電氣工程自動化信息技術及節能措施探析

韓 波，鄭慶強，韓玉勇，倪 飛（通信作者）

（1棗莊職業學院 山東 棗莊 277800）

（2棗莊科技職業學院 山東 棗莊 277599）

（3江蘇省鹽城技師學院 江蘇 鹽城 224002）

0 引言

隨著科學技術的不斷進步,電氣工程已成為我國發展中的重要組成部分，積極分析自動化技術及節能技術在電氣工程中的應用具有極大的現實意義。目前，電氣工程自動化信息技術及節能理念仍有較大的發展空間，尚存在一些問題，譬如信息化建設不完善、相關設備落后等。因此，積極解決相關的問題對于電氣工程的現代化發展而言十分必要。

1 電氣工程自動化信息技術內涵

在自動化電氣工程領域中，通常由計算機作為主要軟件技術支持，自動接收、識別電氣工程信息并作出反應，確保輸入電氣工程信息的可靠性和準確性。自動化信息技術是一個智能化的信息處理系統，能通過模仿人們的思維模式來獨立完成工作。如圖1所示，在保證電氣工程工作效率的同時，能夠降低人員的工作風險。自動化信息技術可以減少各種不必要的經濟損失和物質資源的損失，提高電氣系統的自動化管理以及信息技術水平，使用自動化工程信息技術對設備進行管理，能夠及時、準確地對系統運行中可能存在的操作危害進行預警分析，有效、及時地對電氣工程中存在的問題進行全面的解決，從而改善電氣工程的運行情況[1]。

圖1 電氣工程自動化信息技術

2 電氣工程自動化以及節能化的價值

2.1 安全性較高

電氣工程自動化控制系統的應用涉及控制系統中各種動態信息資源的集中收集，自動化電子信息技術及其應用主要是為了提高對電氣工程的智能控制。智能控制系統具有良好且可靠的智能控制性能，與傳統的編程控制器方法相比，它具有巨大的競爭優勢。傳統的電子控制是根據參數控制相應的工作內容，危險性通常很高。自動化信息技術系統控制只需要更改相關的電子參數即可直接實施其自動操作調整或控制，從而減少實際操作和維護人員的參與，避免與危險性較高的操作有過多的接觸[2]。信息化工作可以有效提高電氣工程控制系統的工作效率、操作質量穩定性以及電氣安全水平。

2.2 處理效率高，實現實時監控

自動化控制信息技術是一個系統，可以快速對系統數據進行全面的控制，并模擬每個參數和控制版面。自動控制信息技術的顯著優勢反映在生產過程的可視化，即技術人員能夠隨時對生產數據進行全面的監督，系統用戶可以隨時監視模擬屏幕，清晰地觀看到設備的實際生產和操作控制，操作管理專業人員可以對圖像進行在線圖像查看處理和實際時間監督。自動化控制信息技術系統可以根據當前的仿真數量和計算量迅速生成當前生產活動數據，并自動生成趨勢圖表。與各種傳統的控制管理系統相比，自動信息技術控制系統具有更大的性能優勢，并且更適合復雜的智能電氣工程。

2.3 便捷化的管理

自動化信息管理技術可以使多個電氣工程項目通過計算機進行實時的監控。管理人員還可以充分利用信息技術，例如自動監視管理技術，建立有效的自動化和遠程辦公系統，并咨詢重要的業務數據、報告、日志等，進行數據的分析，例如曲線數據，從而改善相關的電氣工程管理系統[3]。現代自動化系統和安全預防信息技術系統的全面使用，能夠對工程系統中出現的問題進行全面的分析，并對安全隱患進行及時排除。當隱藏危險事故時，執行跟蹤和保護操作系統，以達到自動跟蹤記錄的順序，有效地提高系統的電氣工程設備本身的安全性。

2.4 提高資源的利用率

在如今的社會發展過程中，人們的環保意識以及生態化理念在不斷地提升，對于節能的關注程度也在逐漸升高。電氣工程作為我國發展過程中重要的組成部分，節能理念的運用，能夠在極大程度上提高資源的利用效率以及最終的實施效果，是全面降低工程成本的重要手段，也是促進電氣工程與時俱進的重要模式。

