談電氣工程自動(dòng)化信息技術(shù)及節(jié)能設(shè)計(jì)

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摘要：自動(dòng)化信息技術(shù)將在電氣工程發(fā)展中起著重要的促進(jìn)作用，所以對其進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)具有一定現(xiàn)實(shí)意義。本文簡要分析了電氣工程節(jié)能設(shè)計(jì)的原則以及重要性，并通過合理優(yōu)化配電系統(tǒng)性能、融入PLC自動(dòng)控制理念、優(yōu)選自動(dòng)化電能裝置、降低自動(dòng)化設(shè)備損耗等措施，以此促進(jìn)電氣工程的長遠(yuǎn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化信息技術(shù)；節(jié)能設(shè)計(jì)

人與自然和諧共生將成為新時(shí)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電氣工程節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

（1）安全性。針對電氣工程進(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）環(huán)保性。在電氣工程中實(shí)施節(jié)能設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮到環(huán)保因素。雖然從根本上是為了節(jié)省電能，但最終目的是為了對生態(tài)環(huán)境起到保護(hù)作用，所以電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)在環(huán)保基礎(chǔ)上利用減少能耗的方式達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)目的。另外，還要求設(shè)計(jì)者具備較強(qiáng)的環(huán)保意識(shí)，使其在進(jìn)行電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)能從多個(gè)角度包括材質(zhì)、工藝等方面達(dá)成節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，最終促使電氣工程自動(dòng)化技術(shù)獲得良好的節(jié)能性，也能為相關(guān)企業(yè)帶來可觀收益。（3）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。因此，在電氣工程自動(dòng)化信息技術(shù)節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)電氣企業(yè)運(yùn)營實(shí)況科學(xué)采用節(jié)能設(shè)計(jì)手段，確保自動(dòng)化信息技術(shù)發(fā)揮出真正的作用。

2電氣工程自動(dòng)化信息技術(shù)的重要性

電氣工程自動(dòng)化信息技術(shù)具有較為重要的實(shí)用價(jià)值。具體包括以下兩個(gè)部分：其一，提高信息化水平。以往常依靠人力開展電氣工程研究工作，這樣很容易降低工作效率。而今若能充分應(yīng)用自動(dòng)化信息技術(shù)，既能達(dá)到節(jié)約人力資源的目的，又能從根本上提高電力系統(tǒng)維護(hù)效率，尤其是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的推廣可在計(jì)算機(jī)設(shè)備支持下促使整個(gè)電氣工程的發(fā)展獲得較高的技術(shù)水平，進(jìn)而降低工作難度。其二，減少電能損耗。隨著節(jié)能環(huán)保理念的深化，人們更期待獲得節(jié)能型生活，而自動(dòng)化信息技術(shù)的應(yīng)用剛好可以通過減少能耗的方式滿足人們的實(shí)際生活需求，確保在使用電氣產(chǎn)品時(shí)能夠從中享受到節(jié)能服務(wù)，從源頭上杜絕能源浪費(fèi)現(xiàn)象。

3電氣工程自動(dòng)化信息技術(shù)及其節(jié)能設(shè)計(jì)措施

3.1合理優(yōu)化配電系統(tǒng)性能

在電氣工程自動(dòng)化信息技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)合理優(yōu)化配電系統(tǒng)性能，促使自動(dòng)化電氣工程在優(yōu)質(zhì)的配電系統(tǒng)支持下穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而達(dá)到最佳節(jié)能目的，并且還應(yīng)注重配電系統(tǒng)導(dǎo)線橫截面的有效控制，包括增加面積、延長導(dǎo)線長度等，促使電能擁有較高的利用率。同時(shí)，需保證配電系統(tǒng)在實(shí)際供電期間具有至少15s的斷電可允許范圍，適當(dāng)安裝自動(dòng)切換設(shè)備，使其在斷電期間不會(huì)與市電供電系統(tǒng)出現(xiàn)并聯(lián)現(xiàn)象，而且針對400V線路，其電壓降不宜>7%。此外，關(guān)于配電系統(tǒng)的線路半徑應(yīng)做好合理規(guī)劃。比如，在380V配電線路中，其半徑應(yīng)≤500m，其中220V電壓下半徑需不超過1000m。在電氣工程中應(yīng)用自動(dòng)化信息技術(shù)時(shí)理應(yīng)確保它與配電系統(tǒng)具有較強(qiáng)的協(xié)調(diào)性，以免影響電氣工程發(fā)展質(zhì)量。

