電氣工程自動化及其節能技術的應用研究

許廣路

（河北卓越電氣有限責任公司，河北 邯鄲 056000）

社會資源的有限性要求人們必須提高節能意識，節能也是當前社會發展的重要指導理念。電氣工程不能局限于當前的技術水平，應當融合更多的先進技術、發揮更大的價值，如節能設計可以在減少資源消耗的同時保障電氣工程的平穩運行。

1 電氣工程自動化的現狀與發展趨勢

電氣工程專業是我國現代科技發展中的重要基礎學科之一，研究領域內容主要包括了煤氣電力電子應用、信息網絡通訊和關鍵電子元器件等，其與各學科相互交叉結合，知識相互交叉滲透，可以廣泛地應用于我國工業的各個領域中，其工業發展技術水平會直接影響一個國家的經濟科技進步。

1.1 存在的不足

隨著工業現代化和工業專用電子技術的不斷進步發展，工業專用電子傳動設備與工業電氣傳動裝置的實際生產應用規模越來越大，對電氣系統實際設計應用提出了更高的工業技術標準要求，作為過程傳動控制以及傳動系統的電氣系統的設計與應用也越來越豐富，并逐漸發展形成了設計規模化與應用功能化的多元化體系，使電氣系統的實際設計工作效率大幅提高，滿足了復雜的過程傳動控制電氣系統的實際應用技術需求。目前，電氣工程應用軟件技術發展正處在飛速進步的關鍵技術階段，在電氣行業快速發展中仍然還普遍存在一些技術不足，主要問題具體表現在以下幾個方面。

1.1.1 系統網絡化不完善

隨著現代計算機信息技術和現代網絡通信技術的不斷發展，對電氣系統的各種功能設計提出了更高的技術挑戰，同時也極大地促進了我國電氣系統自動化的快速發展。電氣工程與智能網絡通信技術的完美結合，有助于構建和設計層次清晰、任務明確的智能電氣控制管理系統，大大提高了電氣系統的操作方便性和電氣控制的高穩定性。但是，目前在我國電氣工程行業內，電氣工程與現代網絡通信技術的緊密結合程度還不高，還未能相連成一個有機得力的整體。

1.1.2 系統規范性不高

目前，不同的制造行業在開發設計各自的工業電氣控制管理系統時，基本上還是需要依靠同行業內的高級技術人員共同進行設計開發。不同的生產企業對應用電氣系統自動化管理技術的的標準要求和規范使用不一致，技術人員的專業理論知識水平、技術專業性和在技術上的知識也不一樣，這就容易導致不同行業自主開發的電氣系統管理平臺沒有統一的技術規范。在產品開發應用過程中充分體現了工程設計工作人員的技術主觀性和工程設計者的習慣，導致電氣系統的實際工程設計、實施、運行和日常維護過程中的技術成本大大增加，降低了社會經濟效益。因此，對于是否用統一的行業規范進行設計也仍然是我們需要特別關注的問題之一。

1.2 發展趨勢

現代工業經濟發展促進了我國電氣工程技術自動化的快速發展，電氣工程技術自動化專業技術水平的不斷提高又直接促進了我國經濟的快速發展，兩者相輔相成，共同提高。對于我國電氣工業自動化而言，未來的發展趨勢主要有以下幾個方面。

1.2.1 電氣工程自動化的智能化

隨著現代人工智能和現代物聯網信息技術的不斷發展，智能電氣技術已經在各種電氣控制技術系統中得到了廣泛的研究應用，極大程度地推動了現代電氣工程學的發展。智能化主要廣泛應用在實現智能化的各種電氣工程元器件、控制管理系統和電氣控制技術手段等方面，使我國電氣工程行業自動化的專業技術水平得到了極大的提高。隨著現代電氣工程的不斷發展，智能電氣技術在現代電氣工程自動化的應用地位也相應更加突出。電氣控制系統的開發設計、制造和安裝運行都已經和現代智能控制技術相互融合應用，充分地展現了現代智能控制技術對企業電氣控制系統的重要性和影響，對促進企業經濟效益水平的不斷提高起到了積極作用。

