电气工程自动化及其节能设计分析

发表时间:2021/1/28   来源:《当代电力文化》2020年第25期   作者:周静薇
[导读] 自动化信息技术将在电气工程发展中起着重要的促进作用
        周静薇
        宁鲁煤电有限责任公司 宁夏 银川 750000
        
        摘要:自动化信息技术将在电气工程发展中起着重要的促进作用,所以对其进行节能设计具有一定现实意义。本文简要分析了电气工程节能设计的原则以及重要性,并通过合理优化配电系统性能、融入PLC自动控制理念、优选自动化电能装置、降低自动化设备损耗等措施,以此促进电气工程的长远发展。
        关键词:电气工程;自动化信息技术;节能设计
        引言
        电气自动化相关技术以其安全、高效的工作生产质量,被越来越多的企业应用于现代电气工程中,已经具有一定发展规模,实践研究结果表明,目前,电气自动化相关技术的应用优势非常明显,具有进一步研究和推广应用的重要意义。我国电气工程企业应用电气自动化相关技术也大大提升了电气工程设备作业生产质量,从而能够满足我国在电气工程产业的技术需求,并有效促进了我国电气工程企业整体经济效益和我国整体电气经济效率的持续增长。然而,当前各类新型清洁能源在我国社会经济生产的应用日益深入,电气工程行业面临的自身技术市场竞争也日益激烈,并且在促进和发展电气自动化技术在我国应用的过程中也仍存在一些技术问题,因此,当前,相关企业的电气技术部门应当不断加强电气自动化技术应用的研发创新能力,并不断提高其推广应用力度和提升其实际应用能力,从而为发展我国电气工程服务提供基础。
        1电气自动化在电气工程中的应用
        1.1自动化分散测控系统
        如果发电厂想保证日常供电的稳定,保证可以及时满足大众需求,那么就一定要正视分散测控系统,基于此将电气自动化技术与电气工程相融合时,一定要注意自动化技术与分散测控系统的融合,以保证该工作人员可以对整体发电流程进行合理把控。通过调查可知,自动化分散测控系统主要包括以下几个部门:1)工程师工作站:这一部门是整个系统的核心部门,它的主要作用是对分散测控进行监测与维护,及时发现系统存在的问题并制定科学合理的解决方案,保证系统的稳定运转。2)运行员工作站:这一部门是整个系统的连接部门,它的主要作用是接收工程师工程站传递的指令,包含操作指令、生产指令等项指令,然后将这些指令继续下发。3)过程控制单元:这一部门是整个系统的基础部门,它的主要作用是接收上级部门所传递的信息,比如脉冲量、热电偶等电气信息,然后对所接收信息进行相应分析,已达到对分散测控系统的监测目的。
        1.2现场数据总线技术
        现场数据总线技术是指电气工程及其工业自动化技术领域的一种新型工业专用数据总线。现场数据总线控制主要用于解决现代工业现场的各环节的现场数据总线的传递控制问题,其技术特点主要是可靠、经济实用、简单等。在具体实操中,变送器电量收集器将控制系统所用电量,传送至系统主控制的微机,实现与各控制设施装置之间的数据沟通及电量数据实时传输和实时流通。
        2电气工程节能设计
        2.1合理降低电能的传输消耗
        电能在运输过程中,导线自身体特性,决定了必然存在一定的有用攻功率损耗,此种问题是客观存在的,难以从根本上得到避免。在所有的电力系统中,电能必须经过导线才能顺利传输,为降低电能损耗,就必须减少导线的电阻。根据物理学知识可知,导线电阻和导线横截面之间具有负向相关的关系,在节能设计中就可以通过此种关系来降低电气工程自动化的能耗,达到节能降耗的目的。比如:可以选择电导率更小的材质来制作导线,减少电能在导线上传输时的消耗量,或者增大导线的横截面积,降低导线电阻,减少电能消耗。也可以适当减少导线的长度,在设计时电气工程尽量布置在一条直线上,避免过多的弯路,以降低导线的总长度。在布置变压器时,变压器要尽量靠近电气工程的负荷中心,降低供电系统之间的距离。


