电气自动化工程中节能技术的应用研究

电气自动化工程中节能技术的应用研究
摘要：智能技术在电气自动化控制中具有关键值。

智能技术在有效运用后，可以尽可能提高电气自动化控制水平，进而有效提高电气工程在运行中的稳定性和可靠性。

关于电气自动化，智能技术的应用可以有效地提高电气工程的经济和社会效益。

关键词：电气自动化工程；节能技术；应用
引言
电气自动化技术是一种方便快捷的新型技术，对节能环保具有明显的影响。

充分阐述电气自动化节能设计的优点和价值，呼吁供电企业逐步完善，重视电气自动化节能，根据实际情况制定完善的法规，促进电气系统自动化节能设计的实际应用，确保电气系统运行稳定安全，确保供电企业配电安全，实现节能目标。

1电气工程与电气自动化技术简述
1.1电气工程
与社会经济飞速发展以及社会技术日益进步相伴随，我国电气工程亦得到了极大的发展，该工程领域对诸多内容予以涉及，例如电力系统运行、电网结构设计以及电气设备设计与运行等等。

近年来，人们的生活水平显著提升，针对电气工程所提要求也更高且更加严格，这促使相关人员强化了对电气设备研究工作的开展，对电力系统容量持续增加形成强有力的推动。

部分设备在运行之时甚至可以达到20万千瓦的功率，这无疑能够为人们生产与生活提供更加优质的电力支持。

然而，与电气设备容量的大幅度增加相伴随，设备的稳定运行要求也愈发严格，若是仍对以往的管理方式加以采用，显然会疲于对相应要求的应对，很多问题也会由此而引发，对于电气设备的正常、高效运行以及人们享有的电力服务等均会产生不利影响。

所以，需要对更加优秀的综合化管理方式加以运用，执行对整个电气工程运行的管理任务。

1.2电气自动化技术
电子自动化技术主要是基于电气设备工作原理，利用计算机技术所开展的自动化控制技术。

在我国信息化时代发展背景下，电气工程自动化技术的发展与应用不仅能够进一步提升电气工程项目的运行效率以及运行质量，同时，也能大大节省电气工程项目中的人力资源成本，全力推动我国电气工程的智能化生产以及自动化发展。

2电气自动化工程开展节能设计的意义
目前来看，节能设计已经成为电气自动化工程的主要趋势，在电气自动化工程中获得非常好的发展，真正意义上贯彻和落实了节能减排战略。

电气自动化工程开展节能设计主要有以下三点意义:
1)任何投入使用的电气设备均会消耗电能，当前阶段我国的电能资源属于常规性能源，随着近年来社会经济的发展，能源短缺问题对经济发展的影响越来越显著，这让节能减排成为了电气自动化工程开始广泛探索的问题之一。

通过将节能理念融入到电气自动化工程设计中，可以很好地提升工作效率，降低能耗，帮助企业获得更好的经济效益。

2)电气自动化工程对平稳运行有很高的要求，以往所使用的技术虽然可以一定程度上提升工作效率，但实际运行过程中的安全性和稳定性不足，极易导致供电和输电系统出现瘫痪的问题。

近年来随着节能设计理念在电气自动化工程中的深入应用，发现电气自动化节能技术不仅可以减少能源的浪费，可以很好地确保供电系统与输电系统运行的安全性，对提升企业经济效益有十分重要的意义。

3)在长期的使用过程中发现，电气自动化系统在运行过程中会很容易产生谐波，所产生的谐波会对电网造成很大的损害，不利于电力设备的保护。

要有效解决这一问题，必须结合实际情况从节能方面来着手。

在近年来的实际使用中发现，将诸多节能技术应用到电气自动化工程中，可以有效减少电气系统运行过程中的能源消耗，在消除谐波方面有十分显著的优势，可以最大限度避免对电网的损害，这对实现电网设备可持续使用意义重大。

3电气工程自动化信息技术现状
3.1自动化电气工程能源消耗过大
目前，电气工程自动化技术的节能设计并没有统一的研发标准。

相关人员在
研究电气工程自动化技术时，通常只是使设计符合企业的生产需求，不重视节能
设计，导致自动化电气工程能源消耗过大。

发达国家更加重视电气工程自动化的
节能技术，相关技术的发展更加符合电气工程自动化技术的需求。

3.2自动化程度较低
虽然我国在电气工程自动化领域发展之中取得十分显著成果，但是依旧难以
有效满足社会发展建设实际需求，所以提高电气工程及其自动化技术分析也就尤
为关键。

