電氣工程自動化及其節能設計探究

劉正冉

[摘? ? 要]隨著經濟的發展，人們生活水平不斷提高。建筑設計不僅要滿足住戶需求，而且趨向于智能化。“綠色化”、“環保化”等理念也逐漸深入建筑工程。因此，建筑工程在符合質量要求、滿足用戶需求的前提下，需要進一步優化設計方案。電氣工程自動化作為建筑工程的重要組成部分，電力消耗效果將直接影響建筑物整體的能源消耗效果。如何優化設計方案， 實現電氣工程自動化的節能減排成為主流趨勢。文章對如何在電氣工程自動化中做好節能設計工作、降低電氣工程自動化運行過程中的能耗展開了研究，以供參考。

[關鍵詞]電氣自動化工程;節能設計;節能技術

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–00–02

Electrical Engineering Automation and Energy Saving Design

Liu Zheng-ran

[Abstract]With the development of economy， people's living standard is improving. Architectural design should not only meet the needs of residents， but also tend to be intelligent. The concept of "green" and "environmental protection" has gradually penetrated into the construction engineering. Therefore， under the premise of meeting the quality requirements and the needs of users， the construction project needs to further optimize the design scheme. Electrical engineering automation as an important part of construction engineering， power consumption effect will directly affect the overall energy consumption effect of buildings. How to optimize the design scheme and realize the energy saving and emission reduction of electrical engineering automation has become the mainstream trend. Based on this， this paper studies how to do a good job of energy saving design in electrical automation engineering and reduce the energy consumption in the process of electrical engineering automation operation， for reference.

[Keywords]electrical automation engineering; Energy saving design; Energy saving technology

1 電氣工程自動化的主要組成

電氣工程自動化主要由兩個部分組成，分別是硬件系統和軟件系統。一般來說，設計的開端都是硬件系統，在對硬件系統進行設計時，有一定需要遵守的原則，提升工業設施的自動化設計是硬件設計的前提條件。因此，在進行設計過程中，需要對設備的實際使用需求進行深入了解，然后，選擇相匹配的計算機，選擇比較安全并且穩定的操作系統，保證系統能夠實現正常穩定運行。之后的具體設計過程中，需要充分結合實際情況對輔助設施以及元器件進行相應合理的選擇，進而保證設備的穩定運行。硬件設計結束后，就需要對各個相關線路進行連接，連接的要求依然是保證系統能夠正常使用。整體設計結束后，需要對功能進行相應的測試，就是在機器發出具體的指令后，能夠使信息實現更好的傳遞以及接收，這樣能夠保證電氣工程設施的正常穩定運行。對電氣工程自動化設施進行相關軟件設計時，需要充分結合實際的工作需求，更好地實現系統以及設施的自動化使用。

2 電氣工程及其自動化的發展現狀

隨著現代科技的不斷發展，電氣工程自動化的進程越來越快，也使得電氣工程自動化的價值越來越高。現代電氣工程可以采用一種國際化的匯編程序，來使其實現自動化，這種匯編程序在操作上非常便捷，對于電氣工程項目的效率提升卻是非常顯著的。而且，還能夠基于現代科技建立集成控制系統，從而使系統所有功能的效率都得到提升，這對于我國整個電氣工程產業都有非常大的推動作用。在電氣工程及其自動化的發展進程中，相關人員務必要不斷加強學習，創新設計理念，開拓進取，從而更好地應對技術的不斷升級換代。就我國電氣工程及其自動化的發展現狀來看，對于介質訪問方面的研究是當前研究的核心課題之一，未來的重要方向則是對現場總線控制系統的研究。如果實現了現場總線控制系統，則能夠使網絡數據傳輸速度得到巨大的提升，從而有效降低企業運轉成本，推動電氣工程行業的進步。近年來，在互聯網技術高速發展的背景下，電氣工程內部結構也受到較大的沖擊，內部結構不斷優化調整，這也成為電氣工程的發展動力之一，對于電氣工程產業的未來發展有非常積極的意義。

