簡析電氣工程設計與低壓電器的機電一體化

冷冰

摘要：隨著科技的發展，機電一體化技術也在不斷取得突破。機電一體化技術應用到電氣工程當中，可極大提高電力配送的效率和質量，為保障供電可靠性和安全性發揮重要作用。文章論述了機電一體化技術在電氣工程中的作用，探討了電氣工程設計與低壓電器的機電一體化未來發展趨勢。

關鍵詞：電氣工程設計; 低壓電器; 機電一體化

1 機電一體化技術在電氣工程中的作用

1.1 保障自動化系統安全穩定運行

機電一體化技術被廣泛應用到電氣工程當中，提高了電氣工程的安全性和可靠性，同時也提高了供電效率和質量。將機電一體化技術應用到電力系統當中，可以提高電力系統的監控水平，進而提高電力系統運轉的效率和質量;可以將各種先進的技術有機結合起來，這樣能夠對于電力系統中儀器和回路的相關參數進行可靠性監測，有效分析系統中可能存在的故障，及時有針對性制定相關解決方案，更好地保障電力系統安全穩定運行。

1.2 提高電力制造企業的效益

隨著智能化技術發展，低壓電器設備的智能化水平越來越高，而且安全性和穩定性得到了很大的提高。這些設備能夠長時間工作在高壓環境情況下，能長時間抵抗電壓和電流波動，使得電力系統穩定運行。隨著機電一體化技術發展，電力系統管理變得更加智能化。將信息技術應用到電力系統當中，可以提高電力系統當中的管理水平和管理效率。智能化管理系統的應用，可提高電力系統穩定性和無人化的管理水平，并提高電力系統在運行、維護和管理的效率。此外，電力系統很多工作都具有一定的危險性，將機電一體化技術應用到電力系統中，保障了電力人員的安全。

1.3 有效監控系統的運行狀態

傳統的電力系統運行狀態需要人為監控，通過人對于相關儀器和參數的判斷來觀察系統是否存在問題，這種方法對于電力人員的工作經驗要求很高。機電一體化能夠通過傳感器技術、智能控制技術以及可視化技術來對于電力系統生產過程中各個環節實行可靠的監控，將電力系統中各種電力信號通過信息傳遞技術上傳到終端進行可視化顯示，在終端通過對于各種參數指標就能夠觀察出系統運行的狀態。另外，可視化技術發展對于電力系統管理發揮著很大的作用，如工作人員通過上位機就能夠有效觀測到各個環節的運行狀態，從而制定更加行之有效的管理方案和調度方案，更好的保障電力系統安全穩定運行，更好的提高企業經濟效益。

2電氣工程及其自動化存在的問題

2.1自動化程度不夠高

從電網調度來看，相比發達國家，我國的電網調節的自動化程度還不夠高。目前我國現有技術不能將電網的各環節聯系在一起加以控制，只能實現對單個系統或設備的控制。因此需要人員來做協調控制，可能會造成人為誤差，使得需要調節的時候沒能做出正確的抉擇而導致能源的浪費。此外，電力儀表的作用也不容忽視。電力儀表是可以監測、分析電能質量和電力故障的重要儀器。如果想要進一步實現節能，則離不開對電網中各代表性節點的監測，而現有的電力儀表多用來監測、判斷電力故障并給出相應的措施，所以需要進一步發展電力儀表，以監測更多的數據來實現節能。

2.2部分線路傳輸損耗較高

在電網的實際運行中存在著各種各樣的損耗，例如傳輸過程中的變壓器損耗，電力電纜損耗、無功損耗等。由于這些損耗是由電流通過導體，使導體發熱而產生的，因此此類損耗無法避免，但可以通過采取一定的手段使得在保證電網安全、穩定運行的前提下，將損耗降到最低，讓電能盡可能少的轉化成其他能量，從而達到節能。

