电气工程自动化信息技术及其节能设计分析

郑庆强，韩 波，韩玉勇，倪 飞（通信作者）

（1枣庄职业学院 山东 枣庄 277800）

（2枣庄科技职业学院 山东 枣庄 277599）

（3江苏省盐城技师学院 江苏 盐城 224002）

0 引言

随着国家科学技术的进一步增强，电气工程信息化技术逐步提高。在电气工程自动化系统加入节能后，不但能够减少对电气资源的消耗，解决了现阶段我国资源严重短缺的情况，还可以保证电气工程自动化系统内的设备正常工作，降低设备事故的发生率，从而提升电气工程的自动化节能技术，有效降低资源消耗。这一政策与当前的基本国情相吻合，从而对我国的高速发展有着重大价值。

1 电气自动化技术的应用条件分析

为了达到供电自动化信息技术在供电过程中的合理运用，就需要满足相应的技术规范和应用要求[1]。首先，需要建立一套完善的信息系统。自动化作为一项现代技术科学，得到蓬勃的发展，很大的一个因素就在于现代计算机技术的发达。所以，为了提高电气自动化工程技术在现代电气工程建设中的使用质量和技术水平，就应当充分利用现代计算机技术作为前提条件和物质基础，其中最重要的就是监控设备和配电网两项基础技术。实现电气自动化，会经过一个漫长的开发阶段，它需要随着电气系统的进一步开发不断发展。所以，供电企业必须先要建立必要的自动化电网，再加上各项科学技术的保障，才能完成电气自动化工程。

2 电气工程自动化信息技术概述

随着市场形势的日益变化，企业需要采取提高效率的方法来增强企业的竞争力。目前，由于中国科学技术水平的日益提升，电气工程及其自动化技术也受到了科学与自动化技术的巨大影响，使得电气工程及其自动化技术已成为目前我国电气及自动化技术所必须深入研究的重要技术之一[2]。借助电气工程自动化信息技术使其能够完善电气工程的过程，从而提升企业效率。利用这项技术还能够进一步节省企业日常管理工作中的人力资源，有效减少企业运营成本，提高企业效益，增强企业的市场竞争力。

3 电气工程自动化技术的重大意义

3.1 降低成本，提高制造质量

电气工程自动化技术是现阶段电气行业应用产品的主要部分。电气工程信息化技术对企业提高生产质量有着很大的帮助。比方说，企业在发展产品时，把自动化技术和信息化技术有效融合，这既可以推动企业科学经营，也可以有效减少企业生产的成本，为今后企业的经营打下基石。

3.2 节省人力资源，保护自然环境

随着人类社会经济水平的日益提高，人类对环境资源的需求也愈来愈高。各大企业在蓬勃发展进程中，也在朝着环境友好型方向蓬勃发展。企业利用电气工程自动化技术，省去了一定量的剩余劳动力，减少了能耗，为生态环保提供了必要条件。所以，许多企业利用电气工程自动化技术，将企业实际开发的情况与其加以融合，可以为今后企业扩大规模创造条件，为今后提高企业整体经营的效益产生较大的促进效果。

4 电气工程自动化信息技术现状

4.1 自动化的电气能耗过大

目前，电气工程及自动化领域的节能技术，还缺乏系统的发展。有关的技术人员在研发电气工程自动化产品中，往往只是使产品满足客户的产品需求而不注重节能技术，使得其电气自动化工程能耗成本过高。

4.2 在生产活动中的产品用途单一

现阶段，电气工程自动化技术仍然在电气行业中扮演着主要作用，在生产过程中也得到了应用。不过，根据生产的实际状况，现阶段的技术仍然存在某些缺陷。比如说在大量生产过程中，电气工程自动化技术在生产与制造领域中的作用相对独立，没有相应的能力。而当电气工程自动化技术在现场使用时，由于其设计相对简单，而且有时候又必须和多个装置设备进行协同，所以很难独立实现一定的任务要求。在实际工作的操作过程中，也很难进行数据交换，又或者是在实施自动化控制时没有实施能力。基于以上原因，在企业生产流程上，也存在着不少的缺点，它在一定程度上使企业生产的过程显得较为杂乱，也不利于产品工艺的革新和开发。