        2.2合理优化配电系统性能
        在电气工程自动化信息技术基础上进行节能设计时,还应合理优化配电系统性能,促使自动化电气工程在优质的配电系统支持下稳定运行,进而达到最佳节能目的,并且还应注重配电系统导线横截面的有效控制,包括增加面积、延长导线长度等,促使电能拥有较高的利用率。同时,需保证配电系统在实际供电期间具有至少15s的断电可允许范围,适当安装自动切换设备,使其在断电期间不会与市电供电系统出现并联现象,而且针对400V线路,其电压降不宜>7%。此外,关于配电系统的线路半径应做好合理规划。比如,在380V配电线路中,其半径应≤500m,其中220V电压下半径需不超过1000m。在电气工程中应用自动化信息技术时理应确保它与配电系统具有较强的协调性,以免影响电气工程发展质量。
        2.3无功补偿设备的设计
        在自动化系统运行的过程中能够产生一定量的无功功率,直接影响电能的质量。为此,在进行节能设计的过程中应该重点设计无功补偿设备。在提高输电效率的同时降低输电的损耗,需要结合电网运行的具体情况和参数采取科学的无偿补偿形式,为提高电气工程自动化系统的运行奠定基础。最后,电力线缆。电力线缆是电气自动化系统的重要组成部分,在进行电缆选择的过程中应该结合系统运行的实际情况,从而保证输电导线的正常运行。现阶段,在电力电缆材料选择的过程中,科学选择铜质和铝质,铜质材料的主要优点是节能性好,经济性高。此外,铝质材料便宜,但是节能效果比较差,为此,在进行电缆选择的过程中应该结合实际情况进行,从多角度进行问题的考察。此外,低能耗光源的选择。如果选择照明光源的话,应该结合实际需求进行,尽量选择低能耗和效果好的照明设备,在实现节能目的的同时保证照明的正常。
        2.4选择有源滤波器
        电气工程自动化系统结构比较复杂,在实际运行过程中,难免会形成谐波,谐波对电气工程自动化造成的影响和危害都比较大,为消除谐波的影响,就必须应用有源滤波器。和无源滤波器相比,有源滤波器具有更加优异的动态性能,应用到电气工程自动化系统中,可有效过滤谐波,在设备发生误操作之前就及时阻止,避免引发更大的安全问题。如果条件允许,可选择多元有源滤波器,以增大电气工程自动化运行是的功率范围,提升运行效率,获得更大的节能效果。
        2.5电阻器
        电阻值的大小会影响电气工程能耗值。因此,应科学选择电阻器,以此运用电阻杜绝系统短路问题。一方面,可以从电阻器材质、尺寸、横截面等参数控制电阻器的阻值。另一方面,还应保证电能输送阶段不会产生较大的电流量。一般电阻器阻值越大,其能耗就会越大。对此,应尽量选择阻值相当的电阻器,并且依靠电气工程线路布置情况把控好电阻器性能,如大横截面电阻器或抗高温电阻器等,便于电气工程中的相关设备具备较强的稳定性。
        结语
        针对当前国内电气工程自动化的技术发展形势来看,未来必然要提升其能耗水平,并进一步推动节能设计,随着社会经济进入新常态化,以及我国的产业结构升级,可持续发展道路将成为我们国家社会发展与进步的重要方向,电气工程设计要必须通过节能设计的优化,满足相应的节能要求。只有这样才能够降低对环境的污染,以及降低对能源的消耗和依赖,走向可持续发展的道路。相关企业的研究人员要不断地深入探索和研究,从而提升电气工程自动化的节能水平。
        参考文献
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        [4]张立辰.电气自动化技术在电气工程中的应用分析[J].山东工业技术,2019(02):165+140.
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