3電氣工程及其自動化節能設計方向

3.1提升AVC系統性能

在電網中，AVC系統指的是電網的自動電壓無功控制，其能夠保證電能質量、輸電效率，降低網絡損耗，使供電系統穩定、經濟地運行。因此，如果對該系統稍加改動，即可提升電網的節能運行性能。而目前我國的AVC系統缺乏全局運行的監視、系統數據太多人工處理麻煩，使得工作效率低等問題。所以要想發展AVC系統則需要改進系統的界面，使得數據更加直觀;提升AVC系統的分析功能，使其達到人工智能的水平，能在不斷的分析結果中不斷學習，從而達到精確的自我分析來幫助工作人員判斷。

3.2更換線路傳輸

上文中已提到，線路中的傳輸損耗主要由導體發熱產生。而導體發熱的主要原因是由于電阻阻值偏大，導致流過的電能被轉化為了熱能，因此只要合理降低傳輸線路上導體的電阻即可降低損耗。降低導體的電阻，一般可以采用適當增大導體截面積的方法。目前在我國的配電網中，部分線路還存在著導體截面小、線路老化、線損率較大的情況。此外，配電網中的變壓器也存在基本參數偏大的情況。所以，應更換老化的設備與高能耗的線路和變壓器，還要加強建設出更加合理的電網結構。

3.3使新能源并網變得可靠

要想讓家家戶戶安全地使用新能源，就必須先解決新能源并網的問題。要想實現并網運行，就必須滿足四個基本條件：發電機與系統的頻率、相序、相位、電壓均相同。這些條件現可以滿足，但這仍然不夠。由于新能源受天氣影響，發電的質量會受到影響，比如當陽光照射強度發生變化時，發電過程中就會改變輸出功率、產生一定的諧波。由于這種不確定因素均與天氣相關，所以只要將天氣中的某些可測得的、有效的數字參數與發電出力聯系在一起，得到新能源發電規律的曲線，并反饋給電網調度員，即可實現新能源并網運行。

4電氣工程設計與低壓電器的機電一體化未來發展趨勢

近年來，電氣設備的智能化水平逐漸提高。未來電氣設備逐漸朝著智能化和信息化方向發展，智能化水平提高可以大大提高電氣的安全性和可靠性。電氣設備對于異常信號監測強度更加靈敏，能及時發現電氣系統中潛在的安全隱患。智能化的技術在電力系統中通過將傳感器技術和通信技術有機融合起來，在系統物理層就能夠對于數據進行相應的整合和處理，得出的相關結論再通過通信技術向終端進行傳遞，這樣就大大降低了數據的復雜度，避免了大量數據傳遞所需要的時間，提高了系統運行的效率。電力系統在未來發展過程中還需要重點考慮調度方案的可行性和經濟性，針對不同地區不同用戶的用電需求，需要制定最佳的調度方案。方案在滿足用戶需求的基礎上需要最大程度提高方案的經濟性。另外，在產品設計環節，傳統電氣系統運轉過程中對于人的依賴性很強，需要工程師根據客戶的需求結合自己的經驗來設置產品，這樣就存在開發周期長、效率低下的問題，但是隨著EDA設計工具的不斷發展，工程師在設計產品過程中能夠通過軟件實時對于產品進行仿真，這樣就不需通過電力系統運轉實物來驗證產品的各項指標，大大加快了產品開發的周期，不僅提高了產品開發效率，而且提高了企業的經濟效益。

電力系統在發展過程中還需要重點考慮綠色性和經濟性指標。電力系統在運行過程中還會產生污染，如何減少對于環境的破壞也是電力系統未來需要考慮的重要問題。一方面需要電力企業不斷將更加先進的控制技術、調度技術以及智能系統應用到電力系統運行當中去，同時還需要加強材料和新能源技術研究，保障電力系統運行更加綠色和環保。另一方面，為了更好促進電力系統綠色發展，還需要加強管理，通過管理來有效調度系統的有效資源，在滿足用戶需求基礎上，最大程度減少資源的消耗，從而提高企業的經濟效益。

5 結語

綜上所述，機電一體化技術的應用對于電力系統發展至關重要。在促進電氣工程與電壓電器機電一體化技術發展過程中還需要掌握一定的原則和方法，只有這樣才能更好促進電力企業的發展。

參考文獻

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