電氣工程自動化與節能設計應用研究

車純彥

【摘 要】隨著市場經濟的推進和發展，電氣工程自動化技術成為了新的市場應用熱門。隨著大眾生活質量的提高，無論是生活還是生產，人們對電量的需求越來越大，因此如何實現電氣工程的自動化，并且在電氣工程廣泛應用和推廣的大環境下達到節能減排的目標，就成了相關企業的重點課題。無論是電氣工程自動化還是節能設計都勢在必行，由此論文對電器工程自動化與節能設計的應用情況做了研究。

【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.

【關鍵詞】電器工程；自動化；節能設計；應用研究

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

【中圖分類號】TM76 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）11-0166-02

1 引言

隨著市場經濟的迅猛發展，高新技術和節能環保之間的矛盾日益突出。大量的資源作為高新技術的實驗基礎和材料被開發使用，而與之不匹配的材料處理系統則出現了嚴重的浪費現象，又反過來阻礙著經濟發展。因此電器工程自動化進程中的節能問題日益突出，相關的技術研究人員相繼對節能設計進行了深入研究和探索。

2 電氣工程自動化與節能設計的概述

2.1 電氣工程

電氣工程是科技領域中的核心內容，簡稱EE，在各行各業以及尋常人們的生活中都有著廣泛的應用。作為各大高校的重點專業之一，它與計算機信息和電子信息技術密不可分。隨著科學技術的不斷發展和更新，電氣工程被賦予了更新的內涵和內容，從而不局限于以往生產電子產品和電子系統的定義，擁有了更廣闊的發展空間。

2.2 電子工程自動化

電氣自動化是目前的熱門電氣工程技術，實際上，無論在工程技術還是電子技術上，自動化技術都擁有著相當可觀的前景，這與當前社會的發展和科技的進步是分不開的。隨著經濟的發展，對高新技術的要求也日益增加，就當前的市場現狀而言，各種技術與設備的自動化成了主流。而電氣工程自動化技術，對企業的生產和制造來說至關重要，其意義不僅僅在于節約勞動成本，提高工作效率，還在于降低勞動消耗，推動經濟發展[1]。

從內容而言，電氣工程自動化涉及眾多領域的內容，包括電力學、計算機技術和信息技術等，因而具備相當高的應用價值。伴隨著科技的不斷進步，電氣系統的復雜程度也在提高，除了簡單的提供電力，還加入了更豐富的內容。如今的電氣工程自動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，還減少了鋪設電纜的成本。

除了“自動化”，如今的電子信息技術也正朝著“智能化”的方向發展，現如今的許多電氣設備能夠實現智能在線監測，利用計算機技術，進行相關數據的采集。由終端反饋信息，方便對設備進行控制，同時還能實現全程的監控。這樣，整個電氣工程自動化系統就能夠穩定并可靠地運行下去。

2.3 節能設計

在經濟發展的過程中，節能環保是眾多企業無法避免的問題，在將來的經濟市場中，節能產業由于其較低的成本和損耗，必然會占據市場的主流。因此電氣工程在實現自動化的同時，也要將節能的概念加入其中。從設計環節開始，做好節能設計工作，完善和優化電氣設備的設計和安裝方案，才能真正做到節能環保。

3 電氣工程自動化與節能設計的應用

3.1 無功補償

在電氣工程中，除了設備的壽命與使用，線路的損耗也相當明顯，而設備本身的壽命也受到線路損耗的影響。設備的線路損耗會影響系統正常的供電，還會導致電壓不穩，從而影響設備甚至整個系統的功率。而功率降低，企業運行的成本也就越高，相對的經濟收益會降低。常見的配電系統，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構單元組成。在供電過程里，為不同的用電客戶供電時產生的能量耗費中，無功功率占據的比例最大，耗費的能量最多。

