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摘要:建筑能耗主要是指建筑机械设备运行过程中的能源消耗量,包括家用电器、照明、炊事、热水供应、暖通空调等多方面消耗要素。根据国家的相关规定,建筑机械设备的供配电节能改造由可再生能源利用、能耗监测系统、照明系统、电气工程自动化、外围护结构五部分组成。其中,电气工程自动化是建筑机械设备供配电节能控制的改造重点,是节能潜力相对较大的实用研究方向。
关键词:建筑机械设备;电气工程自动化;供配电节能
引言
随着我国科学技术的不断发展,一系列先进的技术产品也相继问世,而在电力行业的供应和分配过程中,也衍生出一门新技术,那便是电气自动化。一个新技术的研发总会为人们的日常工作带来许多变化,也促进了各种硬件和软件在工作中的有效结合,实现了对工作流程的有效检测和管控,还帮助电力系统和配电系统不断进行工作效率的优化,有效节省了工作中的人力成本,为用科学安全的用电环境提供了保障。
1应用电气工程自动化的必然性分析
供配电系统是整个电力供应系统中重要组成部分,其运行效果会直接对下游消费者的电力能源供应质量产生重要影响。由于城市化建设脚步逐渐加快,社会各个领域对于电能的需求量呈快速增长态势,传统供配电系统运行体系已经无法满足当前社会的实际需求,变压器功率偏低、系统故障率过高、供配电线路线损过高、系统超负荷运行等问题比较突出。长期在不配套的环境下运行供配电系统,不仅会给电力系统带来安全隐患,提升电气设备故障率,加快设备和线路的老化速度,还容易导致过载或者满载状态断电等情况频发,严重影响力电力供应质量和电力企业经济效益。电气自动化的推广应用,改变了传统供配电系统运行模式,减少了故障发生率,提升了系统运行安全系数。而且在电气自动化监控功能条件下,在发生故障时,系统可以自动完成故障位置确认、故障类型分析、故障处理方式确定,提高了故障处理效率,尽可能将负面影响降至最低,避免影响正常供配电工作。由此可见,在电力企业供配电系统中采用电气自动化是社会发展和电力行业领域改革的必然结果。
2供配电系统电气工程自动化中的关键技术
2.1现场总线技术
现场总线技术是应用在自动化系统子站中的常用技术,它是电气工程自动化的衍生产物,属于工业数据总线的运作模式,主要是实现控制设备与控制系统之间的信息传问题。现场总线技术的操作性是很强的,它可以实现点对点、一对多的通信目的,在传感测量以及分散控制等领域上仅仅通过现场设备的运用就可以实现对设备状态的诊断,它对于环境的适应性非常强的,本身具有一定集散控制系统,可以简化在子站系统中的设计内容。另外,现场总线技术也可以节省硬件的数量,不需要单独的控制单元,只通过分散在前端的控制设备就可以执行传感、报警以及计算等功能。它的安装过程相对简单,可以采用不同的设备构成一个集合系统,降低投资成本。现场总线技术就是智能化、数字化的有效应用,具有一定的标准性,在实际应用的过程中可以分为环形、星形、总线型以及树型四种结构。
2.2电气自动化技术
自动化技术在供配电自动化系统中的应用,主要是在于电气设备以及系统的运行以及维护等方面。对于当前的城市用电来说,它的分布与线路规划存在一定的不平衡,用电负荷的上涨导致停电等问题频繁发生,出现这种情况的主要原因就是供配电系统的运行存在问题,没有及时发现其中存在的故障,在维护上具有一定的滞后性。电气自动化技术在电网供配电自动化系统中的应用可以有效地实现对电气设备的实时监控,它可以对设备的运行状态进行有效地捕捉,通过对相关参数信息的分析,判断是否处于异常状态,同时还可以启动预警功能,有效地避免停电等电力故障问题。相较于过去的人工巡检来说,电气自动化技术可以有效地提高系统运行中的效率和质量。但是需要注意的是,在电气自动技术的运行过程中,需要有关人员对其进行相应的优化和统一,使其具有规范的运行标准,加强与不同设备的有效连接,当发现故障时,可以缩短处理的时间,提高它的准确性,同时也需要提高工作人员的综合素质,实现对电气自动化技术的进一步了解,熟悉它的运作模式,从而提高它的应用效果。
3建筑机械设备电气工程自动化的供配电节能控制
3.1供配电平台的选择与搭建
建筑机械设备电气工程自动化网络的供配电平台由高压配电柜、低压配电柜、直流屏、EPS等多个设备结构体共同组成。其中,自动化主机可在建筑信息通讯线的作用下联合UPS设备与机械变压器,对下级供配电元件进行节能调试,并将建筑信息数据反馈至直流屏中。低压配电柜位于供配电平台顶层,可对高压配电柜发出电量调试指令,并可借助EPS元件实现对建筑机械设备能耗量的节能化控制。一般情况下,自动化主机多选择型号为STM32F103VBT6的供配电调试芯片,能够根据低压配电柜、高压配电柜的连接表现形式,更改主机接线柱的实际控制位置。
3.2控制执行功能软件
建筑机械设备电气工程自动化可对供配电节能设备的末端节电进行直接控制,且能够通过微处理器芯片,实现对I/O输出信号的调试。一般情况下,在整个节能调控过程中,供配电继电器与接触器始终保持兼性相连的应用状态。出于实效性考虑,控制执行功能软件必须同时具备建筑内照明设备、特殊用电设备、分散式空调、办公设备等多项自动化调试能力,且相应功能软件的设计与实现需要遵照建筑机械设备电气工程自动化的具体需求测量进行调试与编译。
3.3节能管理上机位
建筑机械设备电气工程自动化网络的节能管理上机位开发采用易控的软件操作平台,可在已知控制执行功能软件连接需求的基础上,建立全新的组态软件或人机界面。节能管理上机位能够独立完成供配电信息的监控与调试,它能从建筑机械设备中采集各类应用信息,并将其以图形、图像等比较直观的方式表现出来。通常情况下,在节能管理上机位节点的作用下,电气工程自动化网络可对建筑机械设备进行实时监控,并可将各类信息分别存储于数据库软件之中。设s0代表最小的建筑机械设备自动化调试系数,sn代表最大的建筑机械设备自动化调试系数。在上述物理量的支持下,可将节能管理上机位连接条件定义为:
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其中,φ代表建筑机械设备的供配电节能系数,β代表特定的建筑工程耗能控制条件,l1、l2分别代表两个不同的建筑机械设备耗能量。至此,完成各项物理系数指标的计算与处理,在不考虑其他干扰条件的情况下,实现建筑机械设备电气工程自动化供配电节能控制方法的顺利应用。
结语
在电气工程自动化原理的作用下,建筑机械设备的供配电节能控制方法可联合中央控制元件与现场控制元件,搭建稳定的供配电平台,且由于控制执行功能软件的存在,节能管理上机位节点能够得到较好调试。从实用性角度来看,IPU指标数值与TSR指标数值的增大,能够在控制建筑机械设备电气工程运行电耗成本的同时,提升建筑物的用电能耗比水平,符合供配电节能控制的实际应用需求。
参考文献
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