自动化水平在不断提高过程内，还需要就社会经济迅速发展建设造成显
著性影响，造成电气自动化设备利用效率低下，无法有效充分利用电气工程自动
化设备所具有的全部性能，由此导致电气工程自动化设备节能环保性能下降。

3.3电气工程自动化功能有待完善
电气工程自动化信息技术的应用对于我国工业生产的作用巨大。

例如，搭建
工业用高压电线，不仅推动了工业生产的发展，提高了生产质量和生产效率，而
且使工业生产更加符合人们现阶段对市场的实际需求，提高了人们的生活水平。

我国现阶段的电气工程自动化信息技术虽然能够在生产活动中提高生产质量和效果，但是从整体发展开来看，其应用的范围是较为有限的，还需不断完善和改进。

4电气工程自动化中节能技术的应用
4.1加强人事管理
所有的技术问题，在本质上都是人的问题。

因为技术要靠人来进行应用，不
能自我实现。

实际上，在执行电气自动化工程的设计与建设时，工作人员的综合
素质和专业能力直接决定了设计工作的质量以及电气自动化工程的应用有效性。

当前，在电气自动化工程的建设中，许多企业选择的设计单位资质不高，工作人
员的整体素质相对较差，专业能力不足。

在进行设计工作时，不仅没有严格执行
节能技术的设计要求，在执行其他各种任务时也遇到了各种不应有的困难。

而且，其自身的设计水平不能保证电气自动化工程建设完成后能够充分实现其功能。

因此，企业应选择高素质的设计单位，而设计单位也应加强对内部人员的培训，加
强相应的人事管理工作。

首先，设计单位及其中的主要设计部门可以定期邀请一
些专家对工作人员进行专业培训，通过培训来提高工作人员的整体素质和专业水平，让他们有能力按照国家标准和工作规范执行各种任务。

设计单位还应该建立
一个完整的评估机制，以便定期评估工作人员的各方面能力。

通过动态的评估方法，让工作人员的工作能力与福利待遇直接挂钩，起到激励工作人员不断进步的
作用，特别是促进工作人员对于节能技术的理解。

4.2合理选择变压器
电气自动化节能设计的阶段变压器是十分重要的，通过现有的数据进行分析
就可以看出，在设计过程中，如果可以提前对符合要求的变压器进行设计和预估，就可以使变压器能够实现性能的最优化。

变压器的使用可以在一定程度上调节设
备的有序性，通过对能源设备进行分析可以看出能源设备顺利运行与变压器是密
不可分的，以节能改变和变压器调整的形式作为前提，接着从各个角度进行监管
与控制，就可以在一定程度上提升变压器的稳定性。

比如，s15型配电变压器的
节能性就是非常优异的，通过对变压器协调能力以及各方面的能力进行分析，可
以看出变压器的自动化是非常重要的。

变压器在电气自动化工程中的应用是十分
巨大的，变压器对电流电压起到转换的重要作用，如果变压器的设计没有达到合
理化，那么就会出现能源的浪费。

4.3断电自动保护环节
在我国电气系统不断发展的背景下，电气系统中对于断电自动保护系统的安
装能够最大化降低安全事故发生概率，确保工作人员的生命财产安全。

在断电自
动保护系统中，应用电气自动化技术，能够大大提升断电自动保护系统的灵敏度
以及反应速度，在电气工程发生安全事故的第一时间内及时切断电路，保护好电
气工程中的其他电路，降低安全事故发生后带来的负面影响。

现如今，我国的断
电自动保护系统发生故障的原因主要为两种，分别是由于判断错误所引发的假性
故障现象以及电路故障发生时断电自动保护系统未能及时感应故障异常状态，这
两种安全事故下的断电动保护系统均未能发挥自身的保护作用。

为此需要通过将
电气自动化技术纳入断电自动保护系统中，妥善解决上述问题，强化断电自动保
护系统设备的应用质量。

4.4优化节能设计方案
在对电气工程进行相关节能设计的过程中，涉及的方面较为宽泛，而且整个
操作的过程十分复杂，这就要求相关的电气设计人员拥有非常足够的设计经验以
及专业能力，才能够对电气节能方面的相关内容进行十足的掌握，按照国家规定
的规范和原则进行科学合理的设计。

