电气工程自动化与节能设计应用研究
车纯彦
【摘 要】随着市场经济的推进和发展，电气工程自动化技术成为了新的市场应用热门。随着大众生活质量的提高，无论是生活还是生产，人们对电量的需求越来越大，因此如何实现电气工程的自动化，并且在电气工程广泛应用和推广的大环境下达到节能减排的目标，就成了相关企业的重点课题。无论是电气工程自动化还是节能设计都势在必行，由此论文对电器工程自动化与节能设计的应用情况做了研究。
【Abstract】With the promotion and development of market economy， electrical engineering automation technology has become a new hot market application. With the improvement of people's quality of life， people's demand for electricity is increasing both in life and in production. Therefore， how to realize the automation of electrical engineering and achieve the goal of energy saving and emission reduction under the wide application and promotion of electrical engineering has become the key issue of related enterprises. Whether electrical engineering automation or energy saving design is imperative， therefore， this paper studies the application of electrical engineering automation and energy saving design.
【关键词】电器工程；自动化；节能设计；应用研究
【Keywords】 electrical engineering； automation； energy saving design； application research
【中图分类号】TM76 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）11-0166-02
1 引言
随着市场经济的迅猛发展，高新技术和节能环保之间的矛盾日益突出。大量的资源作为高新技术的实验基础和材料被开发使用，而与之不匹配的材料处理系统则出现了严重的浪费现象，又反过来阻碍着经济发展。因此电器工程自动化进程中的节能问题日益突出，相关的技术研究人员相继对节能设计进行了深入研究和探索。
2 电气工程自动化与节能设计的概述
2.1 电气工程
电气工程是科技领域中的核心内容，简称EE，在各行各业以及寻常人们的生活中都有着广泛的应用。作为各大高校的重点专业之一，它与计算机信息和电子信息技术密不可分。随着科学技术的不断发展和更新，电气工程被赋予了更新的内涵和内容，从而不局限于以往生产电子产品和电子系统的定义，拥有了更广阔的发展空间。
2.2 电子工程自动化
电气自动化是目前的热门电气工程技术，实际上，无论在工程技术还是电子技术上，自动化技术都拥有着相当可观的前景，这与当前社会的发展和科技的进步是分不开的。随着经济的发展，对高新技术的要求也日益增加，就當前的市场现状而言，各种技术与设备的自动化成了主流。而电气工程自动化技术，对企业的生产和制造来说至关重要，其意义不仅仅在于节约劳动成本，提高工作效率，还在于降低劳动消耗，推动经济发展[1]。
从内容而言，电气工程自动化涉及众多领域的内容，包括电力学、计算机技术和信息技术等，因而具备相当高的应用价值。伴随着科技的不断进步，电气系统的复杂程度也在提高，除了简单的提供电力，还加入了更丰富的内容。如今的电气工程自动化还采用光纤作为传递信息的通道，不但极大提高了信息传递的效率和速率，还减少了铺设电缆的成本。
除了“自动化”，如今的电子信息技术也正朝着“智能化”的方向发展，现如今的许多电气设备能够实现智能在线监测，利用计算机技术，进行相关数据的采集。由终端反馈信息，方便对设备进行控制，同时还能实现全程的监控。这样，整个电气工程自动化系统就能够稳定并可靠地运行下去。
2.3 节能设计
