探究电气工程自动化及其节能设计的应用

马东东

摘要：电气工程是影响我国经济发展的重要因素，同时也是高能耗工程之一。基于此，本文首先从概念、发展现状以及发展趋势等方面对电气工程自动化进行了详细介绍，其次，从安全性、环保性以及可持续性等方面对节能设计原则进行了探讨，最后从变压器、电线、无功补偿设备以及电力电缆等方面分析了节能技术的应用，希望可以为我国电气工程绿色化、自动化等的发展提供一些帮助。

关键词：电气工程；节能设计；自动化

引言：

社会经济的可持续发展为电气工程自动化提出了全新要求，要求其不仅要为社会创造良好的用电环境，同时也要注重节约能源、保护环境。因此，对于电力企业来说，应该在新时期背景下对电气工程自动化进行重新审视，对不足之处进行有效完善，并加大节能设计力度，增强电气自动化的节能效果，进而对社会需求进行有效满足，提高自己的核心竞争力。

1电气工程自动化

1.1概念

电气工程自动化属于一种高新技术产业，主要体现在电子应用技术、网络控制技术、机电一体化技术以及计算机技术等众多方面，通过先进技术手段对系统进行操作、监视和控制。其特点在于实现了软硬件结合、机电结合以及强弱电结合；实现了各种先进技术的有效融合，比如电子技术和电工技术的融合、自动化技术和计算机技术的融合等等，大幅度提高了电气工程的自动化发展水平。

1.2发展现状

一方面，系统集成性较低。从结构的角度来分析，电气控制系统具有规模化以及复杂化等特点，要想全面发挥该系统的作用，就必须实现它的有效集成，但是，目前多数电力企业的控制系统都较为独立与分散，降低了系统的整体运行效果。

另一方面，系统网络化建设水平较低。现阶段，对于电力企业来说，还没有实现网络技术和电气工程的有效结合。由于电气设计人员缺少对网络技术的正确认识，导致他们在对电气系统进行设计时，并没有充分利用网络技术对系统架构进行科学设计，降低了系统的运行效果。另外，对于系统的各个模块来说，也存在接口匹配问题，对信息交流造成了阻碍，进而为系统运行带来了一些不利影响。

1.3发展趋势

第一，智能化发展趋势。智能技术属于物联网技术和人工智能相结合的产物，被广泛应用在电气系统当中，促进了电气工程的智能化发展。现阶段，电气工程的智能化主要体现在控制手段、控制系统以及电气元器件等方面，进一步提高了电气工程的自动化水平。随着智能技术的不断发展，其在电气自动化中的作用以及地位等也会更加明显，在未来，可以将智能技术和电气系统设计、电气系统制造以及电气系统运行等进行充分融合，进而实现电气自动化的快速发展。

第二，网络化发展趋势。将电气自动化和网络技术进行有效结合，能够对电气系统的运行效果进行有效保障，有利于促进我国的经济建设。对于电气自动化系统来说，可以利用网络技术进行信息交互，对决策、设计以及制造等进行一体化管理，同时也可以利用网络技术对系统中的子系统以及各个元件等进行有效管理与监控。另外，也可以利用网络技术对电气控制系统进行建立，对电气数据进行采集、对工艺流程进行控制，并对监控操作站和数据通信系统进行联网，进而对整个电气工程进行有效控制，增加电力企业的综合效益。

第三，绿色化发展趋势。在绿色、环保、节能等理念的影响下，电气工程也在朝着绿色化的方向发展，通过节能技术的充分运用来降低能源损耗。在未来，电气工程可以将制造技术和绿色化生产进行有效结合，加大对绿色材料、绿色工艺以及绿色技术等的研发力度，进而实现绿色、节能的目的[1]。

2节能设计原则

首先，需要遵循安全性原则。对于节能设计人员来说，需要具备安全观念和整体观念，不能只注重节能效果，而忽略了安全因素的存在，应该在确保安全性的基础上，实现电气自动化的节能设计。