这使得电气工程最终呈现出来的效果符合国
家标准，而且在性能以及外观上都得到一定程度上的保障。

在我国以前的传统设
计中，主要是依靠人工来实现电气工程的整体设计，所以在进行设计的过程中需
要大量的成本，进行人力的投入，而且人工操作难免会产生误差，不同设计人员
之间也难以实现完美配合。

所以，在设计过程中经常会出现问题，由此我国传统
电气设计质量相对较低。

但是，随着信息化技术的不断发展，在现阶段，设计人
员已经能够成功地采用CAD技术，对相关的设计进行科学的优化和统筹，在一定
程度上，缩短设计周期，而且也能够为设计质量提供保障。

在进行设计的过程中，遗传算法是较常用的，这种算法在先进性、实用性以及高效性上都有较为优异的
表现。

4.5设计无功补偿设备
配电系统在输电过程中引起了严重的电力消耗问题，同时形成了大量的无功
功率，因此相关人员必须进行相应的电压控制，以避免运行过程中的无功功率。

在配电系统的实际应用中，大多数电气设备都是按照电磁感应原理在实际施工过
程中设计的。

在运行状态下，构造相应的旋转磁场，同时保证旋转磁场的稳定性，使转子能够在平稳旋转条件下机械地移动发动机，通过设计相应的无功功率，实
现电机转子磁场。

无功配电系统主要由电力负荷、配电和输电线路以及步进和步
进变压器三部分组成。

为了在变压器实际运行时获得相应的电压，有必要开发无
功功率。

因此，如果变压器在运行过程中缺少无功作为保证，变压器将无法完成
转换过程。

除非得到有效控制，否则电网的正常运行和随后的管理也会产生重大
的负面影响。

客观上，无功功率是功率因数下降的主要原因。

并且这符合无功标
准是可以合理选择的，同时确定开关参数。

采用这种方法可以有效地避免无功保
险和潜在冲击等问题。

4.6实现新能源并网
随着新能源的普及，其在电气自动化工程中的供电所占成分也越来越高。

为
了保证用电的安全性和稳定性，如何将新能源连接到电网成了当前的首要任务。

诸如太阳能发电和风力发电的这样的新能源发电方式，其工作模式高度依赖于天气，发电质量也与天气状况直接相关。

例如，一旦用户端的电力需求急剧增加，
但是当地的天气条件不能支持如此大的电力消耗，这就必然要增加周围火力发电
厂的电力供应，这将破坏电力供应的平衡，甚至更严重的将导致整个电网的重大
事故。

当电力需求突然下降时，情况也是如此，如果不采取相应措施，新能源产
生的电能将过剩并以其他形式释放，从而造成严重浪费。

由于这些不确定性都与
天气有关，因此只要将天气中一些可测量且有效的数字参数与发电输出相关联，
就可以获取新能源发电规律的曲线并将其反馈给电网调度员，从而实现新能源的
并网运行。

4.7降低电能损耗
导体中存在阻力，不可避免地导致电力传输过程中的功率损失。

为了最大限
度地减少损耗性能，有必要采用节能技术来降低导体的阻力。

具体而言，可以采
用以下方法:(1)合理选择原料。

低比电阻线材优先，以减少因力传输而造成的必
要浪费和损耗。

(2)在满足电气工程自动化系统功能要求的基础上，尽量减少导
线不必要的弯曲，缩短导线长度，降低损耗性能。

(3)尽量缩短变压器与供电中
心之间的供电距离。

(4)优先考虑横截面面积较大的导线。

上述方法都是降低电
气工程自动化系统功率损耗的最有效方法之一，要求技术人员分析实际情况，合
理选择节能技术。

4.8提升AVC系统性能
智能电网AVC指的是电网的自动电压无功控制，通过各种智能化和自动化设备，实时采集电网中各个节点的数据并对其进行详细的分析和计算，然后对电网
系统进行调度从而能够确保供电系统稳定运行和经济运行。

但是，我国目前的
AVC系统还处于初级阶段，存在较大的缺陷，需要人工处理系统采集得到的数据，这样不仅容易出错而且效率也不高。

进一步开发智能电网AVC系统需要重新改编
系统的界面，使得可视化程度提高，提升智能电网AVC系统的分析功能，可以提
高输电效率以及可靠性，提高供电设备利用率，通过不断地人工智能学习，从而
实现减轻工作人员劳动强度。