1.2.2 電氣工程自動化的網絡化

目前，網絡電氣技術產業發展得如火如荼，網絡電氣技術與傳統電氣工程作業自動化的緊密結合，可以最大程度地發揮網絡電氣工程的帶動作用，促進我國經濟社會建設的健康發展。電力控制網絡控制技術不僅是電力信息網絡系統在電力系統實時交互過程中的技術，也是電力系統自動化管理、決策、設計、控制和裝備制造系統集成的關鍵技術，已廣泛應用于現代電力系統、電子元器件及各局部系統的信息管理、監控、調節和自動控制，是現代電力系統信息網絡管理、遠程控制技術和調度系統自動化的技術核心。在中央電氣控制系統的基礎構建上，利用網絡通信技術可以方便地自行搭建開發出基于數字計算機的電氣分布式控制管理系統，通過對各部分整個工藝生產流程情況的網絡數據采集和通信控制，通過網絡數據采集通信控制系統與各個中央電氣控制管理室各自的監控點和操作站聯網，對整個生產工藝過程情況進行集中自動監視和實時操作，對大型企業生產進行全方位立體化的控制，極大地提升了企業的人力資源綜合利用率，提高了企業經濟效益。

2 電氣工程自動化及其節能技術的應用原則

2.1 可持續發展原則

可持續發展原則符合當前及今后社會發展的要求，資源并不是能無節制地獲取的，即便是可再生資源也需要經過很長的時間才能再次出現，因此在生產、生活中要珍惜資源。設計電氣系統時，應用環保材料，降低材料對環境造成的污染及治理污染的成本，同時還要貫徹可持續發展理念，使設計的各個環節均符合國家的相關標準。

2.2 安全性原則

安全防護是建筑工程建設中一項不可忽視的重要技術內容，安全性原則也是電氣工程設計中必須要遵守的原則。每年在工程施工過程中出現的安全隱患非常多，對整個工程建設以及全體施工人員造成了嚴重影響。工程的前期施工安全問題需要高度重視，電氣系統的安全使用問題也不容忽視。在實際進行電氣系統安全設計時，應盡量提高各項零部件的安全穩定性，避免發生重大安全事故，從而有效地保障民用電氣設備的安全穩定運行。

2.3 科學性原則

科技的發展催生了很多新技術以及新材料，電氣系統在設計過程中要合理融入這些新技術，根據實際情況選用適當的節能技術和合適的節能材料，持續提升系統的節能效果。技術人員要提升自主學習能力，豐富自身的知識儲備，將先進理念融入系統設計。

2.4 智能化原則

智能化已經是現代社會經濟發展的一個必然趨勢，依靠現代計算機信息技術我們可以對其進行精準自動控制，使得設備完成預設的命令，實現高質量、高效率的工作。各行各業都在不斷強化著對智能化電力技術的深入研究與推廣應用，其在工業電氣控制電力系統設計中的廣泛應用不僅可以有效實現對電力設備資源生產、運輸的最優效率調配。而且，依托計算機技術運行，按照固定的指令展開工作，還可以大大提升電氣系統的穩定性。

3 電氣工程自動化節能技術的應用

在我國電氣工程系統自動化中可以引入一些節能減排技術，有助于提高工業能源綜合利用率，提高我國電氣工業自動化工程系統的社會經濟效益。文章就電氣節能減排技術在我國電氣工程行業自動化領域的主要應用進行案例分析。

3.1 強化智能化與安全性，提高系統節能性能

電氣系統最基本的控制功能就是通過提供電氣動力和電源實現自動控制，因此在系統正常運行中不僅要嚴格保證對各個主要電氣設備的有效運行控制，而且要保證對各種不利因素的有效控制。在實現電氣系統各項基本功能外的有效正常運行，還要切實保障我市電氣控制設備系統的安全穩定運行，從而有效保證電氣設備穩定安全運行，保證我市經濟社會建設的順利進行。