其次，需要遵循环保性原则。设计人员在进行节能设计时，需要对节能环保进行充分考虑，对环保材料进行充分运用，对绿色工艺进行积极引进，对资源以及能源等进行有效节约，进而实现社会、经济以及环境等的协调发展。

最后，需要遵循可持续性原则。设计人员在节能设计过程中，不仅需要和节能减排标准相符合，同时也需要对人们心理需求进行有效满足，做好能源节约规划，对能源消耗量以及污染物排放量等进行有效控制，进而实现电气工程的可持续发展[2]。

3节能技术的应用

3.1变压器的节能设计

在电气自动化当中，变压器是主要的能耗来源，是由绝缘材料、硅钢片以及铜片等组成的，所以要想对变压器进行节能设计，就必须对其的构成要素进行合理选择。其中，在对绝缘材料进行选择时，可以优先选择铜质材料；在对硅钢片进行选择时，应该对它的薄度进行有效控制，在满足设备运行要求的前提下，尽可能实现硅钢片薄度的最小化。在对变压器的容量以及数量等进行配置时，需要对尺度进行有效把握，根据实际情况对容量进行科学确定，在数量方面，需要避免多台使用，一旦需要多台使用，那么可以利用并联的方式，这样不仅可以提高其运行效率，减少能量损失，同时也可以对安全性进行有效保障。另外，在对节能变压器进行使用时，需要对接线方式进行合理选择，对长时间运行以及超负荷运行等问题尽量避免，进而全面发挥它的节能效果。

3.2电线的节能设计

电能主要是利用电线传输的，由于电线本身存在电阻，因此会对电能进行损耗，要想解决这一问题，就需要对电线进行节能设计，在减小电阻的基礎上，降低电能损耗。首先，需要合理选择传输线路，尽量保持直行排线，对线路长度进行有效缩短。其次，需要对电缆进行合理选择，对它的传输能力进行有效保障，进而提高电流的传送能力，降低传送损耗。再次，需要对变压器进行合理摆放，尽可能将其放在负荷集中区域的附近，在缩短路程的基础上减小电阻。最后，需要合理选择电线的横截面，通常横截面越大，那么其电阻就越小，电能损耗也就越低。

3.3无功补偿设备的节能设计

在电气系统进行运行时，无功补偿设备会产生一些无功功率，不仅会降低电能质量，同时也会加剧输电消耗。因此要想增强电气自动化的节能效果，也需要对无功补偿设备进行合理设计。在这个过程中，可以根据电网运行情况、运行参数以及补偿效果等，对无功补偿方式进行科学选择，进而提高输电效率、降低输电损耗。

3.4电力电缆的节能设计

在对电力电缆进行节能设计时，需要根据电气系统具体情况，对电力电缆进行合理选择，确保输电导线可以稳定运行。现阶段，市场上的电力电缆多数都是一些铜质材料或者是铝质材料，其中铜材料比较贵，但是它的经济性高、节能效果好；而铝材料则比较便宜，但是它的节能效果较低。因此在对电力电缆进行选择时，应该视情况而定，如果想要确保电气工程的安全性以及节能性，那么可以优先选择铜质电缆[3]。

结论：

总而言之，要想实现社会以及电力企业等的可持续发展，就必须做好电气自动化的节能设计工作。对于设计人员来说，应该在明确电气工程自动化概念、发展现状以及发展趋势等的基础上，结合安全性、环保性以及可持续性等原则，对变压器、电线、无功补偿设备以及电力电缆等进行合理设计，将智能技术、网络技术、绿色技术等进行有效结合，进而提高电气自动化的发展水平。

参考文献：

[1]王伟. 探究电气工程自动化及其节能设计的应用[J]. 工程技术：全文版，2016（11）：00256-00256.

[2]孔德腾. 电气工程自动化系统中节能设计技术的应用研究[J]. 城市建设理论研究：电子版，2014（20）.

[3]王立军. 电气工程自动化系统中节能设计技术的应用分析[J]. 中国科技博览，2014（22）：277-277.