針對這一問題，相應的無功補償就顯得十分必要。如果不加以控制，會導致整個電路的電壓迅速降低，使得電能輸送的質量有所降低。而企業可以通過相關的補償設備對無功功率進行補償，以保證供電質量，提供穩定的電壓，從而在減少企業運行成本的同時，節約了電能，提高了企業的經濟效益[2]。endprint

而企業在進行電氣自動化系統中無功功率的補償時，也要科學規范，保證后續投切開關和傳統補償電容內部循環投切比例合理，以免補償效果達不到預期。具體有以下三點要求：①通過計算電器的自然功率和電容量來確定電容的固定容量。同時要注意在電路中接入相應的電抗器以消除在無功補償措施中產生的諧波。②選用無功功率為標準，確認投切參數，以遏制過度補償、無功倒送以及投切震蕩等問題。目前，應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度的同時進行平衡調試。③按照一定的比例來分配舊的補償電容，以便計算得出合理的結果。

3.2 變壓器

變壓器在電氣工程自動化與節能設計中起到重要的作用，變壓器的性能優劣對整個電氣工程的影響很大。

就目前市場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、負載損耗問題都比較嚴重，從而導致了大量的電能浪費。因此電氣工程中的變壓器要同時做到節能和穩定。節能可以有效減少功率消耗，而穩定性則可以使電流、電壓以及整個電路達成穩態平衡。后者同樣可以采用安裝補償設備的方法，以穩定電路負載，減少對變壓器的損耗。

在實際進行變壓器的應用設計和選擇時，要將變壓器本身對能源的消耗降到最少，并選擇單相自動化補償設備，以便在電氣工程的自動化過程中協助調控電流以消除變壓器負載失衡的隱患。

3.3 優化導線

作為整個電路的連接載體和電力通道，導線的質量至關重要。導線的電阻雖小，但是在整個電路中，導線的長度累積起來成了一個非常龐大的基數，任何微小的數據都會被放大。因此導線的電阻會額外損耗相當一部分的電能。為了減少這一部分的損耗，在進行設計時，需要考慮到導線的電阻問題，從而采用阻值較低、橫截面大的導線材料。

此外，優化電路設計，盡可能地縮短線路長度，減少所采用的導線數量，也是非常重要的措施。在實際布置電路時，要盡量規避彎路和回頭路的走線行為，這種操作會在小范圍內消耗不必要的導線，相應的區域不美觀也不整潔，容易引發事故，事后也不容易排除故障。除此之外，在設置變壓器的位置時，也要盡量使變壓器距離負載中心近一些，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，就是消除諧波對電路造成的影響。在整個電氣工程系統中，各種各樣的設備產生的諧波會明顯影響電路中電壓的穩定性。因此參考節能的理念進行設計，運用濾波器阻止電器運行中的錯誤指令，穩定電路電壓，能夠降低故障和失誤的頻率，提高系統的運行效率，以達到良好的節能效果，切實實現節能發展。

3.5 優化配電

電氣工程的最終目的就是為用戶提供電力支持，因此在進行電力配置設計時就要考慮最優的配電計劃。首先對配電系統進行優化，保證電量供應在用電設施的可負載容量內，制定可行且合理的供電計劃。其次，要規范電氣設備安裝過程中的行為標準和操作步驟，并采用性價比較高的材料和設備。最后，要考慮在配電時各設備的配置，關鍵部位要選用質量優良的導線，保證整個系統的動態穩定。

3.6 高效運行

電氣工程自動化系統要實現良好的節能效果，保證整個系統高效運行的目標，就要選取節能效果較好的電氣設備。在電氣系統自動化的節能設計中，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能效果，還可以保證電路以及系統的安全運行，提高系統的工作效率。

【參考文獻】

【1】李永勝.淺析電氣工程自動化的節能設計技術[J].現代經濟信息，2016（22）：316-317.

【2】馮家法.電氣工程自動化及其節能設計的應用探究[J].建材與裝飾，2015（51）：80-81.

【3】文成，李興磊.電氣工程及其自動化存在的問題及應對策略淺析[J].中國新技術新產品，2014（20）：56-57.endprint