電氣工程自動化信息技術及其節能設計分析

鄭慶強，韓 波，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

隨著國家科學技術的進一步增強，電氣工程信息化技術逐步提高。在電氣工程自動化系統加入節能后，不但能夠減少對電氣資源的消耗，解決了現階段我國資源嚴重短缺的情況，還可以保證電氣工程自動化系統內的設備正常工作，降低設備事故的發生率，從而提升電氣工程的自動化節能技術，有效降低資源消耗。這一政策與當前的基本國情相吻合，從而對我國的高速發展有著重大價值。

1 電氣自動化技術的應用條件分析

為了達到供電自動化信息技術在供電過程中的合理運用，就需要滿足相應的技術規范和應用要求[1]。首先，需要建立一套完善的信息系統。自動化作為一項現代技術科學，得到蓬勃的發展，很大的一個因素就在于現代計算機技術的發達。所以，為了提高電氣自動化工程技術在現代電氣工程建設中的使用質量和技術水平，就應當充分利用現代計算機技術作為前提條件和物質基礎，其中最重要的就是監控設備和配電網兩項基礎技術。實現電氣自動化，會經過一個漫長的開發階段，它需要隨著電氣系統的進一步開發不斷發展。所以，供電企業必須先要建立必要的自動化電網，再加上各項科學技術的保障，才能完成電氣自動化工程。

2 電氣工程自動化信息技術概述

隨著市場形勢的日益變化，企業需要采取提高效率的方法來增強企業的競爭力。目前，由于中國科學技術水平的日益提升，電氣工程及其自動化技術也受到了科學與自動化技術的巨大影響，使得電氣工程及其自動化技術已成為目前我國電氣及自動化技術所必須深入研究的重要技術之一[2]。借助電氣工程自動化信息技術使其能夠完善電氣工程的過程，從而提升企業效率。利用這項技術還能夠進一步節省企業日常管理工作中的人力資源，有效減少企業運營成本，提高企業效益，增強企業的市場競爭力。

3 電氣工程自動化技術的重大意義

3.1 降低成本，提高制造質量

電氣工程自動化技術是現階段電氣行業應用產品的主要部分。電氣工程信息化技術對企業提高生產質量有著很大的幫助。比方說，企業在發展產品時，把自動化技術和信息化技術有效融合，這既可以推動企業科學經營，也可以有效減少企業生產的成本，為今后企業的經營打下基石。

3.2 節省人力資源，保護自然環境

隨著人類社會經濟水平的日益提高，人類對環境資源的需求也愈來愈高。各大企業在蓬勃發展進程中，也在朝著環境友好型方向蓬勃發展。企業利用電氣工程自動化技術，省去了一定量的剩余勞動力，減少了能耗，為生態環保提供了必要條件。所以，許多企業利用電氣工程自動化技術，將企業實際開發的情況與其加以融合，可以為今后企業擴大規模創造條件，為今后提高企業整體經營的效益產生較大的促進效果。

4 電氣工程自動化信息技術現狀

4.1 自動化的電氣能耗過大

目前，電氣工程及自動化領域的節能技術，還缺乏系統的發展。有關的技術人員在研發電氣工程自動化產品中，往往只是使產品滿足客戶的產品需求而不注重節能技術，使得其電氣自動化工程能耗成本過高。

4.2 在生產活動中的產品用途單一

現階段，電氣工程自動化技術仍然在電氣行業中扮演著主要作用，在生產過程中也得到了應用。不過，根據生產的實際狀況，現階段的技術仍然存在某些缺陷。比如說在大量生產過程中，電氣工程自動化技術在生產與制造領域中的作用相對獨立，沒有相應的能力。而當電氣工程自動化技術在現場使用時，由于其設計相對簡單，而且有時候又必須和多個裝置設備進行協同，所以很難獨立實現一定的任務要求。在實際工作的操作過程中，也很難進行數據交換，又或者是在實施自動化控制時沒有實施能力?；谝陨显?，在企業生產流程上，也存在著不少的缺點，它在一定程度上使企業生產的過程顯得較為雜亂，也不利于產品工藝的革新和開發。