3 電氣工程自動化節能技術的應用優勢

電氣工程自動化節能技術最顯著的作用在于降低經濟成本。當今無論是大眾生活還是企業生產，對電力的依賴都越來越高，電力已成為重要的生活、生產能源。而目前我國仍以火力發電為主，需要消耗大量的不可再生能源，從而產生大量碳排放。應用電氣工程自動化節能技術則可以減少大眾的生活成本，降低大量制造業、商業企業的生產成本，降低電網運行中的損耗，并且可以減少不可再生資源的消耗，最終產生“多方共贏”的結果，從而降低全社會整體經濟成本。隨著生活水平的提高， “環保低碳”的理念越來越受到人們的重視，越來越多與節能減排相關的政策也在引導著行業與社會發生改變。在此背景下，各類工商企業為了適應政策與市場的要求，也必將越來越重視各類節能技術的應用，電氣工程自動化節能技術符合當下的社會發展理念和產業需求，具有非常廣闊的發展前景。

4 電氣工程自動化節能設計原則

電氣工程自動化節能設計的本質是節約能源，降低能耗，減少經濟成本。因此，電氣工程自動化的節能設計要遵循實用性、科學節能性、低碳經濟性原則。無論設計人員如何進行節能設計，①要遵循實用性原則。電氣工程自動化必須能夠穩定運行，不會影響各用電設備的運轉情況，更不會影響用戶的生活以及安全。②設計人員還需要考慮如何科學節能。電氣工程自動化節能，其本質即提高能源利用率，因此，任何節能技術、創新技術必須符合科學性原則。此外，設計人員需要全面了解整個建筑工程的概況，只有這樣才能科學地、合理地推算預測整個工程所產生的電力能耗和環保利用效果，設計出合理科學的圖紙，減少施工所產生的能耗。③設計人員還需要考慮低碳經濟性原則。任何一個建筑工程在保證工程質量的前提下，都會考慮降低經濟成本，如施工成本等。而降低經濟成本本身就體現了“節能”原則。電氣工程自動化需要在此基礎上進一步降低能源成本和經濟成本。設計人員在進行圖紙設計，選用電氣設備、節能設備時，需要從一個建筑物的整體、未來長期運行的角度進行考慮。只有這樣設計的圖紙才能規范化、合理化、高效化，才能有效地控制經濟成本，降低能耗。

5 電氣工程自動化節能設計的具體工作要點

5.1 輸配電系統節能設計

輸配電系統對整個建筑工程的穩定運行起著重要作用。因此，設計人員需要對整個輸配電系統進行預估，保證輸配電系統輸送的電力能夠覆蓋整個建筑物。此外，設計人員還需要考慮輸配電系統的節能。

（1）提高輸電效率。線路的損耗是輸配電系統損耗的主要部分，降低線路的損耗能夠有效降低整個輸配電系統的能耗。因此，設計人員需要更好地完善設計方案，計算輸電線路距離。在保證電力系統能夠覆蓋整個建筑物的前提下，盡量縮短線路的長度，降低輸電線路的能耗。此外，可以通過降低輸電線路的電流，如采用高壓或超高壓的輸電方式等，進一步降低能耗。

（2）節能設備的安裝。變壓器作為電氣工程自動化的主要元件，變壓器的質量和效率能夠直接影響整個建筑物電力系統的效率。變壓器首先需要保證整個建筑物的需求，其次考慮節能、環保、低損耗。選擇變壓器時要考慮變壓器的容量，容量過低容易損壞甚至燒壞變壓器;而高容量的變壓器雖然能夠滿足建筑物的需求，但是會造成資源浪費。因此，如何選擇適宜的變壓器是減少變壓器能耗的關鍵步驟。目前，常用的選擇變壓器依據是變壓器的經濟負荷率，而當負荷率能夠維持在70%左右時是比較適合的變壓器。