4.3 信息化建设缺乏完整性

随着互联网技术的发展与变化，整个产业在发展进程中，也更加依赖网络信息化技术。各个企业都想要通过合理利用网络自动化技术来节约一定的成本，也希望可以推动企业健康发展。电气工程与自动化领域还没有系统的技术标准。不同企业在实际制造过程中，由于现场条件差异，采用的制造设备与产品要求有所不同，这也将严重干扰企业电气自动化装置之间的适应性，从而加大企业自动化控制的困难。自动化技术与节能设计没有一致性，在实现数据互动上面临一定的障碍，不利于企业完成自动化设计的目标任务。

5 在电气工程及自动化科技中的节能管理系统

5.1 降低电能传输损耗

电气在输送中往往会产生损失，一旦线路设置不当或是输电网质量未达到相关要求，将导致电气损失越来越严重，如图1所示。所以，必须尽力减少电能输送过程中的损失。首先，必须按照电气工程的具体使用要求做好发输电线设置的方案。其次，定期维护输电导线，不但能够延长输电线的使用寿命，而且还能够减少输电导线的运行成本。再次，合理选用输电线缆，以进一步提高输电线缆质量。在合理选用电缆的过程中，还必须选择输送功能好的电缆[3]。这不但能够避免在电气的输送过程中出现浪费，而且有助于进一步提高节能效率。

图1 电力调度自动化控制系统设置图

5.2 对变压器进行合理的选择

对配电控制系统来说，变压器是一个十分重要的组成部分，同时也是影响整个电气工程自动化过程信息技术节电效率的关键因素。所以，在实施节电设计的过程中，就一定要对变压器材料做出正确的选择，而由于变压器的材料不同，其在工作环境中产生的影响也就不尽相同，比如铜质变压器在对工作过程的输出电压影响方面要远远小于铁质变压器，所以在实施节电设计的过程中，就要尽量地选择铜质变压器。而如果想要进一步提高其节电效率，就要保证所选用变压器存在相对较低的能源消耗问题，以便于有效降低产品在使用过程中的能源耗费。当然，对变压器的选用也一定要以设计项目的具体要求和企业节电项目为依据。首先，必须要保证变压器的节电功能，具备了高效节电功能的变压器就可以有效降低对各种因素的干扰，但一旦不具有高效节电功能，则会因为过多能耗的干扰导致其产生功率突然增加的现象，从而难以获得一定的效益。第二，要对变压器内部的电压进行适当管理，以提高其电压平衡度，避免因为电压的不平衡而对变压器产生影响，由此才能提高其节电效率。

5.3 对电气工程自动化的应用效率进行提升

企业若想对电气自动化设备实现最有效的利用，就一定要有相关的技术设备做保障，从而使其运行投入有效地减小。而企业为了在节能工程中实现这一目标，首先，就必须对系统设备进行集成，并加强各种设备间的连接，由此就可以提高电气的传递效率与输出能力，从而尽量减少工作人员的工作时长，这就对设备效率的提高和节能效果的达成有着十分积极的意义，并且还可以在减小设备消耗的同时，将设备使用寿命适当延伸。其次，必须在系统内部形成一种高度智能的控制系统，尽量减少系统的工作频率，并以此实现降低系统能耗的目的[4]。再次，在实施节电系统的过程中，必须针对负载参数进行考量，并要根据各装置的实际管理工作状态，进行负荷的调节操作，以使得系统负载能一直处于稳定状态下，在提高系统电气输送效能的同时，也使资源浪费问题得到合理处理。