4.9降低线路输电损耗程度
电力和配电系统中存在各种非线性元素，如整流电路中的二极管、晶闸管、
照明电路中的镇流器设备，特别是大型晶闸管换能器设备和大型电弧炉，导致谐
波升高，旋转电流不平衡。

因此，为了实现电力配电系统的节能环保，可以扩大
中性导体的横截面面积，减少线路损耗。

当电力和配电系统运行时，大量电机导
致功率因数降低。

如果无功得不到有效补偿，盲流就会在线路中流动，造成大量
线路损坏，供电质量下降。

因此，在实际应用中采用并联电容器提高无功补偿系数，减少线路损坏。

在电力和配电系统中，接线方式也是一个非常关键的步骤。

结合接线的具体情况，工人必须科学选择电线端子，结束纠缠，避免铜铝连接现象。

4.10加强照明设备的节约用电
就企业而言，照明设备在实际应用内也将会出现能耗现象，为了可以与节能
要求相互吻合，电气工程自动化系统设计人员对于照明设备在实际设计内，需要
有效落实节能观念。

提高照明设备设计合理性，尽可能降低企业成本。

借助有关
调查显示出，大型工程在应用节能设备以后，可以有效降低自身能源消耗数量。

除此之外，照明设备在实际选择过程内，灯具和国家标准相互吻合情况下，需要
尽可能选择功耗较小灯具，由此能够降低企业电能方面成本。

应用混合光源，如
在走廊位置安装声控或者是光控灯，最大程度不对于人们正常生产造成影响，合
理应用电能，进而有效降低电能消耗。

日常生活内，还能够借助应用光伏设备。

光伏技术在实际应用内除了能够降低能源消耗数量，还能够有效提高就环境保护。

尤其是近几年，我国光伏技术迅速发展建设，使越来越多人们开始人们到光伏设
备就节能环保内所具有的关键性。

4.11远程监控融合应用
对于电气工程而言，监控管理工作的顺利与有效开展在整个工程的操作运行
中发挥着至关重要的作用，对远程监控电气自动化技术加以应用，可以在很大程
度上提高对电气工程监督控制的便捷性以及充分性。

有一点需要承认，远程监控
技术的实现以计算机技术为支持，在计算机技术作用的发挥下，远程监控技术可
以执行对全部设备的远程监测及控制任务，这既能够很好地降低以往由于实施人
工检测而衍生出来的各种费用的支出，又可以实现对时间以及空间束缚的摆脱，
在远程监控技术的支撑下随时、随地、实时监督与管理电气工程的具体运行情况，对于工作效率的大幅度提升有着显著的积极意义。

4.12增强技术应用能力
节能技术的应用是全社会的呼声，是包括电气自动化工程在内各项工作的发
展方向。

但是，节能技术理论上能够发挥的作用和其在最终的应用中的实际效果
并不相同。

所以，无论在电气自动化工程的设计还是建设中，都要增强对节能技
术的应用能力。

工作人员要加强对现有节能技术应用知识的理解，有效地改善节
能技术的应用情况。

而在此之前，企业更应该对各种节能技术进行充分的了解，
综合考虑各种节能技术的应用效果，择优选择。

以往的经验教训应该作为重要档
案记录下来，并据此对节能技术的应用进行改进和优化，防止重复出现同样的错误，努力争取更好的应用效果。

另外，无论是节能技术公司还是电气自动化工程
的建筑单位，都应加强技术研发，彼此在工程合作的过程中要开诚布公，互相交流，尝试从不同的视角去看待节能技术的应用情况，使得电气自动化工程能够节
省更多能源，实现环境友好。