4.3 信息化建設缺乏完整性

隨著互聯網技術的發展與變化，整個產業在發展進程中，也更加依賴網絡信息化技術。各個企業都想要通過合理利用網絡自動化技術來節約一定的成本，也希望可以推動企業健康發展。電氣工程與自動化領域還沒有系統的技術標準。不同企業在實際制造過程中，由于現場條件差異，采用的制造設備與產品要求有所不同，這也將嚴重干擾企業電氣自動化裝置之間的適應性，從而加大企業自動化控制的困難。自動化技術與節能設計沒有一致性，在實現數據互動上面臨一定的障礙，不利于企業完成自動化設計的目標任務。

5 在電氣工程及自動化科技中的節能管理系統

5.1 降低電能傳輸損耗

電氣在輸送中往往會產生損失，一旦線路設置不當或是輸電網質量未達到相關要求，將導致電氣損失越來越嚴重，如圖1所示。所以，必須盡力減少電能輸送過程中的損失。首先，必須按照電氣工程的具體使用要求做好發輸電線設置的方案。其次，定期維護輸電導線，不但能夠延長輸電線的使用壽命，而且還能夠減少輸電導線的運行成本。再次，合理選用輸電線纜，以進一步提高輸電線纜質量。在合理選用電纜的過程中，還必須選擇輸送功能好的電纜[3]。這不但能夠避免在電氣的輸送過程中出現浪費，而且有助于進一步提高節能效率。

圖1 電力調度自動化控制系統設置圖

5.2 對變壓器進行合理的選擇

對配電控制系統來說，變壓器是一個十分重要的組成部分，同時也是影響整個電氣工程自動化過程信息技術節電效率的關鍵因素。所以，在實施節電設計的過程中，就一定要對變壓器材料做出正確的選擇，而由于變壓器的材料不同，其在工作環境中產生的影響也就不盡相同，比如銅質變壓器在對工作過程的輸出電壓影響方面要遠遠小于鐵質變壓器，所以在實施節電設計的過程中，就要盡量地選擇銅質變壓器。而如果想要進一步提高其節電效率，就要保證所選用變壓器存在相對較低的能源消耗問題，以便于有效降低產品在使用過程中的能源耗費。當然，對變壓器的選用也一定要以設計項目的具體要求和企業節電項目為依據。首先，必須要保證變壓器的節電功能，具備了高效節電功能的變壓器就可以有效降低對各種因素的干擾，但一旦不具有高效節電功能，則會因為過多能耗的干擾導致其產生功率突然增加的現象，從而難以獲得一定的效益。第二，要對變壓器內部的電壓進行適當管理，以提高其電壓平衡度，避免因為電壓的不平衡而對變壓器產生影響，由此才能提高其節電效率。

5.3 對電氣工程自動化的應用效率進行提升

企業若想對電氣自動化設備實現最有效的利用，就一定要有相關的技術設備做保障，從而使其運行投入有效地減小。而企業為了在節能工程中實現這一目標，首先，就必須對系統設備進行集成，并加強各種設備間的連接，由此就可以提高電氣的傳遞效率與輸出能力，從而盡量減少工作人員的工作時長，這就對設備效率的提高和節能效果的達成有著十分積極的意義，并且還可以在減小設備消耗的同時，將設備使用壽命適當延伸。其次，必須在系統內部形成一種高度智能的控制系統，盡量減少系統的工作頻率，并以此實現降低系統能耗的目的[4]。再次，在實施節電系統的過程中，必須針對負載參數進行考量，并要根據各裝置的實際管理工作狀態，進行負荷的調節操作，以使得系統負載能一直處于穩定狀態下，在提高系統電氣輸送效能的同時，也使資源浪費問題得到合理處理。