（3）補償技術。設計人員在進行電力系統設計時，不僅要考慮所設計的電力系統能夠覆蓋整個建筑物，而且需要考慮電力系統的補償。由于電力系統中大部分設備屬于感性特性的負載，而這種特性將直接造成這些電力設備功率因數下降，進而增大電能和能耗。此外，其他因素也會導致電力系統正常運行時產生能耗。因此，需要補償設備或技術手段進行電力系統的補償。補償設備或技術手段使得電力系統能夠更加穩定，進一步保證用戶的生活質量和安全性能。設計人員需要加深對電力設備參數的了解，能夠合理地分析數據，如電壓、電容量等，只有這樣才能較好地完善設計方案。

5.2 照明節能改造

（1）節能燈具的選擇。設計人員在設計照明系統或選擇節能燈具時，首先要保證室內的光照，而照明設備是用于補償室內光照的。因此，設計人員首先要考慮并計算建筑物室內的自然光照，根據計算結果進行節能燈具的選擇。節能燈具應具有環保、節能、經濟等特性，因此通常選擇年限長、效率高、能耗低的燈具，這樣能夠有效降低照明設備成本以及建筑整體的能源消耗。設計人員可以根據地面反射系數推算出燈具的運用系數，進而選擇節能燈具。

（2）節能燈具的安裝。節能燈具能夠有效降低電氣工程的能源消耗，但是如果節能燈具無法進行合理的布置，將會增加建筑物的能耗。因此，合適地布置節能燈具將進一步節約能耗。不同的建筑物甚至建筑物內不同區域，燈具的布置方法不同。例如，當建筑物為大型商場時，需要集中供電，持久照明。此時，需要較為集中的布置燈具;而在客流量較低或者無需長時間照明的地域，可以布置少量燈具或者重新選擇適合的燈具。

5.3 完善空調系統

（1）變頻節能技術的運用。目前，在多個領域均可運用變頻節能技術，在空調節能設計方案中，變頻節能技術得到了大范圍推廣。現階段空調的設計仍存在許多問題，導致了空調在運行過程中難以滿負荷運行，空調運行效率不高。在變頻節能技術的應用下，空調可進行滿負荷運行。①計劃空調使用變頻節能技術可降低能源消耗，根據不同的需求靈活轉換不同的運行模式，節約運行成本，最大化利用能源。②通過變頻技術的應用，可完善和優化系統，以滿足實際應用中的需求。

（2）蓄冷技術的運用。不同的區域、不同的環境下對電負荷峰谷運用情況存在差異。在用電高峰階段，電負荷壓力增大，會出現供電不足的情況。在用電低峰階段，由于電負荷壓力降低，出現供電過剩的情況。通過蓄冷技術的運用，在電力過剩時將水冷凍并進行低溫儲存，在電力高峰時合理釋放低溫儲存的能量，以達到互補，既節約了空調運行成本，又緩解了用電高峰的壓力。

5.4 提高相關工作人員的節能環保意識

為了開展產品電氣工程自動化的節能設計：①應做好意識建設，提高企業、開發商、制造商和工作人員的環保意識是意識建設的關鍵部分。②應對一線工作人員進行技術培訓，企業應對技術人員進行規范化生產指導，保證引入新技術后，工作人員可接受新技術的工作方式。定期舉辦技術交流會，提高工作人員的實際技術操作能力，幫助電氣工程自動化工作人員掌握新型技術，并在實際工作中使用新型技術。提高工作人員的實際操作能力，可提升生產的質量、效益，對技術的發展具有重要作用。

6 結語

總的來講，電氣工程自動化的發展應兼顧社會經濟效益和生態效益的雙重要求，在現代化發展理念的引導下，節能設計顯得至關重要。節能設計應遵循安全性、科學性、技術先進性等多重原則，根據電氣設備的特點選擇行之有效的設計方案，提高電氣工程自動化的節能水平，以創造更顯著的應用成效。

參考文獻

[1] 陳清山.關于電氣工程自動化信息技術及其節能設計探討[J].科技風，2020（2）：94.