電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)綜述
時(shí)間:2022-10-25 08:53:02
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隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人們對電力的需求量也越來越多,所以在此背景之下電氣工程的自動(dòng)化以及節(jié)能設(shè)計(jì)就顯得十分重要,對此進(jìn)行探究也是非常有意義的,本文就將對電氣工程的自動(dòng)化還有節(jié)能自動(dòng)化設(shè)計(jì)進(jìn)行探究的分析。目前我們對電力需求量的增加還不是電氣工程所面臨的唯一一個(gè)重要問題,我們的能源短缺、資源浪費(fèi)嚴(yán)重也是非常棘手的問題,在這種情況下,必須要對電氣工程自動(dòng)化進(jìn)行進(jìn)一步探究,并且要分析電氣工程節(jié)能自動(dòng)化技術(shù),研究、生產(chǎn)和維護(hù)節(jié)能自動(dòng)化設(shè)備,這樣才能在實(shí)現(xiàn)推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的同時(shí)減少資源的浪費(fèi)。
1電氣工程自動(dòng)化的概述和特點(diǎn)
1.1電氣工程自動(dòng)化的概述。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)其實(shí)就是在企業(yè)的生產(chǎn)過程當(dāng)中和我們的生活過程當(dāng)中應(yīng)用AI的最普遍的例子,該項(xiàng)技術(shù)可以在企業(yè)的生產(chǎn)過程中應(yīng)用到對生產(chǎn)系統(tǒng)的監(jiān)管和控制中去,還能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行自動(dòng)智能化的處理,并且讓我們從使用電纜設(shè)備傳輸信息進(jìn)步為使用光纖進(jìn)行信息的傳輸,其重要性可見一斑。1.2電氣工程自動(dòng)化的特點(diǎn)。(1)融合多項(xiàng)技術(shù),涉及多個(gè)領(lǐng)域電氣工程自動(dòng)化融合了很多項(xiàng)技術(shù),它不僅僅同計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電力電子技術(shù)等關(guān)系密切,還必須要和機(jī)械的自動(dòng)化應(yīng)用進(jìn)行結(jié)合,只有這樣,電氣工程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)工作才能得以開展,只有這樣電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)才可以有效運(yùn)行。也正是由于電氣工程自動(dòng)化所融合的技術(shù)之多,使得其在各個(gè)領(lǐng)域都可以大顯身手,而其在各個(gè)領(lǐng)域中都有應(yīng)用也是目前的一種發(fā)展趨勢。(2)實(shí)用性極強(qiáng)電氣工程自動(dòng)化在諸多領(lǐng)域中的有效應(yīng)用體現(xiàn)在電氣工程自動(dòng)化切實(shí)提高了生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率,提升了企業(yè)的效益,這是由于電氣工程自動(dòng)化的實(shí)用性使得其在企業(yè)中可以得到實(shí)際應(yīng)用。尤其是將電氣工程自動(dòng)化應(yīng)用到對技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行控制的時(shí)候,電氣自動(dòng)化工程能夠自動(dòng)對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試,確保生產(chǎn)自動(dòng)化,從而加快生產(chǎn)速度,提高生產(chǎn)的效率和企業(yè)的效益。電氣工程自動(dòng)化的實(shí)用性是它的一大特點(diǎn),也正是由于這樣的特點(diǎn)使得電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展情況越來越好,發(fā)展前景也越來越好。
2電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的意義和要素
2.1電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的意義。現(xiàn)如今,人們的生活已經(jīng)無法脫離電氣自動(dòng)化,更是和電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)也無法分開了。電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)不僅僅能夠減少電能的浪費(fèi)和損傷從而達(dá)到減少資源浪費(fèi)的目的,同時(shí)也能夠保證電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中不會(huì)出現(xiàn)意外情況和故障。應(yīng)用電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù),是對環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),也是符合我國國情的,不僅有利于人們的生活也有益于國家的發(fā)展,可以說是意義重大。2.2電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的要素。