在经济发展的过程中，节能环保是众多企业无法避免的问题，在将来的经济市场中，节能产业由于其较低的成本和损耗，必然会占据市场的主流。因此电气工程在实现自动化的同时，也要将节能的概念加入其中。从设计环节开始，做好节能设计工作，完善和优化电气设备的设计和安装方案，才能真正做到节能环保。
3 电气工程自动化与节能设计的应用
3.1 无功补偿
在电气工程中，除了设备的寿命与使用，线路的损耗也相当明显，而设备本身的寿命也受到线路损耗的影响。设备的线路损耗会影响系统正常的供电，还会导致电压不稳，从而影响设备甚至整个系统的功率。而功率降低，企业运行的成本也就越高，相对的经济收益会降低。常见的配电系统，主要是由配输电路线、升降变压器以及用户和供电中心等结构单元组成。在供电过程里，为不同的用电客户供电时产生的能量耗费中，无功功率占据的比例最大，耗费的能量最多。
针对这一问题，相应的无功补偿就显得十分必要。如果不加以控制，会导致整个电路的电压迅速降低，使得电能输送的质量有所降低。而企业可以通过相关的补偿设备对无功功率进行补偿，以保证供电质量，提供稳定的电压，从而在减少企业运行成本的同时，节约了电能，提高了企业的经济效益[2]。
而企业在进行电气自动化系统中无功功率的补偿时，也要科学规范，保证后续投切开关和传统补偿电容内部循环投切比例合理，以免补偿效果达不到预期。具体有以下三点要求：①通过计算电器的自然功率和电容量来确定电容的固定容量。同时要注意在电路中接入相应的电抗器以消除在无功补偿措施中产生的谐波。②選用无功功率为标准，确认投切参数，以遏制过度补偿、无功倒送以及投切震荡等问题。目前，应用最广泛和最常用的方法是模糊投切，可以在保证跟踪精准度的同时进行平衡调试。③按照一定的比例来分配旧的补偿电容，以便计算得出合理的结果。
3.2 变压器
变压器在电气工程自动化与节能设计中起到重要的作用，变压器的性能优劣对整个电气工程的影响很大。
就目前市场中常见的变压器而言，变压器本身由大量铜铁材料制成，且变压器的空载、负载损耗问题都比较严重，从而导致了大量的电能浪费。因此电气工程中的变压器要同时做到节能和稳定。节能可以有效减少功率消耗，而稳定性则可以使电流、电压以及整个电路达成稳态平衡。后者同样可以采用安装补偿设备的方法，以稳定电路负载，减少对变压器的损耗。
在实际进行变压器的应用设计和选择时，要将变压器本身对能源的消耗降到最少，并选择单相自动化补偿设备，以便在电气工程的自动化过程中协助调控电流以消除变压器负载失衡的隐患。
3.3 优化导线
作为整个电路的连接载体和电力通道，导线的质量至关重要。导线的电阻虽小，但是在整个电路中，导线的长度累积起来成了一个非常庞大的基数，任何微小的数据都会被放大。因此导线的电阻会额外损耗相当一部分的电能。为了减少这一部分的损耗，在进行设计时，需要考虑到导线的电阻问题，从而采用阻值较低、横截面大的导线材料。
此外，优化电路设计，尽可能地缩短线路长度，减少所采用的导线数量，也是非常重要的措施。在实际布置电路时，要尽量规避弯路和回头路的走线行为，这种操作会在小范围内消耗不必要的导线，相应的区域不美观也不整洁，容易引发事故，事后也不容易排除故障。除此之外，在设置变压器的位置时，也要尽量使变压器距离负载中心近一些，除了减少能耗，也有提高供电速率的作用[3]。
3.4 滤波器
滤波器在电气工程线路中的主要作用，就是消除谐波对电路造成的影响。在整个电气工程系统中，各种各样的设备产生的谐波会明显影响电路中电压的稳定性。因此参考节能的理念进行设计，运用滤波器阻止电器运行中的错误指令，稳定电路电压，能够降低故障和失误的频率，提高系统的运行效率，以达到良好的节能效果，切实实现节能发展。
3.5 优化配电
电气工程的最终目的就是为用户提供电力支持，因此在进行电力配置设计时就要考虑最优的配电计划。首先对配电系统进行优化，保证电量供应在用电设施的可负载容量内，制定可行且合理的供电计划。其次，要规范电气设备安装过程中的行为标准和操作步骤，并采用性价比较高的材料和设备。最后，要考虑在配电时各设备的配置，关键部位要选用质量优良的导线，保证整个系统的动态稳定。
3.6 高效运行
电气工程自动化系统要实现良好的节能效果，保证整个系统高效运行的目标，就要选取节能效果较好的电气设备。在电气系统自动化的节能设计中，一些能够减少电路损耗并将线路电荷均匀化的措施能够显著提高节能效果，还可以保证电路以及系统的安全运行，提高系统的工作效率。
【参考文献】
【1】李永胜.浅析电气工程自动化的节能设计技术[J].现代经济信息，2016（22）：316-317.
【2】冯家法.电气工程自动化及其节能设计的应用探究[J].建材与装饰，2015（51）：80-81.
【3】文成，李兴磊.电气工程及其自动化存在的问题及应对策略浅析[J].中国新技术新产品，2014（20）：56-57.