目前，電氣系統安全自動化遠程控制系統的功能主要是由電氣操作技術人員通過各種遠程控制活動來實現的。在運行過程中，運行管理人員的實踐經驗和邏輯判斷能力將直接影響系統運行控制管理功能的發揮。同時，由于系統運行管理人員可能響應不及時，導致系統控制管理系統無法在第一時間作出正確的反饋，影響了控制系統的工作績效。隨著量子計算機信息技術和量子人工智能技術的快速發展，許多新的人工智能技術逐漸被引入到量子電氣工程和自動化應用領域。

3.2 提高系統工作效率，實現節能要求

當前，隨著工業現代化和工業驅動電氣系統技術的飛速發展，電氣設備和電力驅動電氣裝置的基本部分結構與軟件應用領域規模日益擴大，對如何實現工業電氣設備的全自動化生產安全控制電氣系統軟件設計應用提出了全新的挑戰，電氣系統的基本部件結構日漸復雜。隨著電氣系統整體結構技術復雜程度的不斷提高，如何整合系統復雜度和性能，提高電氣系統正常運行工作效率，已經成為一個重要問題。工作效率的大大提高直接意味著整個企業管理能源消耗效率的大大降低。

4 針對電氣工程自動化進行節能改造中需要沿用的技術因素研究

4.1 克制電能傳輸過程中的過度消耗弊端

電能在導線傳輸運動流程中，因為受到導線內部勵磁電阻器的牽制，必然就會不斷衍生超出一定傳輸功率的電能損耗波動現象。不過，線路上下的電流始終是保持穩定不變的，想要將其中部分浪費的線路電能資源予以適當處理，就必然需要技師針對導線自身及所攜帶著的電阻適當進行不同程度地放大縮小控制。因為整個導線長度電阻和整個導線實際半徑長度電阻維持著負正比例值的關系，而和整個導線橫截面積長度維持著正反向負比例值的關系，因此我們可以直接利用導線下放技術使整個導線長度電阻值減少：第一，保證整個導線線路布置的安全科學性，主動引導規避交通彎路和控制回頭路人在走過導線時的行為，使得整個導線實際長度電阻得到最大最小范圍的降低；第二，選取較低電阻和頻率不高的靜電材料合并制作電路所需的靜電導線；第三，相同電阻條件綜合作用下，可以分別選取一些導線橫面和截面垂直面積較大的電阻導線，使得這些導線自身上的電阻系數得以實時同步減少；第四，在后期進行電源變壓器和電源負載轉換中心點設置時，最好不要設置距離太遠，這樣后期系統供電運行速率大幅提升之余也可能會有效遏制不必要的電源能耗上升問題。

4.2 盡量沿用有源的濾波器

在通過實際應用各種工業民用電氣工程系統中的諧波自動化工程作業控制系統運行時，因為一些企業以及相關工程技術人員基本沒有專業技能，基本技術職業道德以及綜合應用素質低下，他們在操作中可能會導致企業出現一些錯誤性高的系統操作問題，如果要解決這類運行中的問題并及時有效預防，最好的解決方案之一就是通過實現工業電氣工程自動化運行控制系統的實際運行來抵消運行控制系統的諧波自動化。現在由于我國電氣設備中各種絲網的異常運動，諧波形式豐富而復雜，諧波運動量是多種多樣的，電氣設備由于高次諧波運動，諧波的風險大，誤差大，可通過同步綜合動作大大提高，動作的諧波源數量自然增長，但一些復雜的諧波和基波變化衍生出來，自然會在電網中受各種氣體的壓控阻抗逐漸發生變化，產生交互性和雙向重疊，使各種絲網在壓控阻抗中的變形電位加深，各種金屬絲網尺寸越來越大，電氣設備出現異常運動誤差和各種不規則的反作用異常動作。

5 結束語

綜上所述，我國在電能自動節能控制系統中，節能技術設計人員的工作和應用技術尚處于初步探索和研究階段。在未來，以減少能耗損失為關鍵技術突破點，在最新技術手段的幫助下，遏制傳統電氣節能自動控制能耗破壞后的隱患，減少其對社會環境的直接污染和破壞影響，使我國社會人民能夠生活在健康、舒適的現代社會生活環境中。