(1)安全安全不僅僅是開展電氣工程自動(dòng)化的必備條件,也是電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的一項(xiàng)重要要素,這里的安全指的不僅僅是電氣工程的安全,還有各項(xiàng)電氣設(shè)備包括電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)備的安全,我們的目的確實(shí)是要減少資源浪費(fèi),但是不能因?yàn)檫^于重視目的而忽視過程忽視對電氣工程自動(dòng)化的安全保障工作,否則的話,不但目的達(dá)不到,還有可能會(huì)造成更大的損失。要注意的是,安全作為電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的一項(xiàng)重要要素,也是一項(xiàng)極其容易被忽略的要素,相關(guān)工作人員喊起口號(hào)非常簡單,但是要想把安全意識(shí)深入到人心當(dāng)中,貫徹到工作當(dāng)中,是非常困難的,所以安全問題在電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)當(dāng)中,也就顯得更加重要了。(2)先進(jìn)在現(xiàn)在這樣一個(gè)科技化的時(shí)代,各項(xiàng)技術(shù)比拼的更多都是先進(jìn)程度。更先進(jìn)的技術(shù),代表的不僅僅是這項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)年份的早,代表的更是技術(shù)內(nèi)容上的更新和內(nèi)容上的換代,代表的是這項(xiàng)技術(shù)的有效性以及這項(xiàng)技術(shù)所帶來的全新的優(yōu)點(diǎn),對于電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)來說也是如此。只有使用最先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù),電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)才能有更多的應(yīng)用領(lǐng)域,并在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱顯示魅力;只有最先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)才能建設(shè)最先進(jìn)的電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)備,才能在最大程度上保障工作效率,在最大程度上減少資源的浪費(fèi)。(3)環(huán)保電氣工程自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的目的就是節(jié)能減排、減少浪費(fèi),由此可見該技術(shù)的另一重要要素是環(huán)保。現(xiàn)如今,環(huán)保問題是全世界人民共同面對卻要各自去努力解決的一個(gè)問題,電氣工程自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)就是我們實(shí)現(xiàn)環(huán)保的一個(gè)重要途徑,而且此項(xiàng)技術(shù)還能夠提高企業(yè)的效率和經(jīng)濟(jì)效益。
3電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用
3.1采用無功功率補(bǔ)償設(shè)備。供電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)主要由變壓器和輸電線路以及配電線路等組成,所以在傳送電能的時(shí)候,電流要在各個(gè)供配電系統(tǒng)的組成部分中流動(dòng),因此在整個(gè)運(yùn)行過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生較多電能的損失從而造成資源和能量的浪費(fèi),在這些浪費(fèi)的資源和能量當(dāng)中,由無功功率而導(dǎo)致的能源的浪費(fèi)占很大一部分。無功功率對電網(wǎng)的影響非常的大,不僅僅會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的運(yùn)行狀況變得很差,還會(huì)使電路的電壓降低,從而降低電路的運(yùn)輸電質(zhì)量。如果可以改變電路功率的參數(shù),使電路的電壓和運(yùn)行的狀況都處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài),那么就可以保證電路的運(yùn)輸電質(zhì)量。所以選擇并使用無功功率補(bǔ)償設(shè)備,對于電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)來說,是一個(gè)必須的選擇,唯有從根本上減少無功功率造成的浪費(fèi),才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能這一目的。但是應(yīng)用無功功率補(bǔ)償設(shè)備的時(shí)候要注意,必須要根據(jù)電力系統(tǒng)中配電器電壓的容量以及額定功率來確定電力設(shè)備的容量的多少,還要注意如果在設(shè)計(jì)無功功率補(bǔ)償設(shè)備的時(shí)候出現(xiàn)了問題,那么首先要做的就是將整個(gè)線路中的設(shè)備的連接方式由并聯(lián)改為串聯(lián),這樣可以有效降低出現(xiàn)事故的風(fēng)險(xiǎn),然后再對無功功率補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行分析和檢查,找出具體問題所在。3.2盡量使用有源濾波器。