【摘 要】随着市场经济的推进和发展，电气工程自动化技术成为了新的市场应用热门。随着大众生活质量的提高，无论是生活还是生产，人们对电量的需求越来越大，因此如何实现电气工程的自动化，并且在电气工程广泛应用和推广的大环境下达到节能减排的目标，就成了相关企业的重点课题。无论是电气工程自动化还是节能设计都势在必行，由此论文对电器工程自动化与节能设计的应用情况做了研究。
【Abstract】With the promotion and development of market economy， electrical engineering automation technology has become a new hot market application. With the improvement of people's quality of life， people's demand for electricity is increasing both in life and in production. Therefore， how to realize the automation of electrical engineering and achieve the goal of energy saving and emission reduction under the wide application and promotion of electrical engineering has become the key issue of related enterprises. Whether electrical engineering automation or energy saving design is imperative， therefore， this paper studies the application of electrical engineering automation and energy saving design.
【关键词】电器工程；自动化；节能设计；应用研究
【Keywords】 electrical engineering； automation； energy saving design； application research
【中图分类号】TM76 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）11-0166-02
1 引言
随着市场经济的迅猛发展，高新技术和节能环保之间的矛盾日益突出。大量的资源作为高新技术的实验基础和材料被开发使用，而与之不匹配的材料处理系统则出现了严重的浪费现象，又反过来阻碍着经济发展。因此电器工程自动化进程中的节能问题日益突出，相关的技术研究人员相继对节能设计进行了深入研究和探索。
2 电气工程自动化与节能设计的概述
2.1 电气工程
电气工程是科技领域中的核心内容，简称EE，在各行各业以及寻常人们的生活中都有着广泛的应用。作为各大高校的重点专业之一，它与计算机信息和电子信息技术密不可分。随着科学技术的不断发展和更新，电气工程被赋予了更新的内涵和内容，从而不局限于以往生产电子产品和电子系统的定义，拥有了更广阔的发展空间。
2.2 电子工程自动化
电气自动化是目前的热门电气工程技术，实际上，无论在工程技术还是电子技术上，自动化技术都拥有着相当可观的前景，这与当前社会的发展和科技的进步是分不开的。随着经济的发展，对高新技术的要求也日益增加，就當前的市场现状而言，各种技术与设备的自动化成了主流。而电气工程自动化技术，对企业的生产和制造来说至关重要，其意义不仅仅在于节约劳动成本，提高工作效率，还在于降低劳动消耗，推动经济发展[1]。
从内容而言，电气工程自动化涉及众多领域的内容，包括电力学、计算机技术和信息技术等，因而具备相当高的应用价值。伴随着科技的不断进步，电气系统的复杂程度也在提高，除了简单的提供电力，还加入了更丰富的内容。如今的电气工程自动化还采用光纤作为传递信息的通道，不但极大提高了信息传递的效率和速率，还减少了铺设电缆的成本。
除了“自动化”，如今的电子信息技术也正朝着“智能化”的方向发展，现如今的许多电气设备能够实现智能在线监测，利用计算机技术，进行相关数据的采集。由终端反馈信息，方便对设备进行控制，同时还能实现全程的监控。这样，整个电气工程自动化系统就能够稳定并可靠地运行下去。
2.3 节能设计