3 電氣工程的運行現狀

3.1 信息化應用系統的建設較為落后

在電氣工程自動化技術領域，始終保持電力智能技術領域的發展方向，允許電氣工程技術的開發以及現代信息技術系統的應用。但是，在開發和建立過程中，電氣工程通常沒有提出與能源節約、環境保護和信息技術較為統一的實施標準，導致電氣工程的自動化信息技術建立存在較大的信息偏差。因此，電氣工程自動化中無法找到完全靈活的、適應不同類型的電氣工程運行系統，導致電氣工程自動化信息技術無法全面的形成。由于電氣公司沒有完整且獨立的電氣工程自動化設備，因此公司通常需要在國內外不同產品制造商中購買產品的零件[4]。每個制造商之間的設計和模式通常不一致，從而導致相關設備系統中自動化的建設不完善，無法形成有機的整體。

3.2 自動化信息功能相對較少

電氣工程和自動化信息技術的應用，能夠改善我國的能源生產效率，并快速改善我國工業的經濟利益。目前，在電氣工程技術開發的水平上，自動化操作控制功能非常少，這將使用戶在生產過程中最多有兩個控制連接。但操作過程要求相對較高，難度系數相對較高。通常，每個控制設備幾乎不連接，并且彼此獨立。這直接導致了智能操作和實際生產的用戶不能對有關數據信息進行全面的掌控，功能的缺失導致工程設備的整體性能得不到全面的發展和利用。

3.3 耗能總量大，節能意識較低

在推進電氣工程及其自動化和信息技術發展的整體過程中，由于電氣工程企業并沒有制定一個較完善、合理的技術節能與設計相關標準，電氣工程企業內的技術人員目前主要工作是研究以能夠滿足企業生產發展實際需求，推動發展我國電氣工程自動化技術。但是，電氣工程企業在不同的生產技術階段也存在著不同的企業發展需求。企業技術人員由于過分重視企業整體及當前經濟效益，并沒有足夠重視企業電氣工程及其自動化等信息技術項目的節能優化設計，電氣工程項目的節能設計也沒有全部落實到位，一定程度上增加了能源的實際消耗，同時也直接提高了整個企業能耗的總成本，因此，阻礙了今后我國電氣工程與自動化信息技術與節能設計的迅速發展。

4 電氣工程自動化技術以及節能水平的策略

4.1 變壓器的挑選

在實施現代電氣工程自動化管理以及能源經濟建設的計劃中，應防止設備容量特性的反平行諧波損失以及滿足安全性和穩定性要求，例如電流和電壓，當用戶正確且合理地選擇變壓器以進行電源分配的容量時，如圖2所示，如果變壓器容量的變化過多，在變壓器線的狀態下，將逐漸被動地增加全部負載的時間，損失變壓器設備[5]。與傳統的變壓器容量相比，三相變壓器的容量相對較高，因此，在具體的電氣工程中，應對變壓器進行全面、綜合的分析以及管理，科學合理地選擇變壓器，在滿足電氣工程發展的基礎上，達到節能、經濟的效用。

圖2 變壓器結構圖

4.2 降低電能傳輸過程中能源的消耗

在對整個輸電線路傳輸網絡進行的在線傳輸環節的設計程序中，由于布線系統會產生許多的傳輸線路電阻，所以，電能的傳輸過程中，將會消耗大量的電能。在多路電的傳輸過程中，如果線路的距離變化幅度過大，會導致線路產生很多額外的電能消耗，造成嚴重的電能損耗。因此，要逐步對輸電線路長度和傳輸導線電阻等進行更精確有效、科學合理的控制，也意味著要逐漸學習如何對傳輸導線的橫截面積等進行精確、有效、合理的設計控制，精確地控制好傳輸導線距離，減少電力輸送環節能源的損耗以及在電力傳輸環節過程中帶來能量的消耗。在線路系統的選型設計以及施工操作中，盡量確保整個施工線路設計是筆直流暢的，防止線路中途出現繞彎路等情況，盡量減小線路能量在傳輸節點間的傳輸距離。在節能材料線路系統選擇與設計步驟中，應該要避免選擇那些線路橫截面積相對較大的線路材料，這樣才能真正起到一個很好的材料節能控制和應用效果。