在電氣工程自動(dòng)化的控制過程中,人工控制容易出現(xiàn)問題,如果工作人員在工作的時(shí)候不用心,那么出現(xiàn)問題也是我們沒有辦法阻止的,如果是新員工數(shù)量多的時(shí)候產(chǎn)生的諧波數(shù)量也更加多,諧波和基波共同作用會(huì)對電網(wǎng)產(chǎn)生很大的影響,會(huì)使得電壓處在不平穩(wěn)的狀態(tài)。而對于以上情況,最有效的解決辦法就是濾除電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中的諧波。有源濾波器可以有效濾除諧波,它可以同時(shí)濾除2至50次的諧波,并且可以對諧波進(jìn)行2至50次中的任意次數(shù)的有效補(bǔ)償,它的有效體現(xiàn)在整個(gè)過程的時(shí)間不會(huì)超過340μs,此外有源濾波器還能夠精確地濾除諧波,因?yàn)槠渌褂玫?DSP+CPLD的控制方式,該控制方式為全自動(dòng)化的控制方式。3.3優(yōu)化配電系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案。電氣設(shè)備必須要在電力系統(tǒng)中必須做到隨時(shí)都可以發(fā)揮作用,對于電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)來說,不得不重視這些點(diǎn),所以在保證電氣工程自動(dòng)化和節(jié)能性的情況下,對于配電系統(tǒng)的改造和設(shè)計(jì)方案更是要進(jìn)行優(yōu)化才行。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的時(shí)候,必須要保證可以有效地控制電氣設(shè)備,使電氣設(shè)備可以有效滿足電路需求比如滿足負(fù)載需求。在實(shí)施項(xiàng)目的過程中,要全力保障電路的安全,必須全面發(fā)揮導(dǎo)線的絕緣性,在走線的時(shí)候要留出合適的絕緣的距離,這樣一來就可以保證導(dǎo)線不會(huì)過度發(fā)熱,使導(dǎo)線的負(fù)荷能力不會(huì)下降,從而保證電氣設(shè)備的安全,此外還要注意配電系統(tǒng)的接地以及防雷。3.4合理選擇變壓器。變壓器是電氣工程自動(dòng)化中不可缺少的重要組成部分,它的作用非常的多,包括對電壓的轉(zhuǎn)換和對電流以及功率的控制,也正是由于其較多的作用導(dǎo)致它耗能非常的大,所以如果可以合理選擇變壓器,有效降低和減少變壓器所消耗的能量,那么就能夠?qū)崿F(xiàn)有效節(jié)能。(1)變壓器材料的選擇在選擇變壓器材料的時(shí)候,從節(jié)能的角度出發(fā),但是同時(shí)也要保證變壓器良好的性能和質(zhì)量,所以就可以同時(shí)選擇銅片材料和硅鋼片材料以及絕緣材料,這樣才能夠有效節(jié)能。(2)銅材料電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程當(dāng)中,電線和配電柜中所產(chǎn)生的能量損失非常的多,其中有效降低能量損失的方法就有使用銅材料,這樣的話變壓器在空載運(yùn)行的時(shí)候就會(huì)減少一些能源的消耗,從而實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)。(3)節(jié)能變壓器節(jié)能變壓器應(yīng)當(dāng)被優(yōu)先應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中,因?yàn)楣?jié)能變壓器不僅僅具有普通變壓器的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也具有節(jié)能的作用,現(xiàn)在隨著科技的發(fā)展,節(jié)能變壓器的種類越來越多,比如S10型號(hào)的變壓器和S11型號(hào)的變壓器等,都是節(jié)能變壓器。但是在應(yīng)用節(jié)能變壓器的過程當(dāng)中要注意合理地選擇接線方式,這樣才能保證節(jié)能變壓器的功能可以全部展現(xiàn)出來,還要注意不能讓變壓器長期地超負(fù)荷運(yùn)行,否則的話,不僅僅會(huì)造成電能和資源的浪費(fèi),也會(huì)對變壓器自身造成嚴(yán)重的磨損。3.5降低電能在傳輸過程中的損耗。電能在傳輸過程中的損耗主要就是由于電線電阻而產(chǎn)生的損耗,在電力系統(tǒng)當(dāng)中,所選擇的電線截面如果太小,電線的電阻率過大,線路超負(fù)荷工作,最終就會(huì)增加電能的損失,也就會(huì)造成電能的不必要損耗。除此之外,線路的規(guī)劃情況也會(huì)對電能的傳輸造成極大的影響,一般來說,線路的規(guī)劃如果不科學(xué)的話,就會(huì)造成對于可以就近提供電能反而從較遠(yuǎn)的地方提供等諸如此類的問題,那么就會(huì)產(chǎn)生更多電能的損耗。如果在線路不變的情況下,增大電線的橫截面積,會(huì)減少電線將要產(chǎn)生的電阻值。如果兩個(gè)固定的地方需要連接電線來傳輸電能,也就是在電線的長度不會(huì)變的情況下,選擇橫截面積小的電線,在電能運(yùn)輸?shù)倪^程中,電線產(chǎn)生的電阻就會(huì)減少,就能降低電能的損耗。在規(guī)劃線路的時(shí)候,結(jié)合實(shí)際情況,科學(xué)進(jìn)行規(guī)劃,也能夠有效降低電能的損耗。
4結(jié)束語
在現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的背景下,如果能夠在利用先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣工程的自動(dòng)化的同時(shí),有效應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì),才能夠減少資源的浪費(fèi),才能夠走得更遠(yuǎn)。
作者:翟潘 單位:山東華宇工學(xué)院