在经济发展的过程中，节能环保是众多企业无法避免的问题，在将来的经济市场中，节能产业由于其较低的成本和损耗，必然会占据市场的主流。因此电气工程在实现自动化的同时，也要将节能的概念加入其中。从设计环节开始，做好节能设计工作，完善和优化电气设备的设计和安装方案，才能真正做到节能环保。
3 电气工程自动化与节能设计的应用
3.1 无功补偿
在电气工程中，除了设备的寿命与使用，线路的损耗也相当明显，而设备本身的寿命也受到线路损耗的影响。设备的线路损耗会影响系统正常的供电，还会导致电压不稳，从而影响设备甚至整个系统的功率。而功率降低，企业运行的成本也就越高，相对的经济收益会降低。常见的配电系统，主要是由配输电路线、升降变压器以及用户和供电中心等结构单元组成。在供电过程里，为不同的用电客户供电时产生的能量耗费中，无功功率占据的比例最大，耗费的能量最多。
针对这一问题，相应的无功补偿就显得十分必要。如果不加以控制，会导致整个电路的电压迅速降低，使得电能输送的质量有所降低。而企业可以通过相关的补偿设备对无功功率进行补偿，以保证供电质量，提供稳定的电压，从而在减少企业运行成本的同时，节约了电能，提高了企业的经济效益[2]。
而企业在进行电气自动化系统中无功功率的补偿时，也要科学规范，保证后续投切开关和传统补偿电容内部循环投切比例合理，以免补偿效果达不到预期。具体有以下三点要求：①通过计算电器的自然功率和电容量来确定电容的固定容量。同时要注意在电路中接入相应的电抗器以消除在无功补偿措施中产生的谐波。②選用无功功率为标准，确认投切参数，以遏制过度补偿、无功倒送以及投切震荡等问题。目前，应用最广泛和最常用的方法是模糊投切，可以在保证跟踪精准度的同时进行平衡调试。③按照一定的比例来分配旧的补偿电容，以便计算得出合理的结果。
3.2 变压器
变压器在电气工程自动化与节能设计中起到重要的作用，变压器的性能优劣对整个电气工程的影响很大。
就目前市场中常见的变压器而言，变压器本身由大量铜铁材料制成，且变压器的空载、负载损耗问题都比较严重，从而导致了大量的电能浪费。因此电气工程中的变压器要同时做到节能和稳定。节能可以有效减少功率消耗，而稳定性则可以使电流、电压以及整个电路达成稳态平衡。后者同样可以采用安装补偿设备的方法，以稳定电路负载，减少对变压器的损耗。
在实际进行变压器的应用设计和选择时，要将变压器本身对能源的消耗降到最少，并选择单相自动化补偿设备，以便在电气工程的自动化过程中协助调控电流以消除变压器负载失衡的隐患。
3.3 优化导线
作为整个电路的连接载体和电力通道，导线的质量至关重要。导线的电阻虽小，但是在整个电路中，导线的长度累积起来成了一个非常庞大的基数，任何微小的数据都会被放大。因此导线的电阻会额外损耗相当一部分的电能。为了减少这一部分的损耗，在进行设计时，需要考虑到导线的电阻问题，从而采用阻值较低、横截面大的导线材料。
此外，优化电路设计，尽可能地缩短线路长度，减少所采用的导线数量，也是非常重要的措施。在实际布置电路时，要尽量规避弯路和回头路的走线行为，这种操作会在小范围内消耗不必要的导线，相应的区域不美观也不整洁，容易引发事故，事后也不容易排除故障。除此之外，在设置变压器的位置时，也要尽量使变压器距离负载中心近一些，除了减少能耗，也有提高供电速率的作用[3]。
3.4 滤波器
滤波器在电气工程线路中的主要作用，就是消除谐波对电路造成的影响。在整个电气工程系统中，各种各样的设备产生的谐波会明显影响电路中电压的稳定性。因此参考节能的理念进行设计，运用滤波器阻止电器运行中的错误指令，稳定电路电压，能够降低故障和失误的频率，提高系统的运行效率，以达到良好的节能效果，切实实现节能发展。
3.5 优化配电
电气工程的最终目的就是为用户提供电力支持，因此在进行电力配置设计时就要考虑最优的配电计划。首先对配电系统进行优化，保证电量供应在用电设施的可负载容量内，制定可行且合理的供电计划。其次，要规范电气设备安装过程中的行为标准和操作步骤，并采用性价比较高的材料和设备。最后，要考虑在配电时各设备的配置，关键部位要选用质量优良的导线，保证整个系统的动态稳定。
3.6 高效运行
电气工程自动化系统要实现良好的节能效果，保证整个系统高效运行的目标，就要选取节能效果较好的电气设备。在电气系统自动化的节能设计中，一些能够减少电路损耗并将线路电荷均匀化的措施能够显著提高节能效果，还可以保证电路以及系统的安全运行，提高系统的工作效率。
【参考文献】
【1】李永胜.浅析电气工程自动化的节能设计技术[J].现代经济信息，2016（22）：316-317.
【2】冯家法.电气工程自动化及其节能设计的应用探究[J].建材与装饰，2015（51）：80-81.
【3】文成，李兴磊.电气工程及其自动化存在的问题及应对策略浅析[J].中国新技术新产品，2014（20）：56-57.