4.13PLC变频节能技术的应用
从本质层面来看，PLC技术属于一种控制器，一般会利用编程逻辑来促进运行，它也能实现电力线传输数据同话音信号之间的通信。

该项技术最早起源于美国，在最开始的时候，往往是通用汽车公司进行设计的，在这之后才开始将其运
用在实践中。

从当时的情况来看，PLC技术仅有顺序控制的性能，其适用范围是
相对较小的。

基于时代的深入发展，PLC技术开始具备函数及高数等运算功能，
有利于更好地掌控系统功能。

从现阶段的电气自动化模式来看，其中就有PLC技
术的运用，彰显了编程逻辑控制的优势。

在现如今的电气设备中，该项技术得到
了大力的推广，这一点可以体现于多种设备上，例如电梯与空调设备。

实际生产
过程中，电气设备表现出一系列特点，尤其是长期高速运转，这对于各种设备来
讲，均有着较高的要求。

具体应用时，针对电气自动化设备，为确保其有着一定的动力，并且不会出现浪费资源的现象，应当积极引入变频节能技术。

该项技术的根本原理：通过借助半导体元件，以针对工频电流信号。

5电气自动化工程中节能技术的改进方向
为了强化电气自动化系统运行能力，有效地降低电气自动化系统能源消耗，需要做好节能技术的创新与改进工作。

其一，应针对性地改造节能技术。

举例而言，设计人员可以通过对发动机性能的优化达到降低发动机耗电量的目的，以此实现对节能要求的有效满足；可借鉴国外优秀节能经验，对性能更加优异的发动机进行科学且合理的设计，这又进一步要求对各个时期用电情况进行调节，通过对设备使用功率的降低达到合理用电以及合理分配电力资源的目的，以此强化电力资源系统运行能力。

其二，应对手动等方式加以采用提高电气设备运行工作效率。

可以在人工操作的支持下对个人与单位之间的用电需求加以平衡，以此提升电气自动化系统运行效率，对此，又需充分考虑，采用科学且合理的办法，提升电气自动化节能水平。

举例而言，为了达到用户用电效率的提高目标，以满足生产相关要求为前提，采用微型电机加以，以此保证电气设备运行效率，并达到节约用电目标。

微型电机应具有自动变频控制功能，这可以确保发动机在一个较小用电负荷下表现出较高的功率。

上述方法无需增加校正设备，并不会增加投资，且成本效益理想，能够借助于手动支持实现系统功率因素的增加。

6电气自动化节能设计技术的未来发展方向
（1）提升AVC系统性能。

智能电网AVC指的是电网的自动电压无功控制，通过各种智能化和自动化设备，实时采集电网中各个节点的数据并对其进行详细的分析和计算，然后对电网系统进行调度从而能够确保供电系统稳定运行和经济运行。

但是，我国目前的AVC系统还处于初级阶段，存在较大的缺陷，需要人工处理系统采集得到的数据，这样不仅容易出错而且效率也不高。

进一步开发智能电网AVC系统需要重新改编系统的界面，使得可视化程度提高，提升智能电网AVC系统的分析功能，可以提高输电效率以及可靠性，提高供电设备利用率，通过不断地人工智能学习，从而实现减轻工作人员劳动强度。

（2）建设合理的电网结构。

合理的电网结构应能保证负荷用电，运行性能满足相应的技术标准，同
时使成本最低，经济效益最佳，充分发挥电力的优势，在网格中，可以相互补充。

但是，中国许多地方的电网太旧，需要在将来更换老化的设备和高能的线路和变
压器，并建设更合理的电网结构。

（3）实现新能源并网。

随着新能源的普及，
其在电气自动化工程中的供电所占成分也越来越高。

为了保证用电的安全性和稳
定性，如何将新能源连接到电网成了当前的首要任务。

诸如太阳能发电和风力发
电的这样的新能源发电方式，其工作模式高度依赖于天气，发电质量也与天气状
况直接相关。

例如，一旦用户端的电力需求急剧增加，但是当地的天气条件不能
支持如此大的电力消耗，这就必然要增加周围火力发电厂的电力供应，这将破坏
电力供应的平衡，甚至更严重的将导致整个电网的重大事故。

当电力需求突然下
降时，情况也是如此，如果不采取相应措施，新能源产生的电能将过剩并以其他
形式释放，从而造成严重浪费。

由于这些不确定性都与天气有关，因此只要将天
气中一些可测量且有效的数字参数与发电输出相关联，就可以获取新能源发电规
律的曲线并将其反馈给电网调度员，从而实现新能源的并网运行。

结束语
节能设计技术是科学飞速发展的产物，在电气工程中，技术人员只有更加充
分地了解节能设计应用的优势，并且掌握相关知识，才能够使得电气工程不断发展。

电气工程自动化的节能设计技术，实现了设计方面的优化以及节能设计控制，在节约成本的基础上，又在一定程度上保证了相关技术人员和操作人员的安全，
减轻了他们的作业负担，而且，也起到了推动电气节能设计控制系统顺利、稳定
发展的重要作用。

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