5.4 改进配电系统的设计

电气工程在自动节能设计过程中，应当注意改善供电控制系统的设计工作。在改善供电控制系统的过程中，与电气工程自动化的实际情况有机地结合，从而改善供电控制系统的产品设计工作。如图2所示，使电气自动化装置和供电控制系统互相配合，进而完善电气工程自动化装置工作的协调性，从而提高电气工程自动化装置的效率。在电气工程自动化设备的运营过程中，必须对各个环节都实施严密的管理与监控，以使得电气工程自动化设备系统化，确保电气设备之间能够协调的工作。同时必须保证电气工程自动化设备在运营过程中供应充足。

图2 电气工程自动化节能控制系统示意图

5.5 选用无功补偿装置

在选用无功补偿装置的设计中，首先应该从两方面加以设计。一方面，必须根据电气自动化装置的具体工作参数，选用相应的电压容量的无功补偿装置。而另一方面，又必须按照设备的实际工作情况选用无功补偿装置。如果设备的符合率很低，就必须采用静态技术。而如果设备的符合率很高，也可选用动态技术。在装置的处理过程中，一般应选用适应能力很高并能够精确跟踪的模糊投切技术，以进一步增强补偿作用。

5.6 结合自动化技术进行节能设计

自动化技术在电气工程等自动化系统中的运用，能够进一步地改善对系统的控制。虽然以往的自动化技术中仍旧要求大量人工操作参与，尤其要采用大量人工监测设备和控制装置的运行状况。但是，借助自动化技术的运用，就较合理地减少了人工操作的出错率，从而保证工程的高效性。这主要是因为，自动化技术有着突出的集成特性，可以把相对繁琐的使用程序加以精简，并采用集成化管理的方法提高了总体的工作效能。特别是对于生产规模很大的企业而言，通过采用集成的管理手段，以总体的管理视角进行节能管理，就能够取得良好的节能效益。在设备的实际操作阶段，由于能够利用图表形式的提示，对不同设备的操作状况加以揭示，从而能够比较精确地知悉异常状况，并适时对设备运行状况加以调节。特别是在设备能源消耗过度的情况下，利用图表形式的控制操作，就可以比较有效地找到设备操作中出现问题的部分。

6 电气工程自动化技术的实际应用

6.1 有源滤波器与信息技术的应用

在实际生产中，电气工程自动化装置的使用引起的振动容易形成谐波，干扰配电装置的可靠性。有关人员希望减少人为因素引起的噪声干扰，能够在装置上增加滤光器，从而改善配电价格控制系统的安全性。有关人员还需要意识到使用现代信息科学技术的必要性，通过使用现代信息技术连接各种电气工程自动化装置，增强生产的协调性，进一步提高电气工程自动化的稳定性和系统化，减少资源损失[5-6]。

6.2 在电气自动化故障诊断中的应用

电气自动化系统不但设备类型较多，并且各个种类的设备工作方法也具有较大不同。电气自动化系统和设备工作方式的安全性有着非常密切的关系，当合理使用电气自动化设备工作时，能够利用电气自动化方法所获取的信息分析设备工作的真实状态，以确定设备事故原因。如图3所示，在电气自动化系统工作时，一旦发生了事故问题，采用常规方法，工作人员无法准确判定事故部位以及造成事故的因素。而工作人员通过电气自动化方法可以正确查找事故部位，分析造成的事故因素，从而减少了事故调查费用。此外，使用电气自动化技术还能够准确分析系统中出现问题的情况信息并发布预警，从而指导工作人员及时排除故障[7-9]。

图3 电气自动化故障诊断中的应用

7 结语

综上所述，在当前阶段，由于自动化信息技术的纵深发展及其在各个不同应用领域与产业之间的高度融合，针对电气自动化技术发展与节能设计过程中面临的一些难点问题，要以不同的视角开展更深层次的探究，并积极开展一系列工作，做出相应的举措与方案对策，从而促成问题的逐步破解，并推动电气工程的总体品质提高。