5.4 改進配電系統的設計

電氣工程在自動節能設計過程中，應當注意改善供電控制系統的設計工作。在改善供電控制系統的過程中，與電氣工程自動化的實際情況有機地結合，從而改善供電控制系統的產品設計工作。如圖2所示，使電氣自動化裝置和供電控制系統互相配合，進而完善電氣工程自動化裝置工作的協調性，從而提高電氣工程自動化裝置的效率。在電氣工程自動化設備的運營過程中，必須對各個環節都實施嚴密的管理與監控，以使得電氣工程自動化設備系統化，確保電氣設備之間能夠協調的工作。同時必須保證電氣工程自動化設備在運營過程中供應充足。

圖2 電氣工程自動化節能控制系統示意圖

5.5 選用無功補償裝置

在選用無功補償裝置的設計中，首先應該從兩方面加以設計。一方面，必須根據電氣自動化裝置的具體工作參數，選用相應的電壓容量的無功補償裝置。而另一方面，又必須按照設備的實際工作情況選用無功補償裝置。如果設備的符合率很低，就必須采用靜態技術。而如果設備的符合率很高，也可選用動態技術。在裝置的處理過程中，一般應選用適應能力很高并能夠精確跟蹤的模糊投切技術，以進一步增強補償作用。

5.6 結合自動化技術進行節能設計

自動化技術在電氣工程等自動化系統中的運用，能夠進一步地改善對系統的控制。雖然以往的自動化技術中仍舊要求大量人工操作參與，尤其要采用大量人工監測設備和控制裝置的運行狀況。但是，借助自動化技術的運用，就較合理地減少了人工操作的出錯率，從而保證工程的高效性。這主要是因為，自動化技術有著突出的集成特性，可以把相對繁瑣的使用程序加以精簡，并采用集成化管理的方法提高了總體的工作效能。特別是對于生產規模很大的企業而言，通過采用集成的管理手段，以總體的管理視角進行節能管理，就能夠取得良好的節能效益。在設備的實際操作階段，由于能夠利用圖表形式的提示，對不同設備的操作狀況加以揭示，從而能夠比較精確地知悉異常狀況，并適時對設備運行狀況加以調節。特別是在設備能源消耗過度的情況下，利用圖表形式的控制操作，就可以比較有效地找到設備操作中出現問題的部分。

6 電氣工程自動化技術的實際應用

6.1 有源濾波器與信息技術的應用

在實際生產中，電氣工程自動化裝置的使用引起的振動容易形成諧波，干擾配電裝置的可靠性。有關人員希望減少人為因素引起的噪聲干擾，能夠在裝置上增加濾光器，從而改善配電價格控制系統的安全性。有關人員還需要意識到使用現代信息科學技術的必要性，通過使用現代信息技術連接各種電氣工程自動化裝置，增強生產的協調性，進一步提高電氣工程自動化的穩定性和系統化，減少資源損失[5-6]。

6.2 在電氣自動化故障診斷中的應用

電氣自動化系統不但設備類型較多，并且各個種類的設備工作方法也具有較大不同。電氣自動化系統和設備工作方式的安全性有著非常密切的關系，當合理使用電氣自動化設備工作時，能夠利用電氣自動化方法所獲取的信息分析設備工作的真實狀態，以確定設備事故原因。如圖3所示，在電氣自動化系統工作時，一旦發生了事故問題，采用常規方法，工作人員無法準確判定事故部位以及造成事故的因素。而工作人員通過電氣自動化方法可以正確查找事故部位，分析造成的事故因素，從而減少了事故調查費用。此外，使用電氣自動化技術還能夠準確分析系統中出現問題的情況信息并發布預警，從而指導工作人員及時排除故障[7-9]。

圖3 電氣自動化故障診斷中的應用

7 結語

綜上所述，在當前階段，由于自動化信息技術的縱深發展及其在各個不同應用領域與產業之間的高度融合，針對電氣自動化技術發展與節能設計過程中面臨的一些難點問題，要以不同的視角開展更深層次的探究，并積極開展一系列工作，做出相應的舉措與方案對策，從而促成問題的逐步破解，并推動電氣工程的總體品質提高。