探究電氣工程自動化及其節能設計的應用

馬東東

摘要：電氣工程是影響我國經濟發展的重要因素，同時也是高能耗工程之一。基于此，本文首先從概念、發展現狀以及發展趨勢等方面對電氣工程自動化進行了詳細介紹，其次，從安全性、環保性以及可持續性等方面對節能設計原則進行了探討，最后從變壓器、電線、無功補償設備以及電力電纜等方面分析了節能技術的應用，希望可以為我國電氣工程綠色化、自動化等的發展提供一些幫助。

關鍵詞：電氣工程；節能設計；自動化

引言：

社會經濟的可持續發展為電氣工程自動化提出了全新要求，要求其不僅要為社會創造良好的用電環境，同時也要注重節約能源、保護環境。因此，對于電力企業來說，應該在新時期背景下對電氣工程自動化進行重新審視，對不足之處進行有效完善，并加大節能設計力度，增強電氣自動化的節能效果，進而對社會需求進行有效滿足，提高自己的核心競爭力。

1電氣工程自動化

1.1概念

電氣工程自動化屬于一種高新技術產業，主要體現在電子應用技術、網絡控制技術、機電一體化技術以及計算機技術等眾多方面，通過先進技術手段對系統進行操作、監視和控制。其特點在于實現了軟硬件結合、機電結合以及強弱電結合；實現了各種先進技術的有效融合，比如電子技術和電工技術的融合、自動化技術和計算機技術的融合等等，大幅度提高了電氣工程的自動化發展水平。

1.2發展現狀

一方面，系統集成性較低。從結構的角度來分析，電氣控制系統具有規模化以及復雜化等特點，要想全面發揮該系統的作用，就必須實現它的有效集成，但是，目前多數電力企業的控制系統都較為獨立與分散，降低了系統的整體運行效果。

另一方面，系統網絡化建設水平較低。現階段，對于電力企業來說，還沒有實現網絡技術和電氣工程的有效結合。由于電氣設計人員缺少對網絡技術的正確認識，導致他們在對電氣系統進行設計時，并沒有充分利用網絡技術對系統架構進行科學設計，降低了系統的運行效果。另外，對于系統的各個模塊來說，也存在接口匹配問題，對信息交流造成了阻礙，進而為系統運行帶來了一些不利影響。

1.3發展趨勢

第一，智能化發展趨勢。智能技術屬于物聯網技術和人工智能相結合的產物，被廣泛應用在電氣系統當中，促進了電氣工程的智能化發展。現階段，電氣工程的智能化主要體現在控制手段、控制系統以及電氣元器件等方面，進一步提高了電氣工程的自動化水平。隨著智能技術的不斷發展，其在電氣自動化中的作用以及地位等也會更加明顯，在未來，可以將智能技術和電氣系統設計、電氣系統制造以及電氣系統運行等進行充分融合，進而實現電氣自動化的快速發展。

第二，網絡化發展趨勢。將電氣自動化和網絡技術進行有效結合，能夠對電氣系統的運行效果進行有效保障，有利于促進我國的經濟建設。對于電氣自動化系統來說，可以利用網絡技術進行信息交互，對決策、設計以及制造等進行一體化管理，同時也可以利用網絡技術對系統中的子系統以及各個元件等進行有效管理與監控。另外，也可以利用網絡技術對電氣控制系統進行建立，對電氣數據進行采集、對工藝流程進行控制，并對監控操作站和數據通信系統進行聯網，進而對整個電氣工程進行有效控制，增加電力企業的綜合效益。

第三，綠色化發展趨勢。在綠色、環保、節能等理念的影響下，電氣工程也在朝著綠色化的方向發展，通過節能技術的充分運用來降低能源損耗。在未來，電氣工程可以將制造技術和綠色化生產進行有效結合，加大對綠色材料、綠色工藝以及綠色技術等的研發力度，進而實現綠色、節能的目的[1]。

2節能設計原則

首先，需要遵循安全性原則。對于節能設計人員來說，需要具備安全觀念和整體觀念，不能只注重節能效果，而忽略了安全因素的存在，應該在確保安全性的基礎上，實現電氣自動化的節能設計。

