問題的考察。此外，低能耗光源的選擇。如果選擇照明光源的話，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行，盡量選擇低能耗和效果好的照明設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的的同時(shí)保證照明的正常。

3.4降低自動(dòng)化設(shè)備損耗

所謂的節(jié)能設(shè)計(jì)主要是針對(duì)電氣工程中的自動(dòng)化設(shè)備能耗問題進(jìn)行妥善處理，使其降低電能損耗，這樣才能促使電氣工程具有良好的節(jié)能性。其中，針對(duì)導(dǎo)線方面，可以電導(dǎo)率較低的導(dǎo)線類型為首選，以此保證電能獲得較高的利用率。另外，還可從照明設(shè)備上予以降耗處理。通常有關(guān)電氣照明的節(jié)能設(shè)計(jì)至少可幫助企業(yè)節(jié)約35%左右的投入成本。首先，從電光源上可以熒光燈、LED、鈉燈為主，其中質(zhì)量較好的250W鈉燈它所產(chǎn)生的功率損耗僅有20W。其次，明確照明方法，可采用混合照明、局部照明等方式節(jié)約電力，而且還可依靠白墻的反射性增加自然光的利用率。最后，科學(xué)布置照明路線。比如，220V電壓，可以按照單相二線或三相四線進(jìn)行供電設(shè)計(jì)，由此減小電力損耗。

結(jié)束語

針對(duì)當(dāng)前國內(nèi)電氣工程自動(dòng)化的技術(shù)發(fā)展形勢來看，未來必然要提升其能耗水平，并進(jìn)一步推動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)化，以及我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，可持續(xù)發(fā)展道路將成為我們國家社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步的重要方向，電氣工程設(shè)計(jì)要必須通過節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)化，滿足相應(yīng)的節(jié)能要求。只有這樣才能夠降低對(duì)環(huán)境的污染，以及降低對(duì)能源的消耗和依賴，走向可持續(xù)發(fā)展的道路。

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（作者單位：北京遠(yuǎn)達(dá)國際工程管理咨詢有限公司）