3.2融入PLC自動(dòng)控制理念

在電氣工程自動(dòng)化信息技術(shù)及其節(jié)能設(shè)計(jì)中，若能融入PLC自動(dòng)控制理念，可促使電氣工程朝著高效節(jié)能方向發(fā)展。其中，PLC技術(shù)是當(dāng)前具有顯著節(jié)能優(yōu)勢的一類自動(dòng)化信息技術(shù)，它是按照人類思維方式加以模仿，在應(yīng)用于電氣工程時(shí)，不但能加強(qiáng)電氣工程信息化建設(shè)，而且還能有效提高工作效率，由此為電氣工程帶來重要的安全保障。具體內(nèi)容如下：（1）遠(yuǎn)程操控與自動(dòng)化故障診斷服務(wù)，通過PLC技術(shù)可為電氣工程中的自動(dòng)化系統(tǒng)提供自動(dòng)化控制。比如，可對隔離開關(guān)、斷路器等設(shè)施實(shí)施科學(xué)的信息處理，并根據(jù)具體分析結(jié)果對相關(guān)設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以免發(fā)生危險(xiǎn)。而故障診斷則是經(jīng)由PLC技術(shù)對相關(guān)設(shè)備以及自動(dòng)化系統(tǒng)中的潛在隱患實(shí)施評估，根據(jù)評估數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)，最終在明確故障點(diǎn)的同時(shí)也能有效增加企業(yè)綜合效益，幫助電氣工程節(jié)約系統(tǒng)維護(hù)與產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間。（2）實(shí)現(xiàn)融合發(fā)展，PLC技術(shù)現(xiàn)已成功與自動(dòng)化信息技術(shù)相互融合，PLC技術(shù)可充當(dāng)自動(dòng)化控制裝置，為電氣工程實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)提供重要助力，進(jìn)而推動(dòng)電氣工程的高效發(fā)展。

3.3優(yōu)選自動(dòng)化電能裝置

（1）變壓器。變壓器在電氣工程中占據(jù)著重要地位，它能起到電能均衡輸送作用，所以在節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇適合的變壓器，防止出現(xiàn)大量的電能損耗。一般在選擇變壓器時(shí)應(yīng)考慮到電氣工程用電負(fù)荷，以75%～90%的額定容量為主確定可承受電力負(fù)荷，若變壓器無法承受所需承載負(fù)荷，應(yīng)上調(diào)變壓器容量，以免出現(xiàn)過載現(xiàn)象引發(fā)較大的能耗問題。同時(shí)，在材質(zhì)上應(yīng)以銅制為首選，相比常規(guī)鐵制變壓器能耗稍小，并依據(jù)電氣工程具體的變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選擇，以此獲得最優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)成果。（2）無功補(bǔ)償裝置。無功功率的產(chǎn)生會(huì)造成電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)容量空間變小等狀況，甚至有可能引起線路質(zhì)變問題，所以應(yīng)適當(dāng)應(yīng)用無功補(bǔ)償裝置，促使系統(tǒng)具備穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)所形成的功率因數(shù)＜0.9時(shí)，將嚴(yán)重增加企業(yè)運(yùn)營負(fù)擔(dān)。因此，無功補(bǔ)償裝置的安裝是幫助企業(yè)節(jié)約成本的重要因素。在確定該裝置規(guī)格時(shí)應(yīng)以容量需求、設(shè)備電壓容量、諧波量為依據(jù)，采用串聯(lián)方式確保裝置具備良好的實(shí)用性。（3）有源濾波器。有源濾波器也是保證電氣工程自動(dòng)化信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的主要設(shè)施。一般在電力工程系統(tǒng)遭受諧波侵害時(shí)，將降低運(yùn)行質(zhì)量，而且還會(huì)增加系統(tǒng)運(yùn)行故障的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。此時(shí)，可以在有源濾波器協(xié)助下消除諧波，由此為電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。（4）電阻器。電阻值的大小會(huì)影響電氣工程能耗值。因此，應(yīng)科學(xué)選擇電阻器，以此運(yùn)用電阻杜絕系統(tǒng)短路問題。一方面，可以從電阻器材質(zhì)、尺寸、橫截面等參數(shù)控制電阻器的阻值。另一方面，還應(yīng)保證電能輸送階段不會(huì)產(chǎn)生較大的電流量。一般電阻器阻值越大，其能耗就會(huì)越大。對此，應(yīng)盡量選擇阻值相當(dāng)?shù)碾娮杵?，并且依靠電氣工程線路布置情況把控好電阻器性能，如大橫截面電阻器或抗高溫電阻器等，便于電氣工程中的相關(guān)設(shè)備具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

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。

4結(jié)語

綜上所述，自動(dòng)化信息技術(shù)作為高新技術(shù)，若能將其應(yīng)用于電氣工程中，并實(shí)施節(jié)能設(shè)計(jì)，將有效促進(jìn)電氣工程的可持續(xù)發(fā)展，確保人們在使用電氣設(shè)備時(shí)能夠節(jié)約一定電能。另外，還可從配電系統(tǒng)性能、PLC自動(dòng)控制理念、自動(dòng)化電能裝置、降低設(shè)備損耗等方面著手，最終為人們打造優(yōu)質(zhì)環(huán)保型生活環(huán)境。

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作者：柴大鵬 單位：山西大學(xué)