其次，需要遵循環保性原則。設計人員在進行節能設計時，需要對節能環保進行充分考慮，對環保材料進行充分運用，對綠色工藝進行積極引進，對資源以及能源等進行有效節約，進而實現社會、經濟以及環境等的協調發展。

最后，需要遵循可持續性原則。設計人員在節能設計過程中，不僅需要和節能減排標準相符合，同時也需要對人們心理需求進行有效滿足，做好能源節約規劃，對能源消耗量以及污染物排放量等進行有效控制，進而實現電氣工程的可持續發展[2]。

3節能技術的應用

3.1變壓器的節能設計

在電氣自動化當中，變壓器是主要的能耗來源，是由絕緣材料、硅鋼片以及銅片等組成的，所以要想對變壓器進行節能設計，就必須對其的構成要素進行合理選擇。其中，在對絕緣材料進行選擇時，可以優先選擇銅質材料；在對硅鋼片進行選擇時，應該對它的薄度進行有效控制，在滿足設備運行要求的前提下，盡可能實現硅鋼片薄度的最小化。在對變壓器的容量以及數量等進行配置時，需要對尺度進行有效把握，根據實際情況對容量進行科學確定，在數量方面，需要避免多臺使用，一旦需要多臺使用，那么可以利用并聯的方式，這樣不僅可以提高其運行效率，減少能量損失，同時也可以對安全性進行有效保障。另外，在對節能變壓器進行使用時，需要對接線方式進行合理選擇，對長時間運行以及超負荷運行等問題盡量避免，進而全面發揮它的節能效果。

3.2電線的節能設計

電能主要是利用電線傳輸的，由于電線本身存在電阻，因此會對電能進行損耗，要想解決這一問題，就需要對電線進行節能設計，在減小電阻的基礎上，降低電能損耗。首先，需要合理選擇傳輸線路，盡量保持直行排線，對線路長度進行有效縮短。其次，需要對電纜進行合理選擇，對它的傳輸能力進行有效保障，進而提高電流的傳送能力，降低傳送損耗。再次，需要對變壓器進行合理擺放，盡可能將其放在負荷集中區域的附近，在縮短路程的基礎上減小電阻。最后，需要合理選擇電線的橫截面，通常橫截面越大，那么其電阻就越小，電能損耗也就越低。

3.3無功補償設備的節能設計

在電氣系統進行運行時，無功補償設備會產生一些無功功率，不僅會降低電能質量，同時也會加劇輸電消耗。因此要想增強電氣自動化的節能效果，也需要對無功補償設備進行合理設計。在這個過程中，可以根據電網運行情況、運行參數以及補償效果等，對無功補償方式進行科學選擇，進而提高輸電效率、降低輸電損耗。

3.4電力電纜的節能設計

在對電力電纜進行節能設計時，需要根據電氣系統具體情況，對電力電纜進行合理選擇，確保輸電導線可以穩定運行。現階段，市場上的電力電纜多數都是一些銅質材料或者是鋁質材料，其中銅材料比較貴，但是它的經濟性高、節能效果好；而鋁材料則比較便宜，但是它的節能效果較低。因此在對電力電纜進行選擇時，應該視情況而定，如果想要確保電氣工程的安全性以及節能性，那么可以優先選擇銅質電纜[3]。

結論：

總而言之，要想實現社會以及電力企業等的可持續發展，就必須做好電氣自動化的節能設計工作。對于設計人員來說，應該在明確電氣工程自動化概念、發展現狀以及發展趨勢等的基礎上，結合安全性、環保性以及可持續性等原則，對變壓器、電線、無功補償設備以及電力電纜等進行合理設計，將智能技術、網絡技術、綠色技術等進行有效結合，進而提高電氣自動化的發展水平。

參考文獻：

[1]王偉. 探究電氣工程自動化及其節能設計的應用[J]. 工程技術：全文版，2016（11）：00256-00256.

[2]孔德騰. 電氣工程自動化系統中節能設計技術的應用研究[J]. 城市建設理論研究：電子版，2014（20）.

[3]王立軍. 電氣工程自動化系統中節能設計技術的應用分析[J]. 中國科技博覽，2014（22）：277-277.