4.3 濾波器的使用

在現場電氣設備操作或檢修作業期間，技術人員在實踐中常常也會出現錯誤判斷以及錯誤維修等，濾波器技術就可以及時起到輔助作用，并幫助維修技術人員改善現場各種電壓諧波問題，減少在現場電氣設備的檢修過程中出現現場操作失誤。引發各種錯誤的動作信號波形的產生原因有很多，其中一個較主要的原因即是隨著各種新型電氣設備的使用及其線路數量的逐漸增多，產生的各種諧波信號也會越來越多，由于各種諧波信號與其他各種基波信號在電網阻抗曲線上往往會因此而進行電壓重疊，進而造成一個電壓畸形，所以有些電氣設備的接線中才會出現一定數量的電壓錯誤[6]。因此，應科學合理地使用濾波器，對電路系統的規劃以及整體的設計路線等進行全面分析，通過濾波器的使用，降低諧波的出現頻率，提高電路系統的穩定性。

4.4 加強電氣工程自動化設備的應用

在運行生產過程系統中設計使用的電氣工程自動化設備，加強對設備本身的設計工作與效率，有效地減少了電氣工程的自動化成套設備系統的總體運行投入成本，同時，增加系統單位能耗指標的設計利用率，實現了電氣工程系統自動化設計節能的優化目標，減少整個電氣工程自動化中的總能源功率消耗，促使電氣工程實現自動化，使整個循環運行周期內的能源功率耗等于零，也就是減少無功能源功率。電氣工程達到自動化的無功功率時，電氣工程自動化運行的整個負荷之間將一直處于相對平衡運行狀態，能夠有效地提升系統傳輸供給的總體效率，最終能夠減少整體電氣工程系統自動化在運行整個過程周期中能耗所造成電能的功率損耗。結合電氣工程自動化系統實際使用狀況，適當進行調整其負荷數值，通過適時調整負荷數值能夠保障所有電氣工程與自動化控制設備之間的運行參數、狀態實現相對平衡，從而真正達到減排節能、環保的目的。

5 電氣工程自動化及節能技術的注意事項

在現代電氣自動化系統的每個運行工作環節中，專業性的節能檢測設施會繼續被沿用。這個做法，為電氣工程現場生產過程奠定了良好的基礎，并且是一個相對經濟、實用性較強的技術手段。在電氣工程自動化系統的整個工作過程期間，信息技術的應用對每個電氣工程設計、操作技術人員來講是非常有用的，電氣工程現場施工作業人員將會發現在生產過程中存在較多的生產模式以及生產手段，對實現電氣系統和各類工業設備電氣節能及減水耗等功能，進行全面的優化。配電設備結構參數的合理化設計，在進行改造這個技術環節的任何時候，運用一些合理經濟的控制手段方法，在一個特定配電設備運行工作中，降低電氣工程中能源的損耗，電氣過程自動化裝置在正常工作使用的整個過程中，所要產生的各種能源的流失等問題，借助上述手段，進行經濟有效合理的過程控制。優化或改造既有的配電控制系統設計方案[7-8]。配電設計工作在實施電氣工程自動化改造及其相關節能項目設計要求的整個實施過程環節中，所占基礎地位是十分重要的，所以企業在設計進行自動化配電節能實施的相關環節問題上，一定要嚴格按照要求，集中注意力，對整個電力系統方案的經濟適用性，要及時做好系統設計的分析與思考[9-10]。

6 結語

綜上所述，自動化信息技術作為時代發展的高新技術成果，其相關產業的本身和控制檢測技術、信息技術、系統工程技術、計算機科學、電子技術與自動化控制等都會產生十分緊密的聯系，這些技術在電氣工程的應用上能夠降低電氣工程中存在的問題，提高電氣工程的整體運行效率。使電氣工程產業科學技術發展過程中推廣應用越來越廣泛，目前，為進一步加強促進電氣工程行業技術節能方面的安全生產過程已得到國家高度關注，為今后電氣工程產業加快實現行業經濟建設、可持續化目標和技術發展路線合理化具有十分重要的意義，為實現我國提出的節能型環保社會目標構建過程中采用的關鍵技術途徑提供實踐工作基礎。因此，電氣工程相關技術人員應不斷加大信息技術以及節能技術的研究，從而不斷促進電氣工程的整體發展。