电气工程自动化及其节能技术的应用研究

许广路

（河北卓越电气有限责任公司，河北 邯郸 056000）

社会资源的有限性要求人们必须提高节能意识，节能也是当前社会发展的重要指导理念。电气工程不能局限于当前的技术水平，应当融合更多的先进技术、发挥更大的价值，如节能设计可以在减少资源消耗的同时保障电气工程的平稳运行。

1 电气工程自动化的现状与发展趋势

电气工程专业是我国现代科技发展中的重要基础学科之一，研究领域内容主要包括了煤气电力电子应用、信息网络通讯和关键电子元器件等，其与各学科相互交叉结合，知识相互交叉渗透，可以广泛地应用于我国工业的各个领域中，其工业发展技术水平会直接影响一个国家的经济科技进步。

1.1 存在的不足

随着工业现代化和工业专用电子技术的不断进步发展，工业专用电子传动设备与工业电气传动装置的实际生产应用规模越来越大，对电气系统实际设计应用提出了更高的工业技术标准要求，作为过程传动控制以及传动系统的电气系统的设计与应用也越来越丰富，并逐渐发展形成了设计规模化与应用功能化的多元化体系，使电气系统的实际设计工作效率大幅提高，满足了复杂的过程传动控制电气系统的实际应用技术需求。目前，电气工程应用软件技术发展正处在飞速进步的关键技术阶段，在电气行业快速发展中仍然还普遍存在一些技术不足，主要问题具体表现在以下几个方面。

1.1.1 系统网络化不完善

随着现代计算机信息技术和现代网络通信技术的不断发展，对电气系统的各种功能设计提出了更高的技术挑战，同时也极大地促进了我国电气系统自动化的快速发展。电气工程与智能网络通信技术的完美结合，有助于构建和设计层次清晰、任务明确的智能电气控制管理系统，大大提高了电气系统的操作方便性和电气控制的高稳定性。但是，目前在我国电气工程行业内，电气工程与现代网络通信技术的紧密结合程度还不高，还未能相连成一个有机得力的整体。

1.1.2 系统规范性不高

目前，不同的制造行业在开发设计各自的工业电气控制管理系统时，基本上还是需要依靠同行业内的高级技术人员共同进行设计开发。不同的生产企业对应用电气系统自动化管理技术的的标准要求和规范使用不一致，技术人员的专业理论知识水平、技术专业性和在技术上的知识也不一样，这就容易导致不同行业自主开发的电气系统管理平台没有统一的技术规范。在产品开发应用过程中充分体现了工程设计工作人员的技术主观性和工程设计者的习惯，导致电气系统的实际工程设计、实施、运行和日常维护过程中的技术成本大大增加，降低了社会经济效益。因此，对于是否用统一的行业规范进行设计也仍然是我们需要特别关注的问题之一。

1.2 发展趋势

现代工业经济发展促进了我国电气工程技术自动化的快速发展，电气工程技术自动化专业技术水平的不断提高又直接促进了我国经济的快速发展，两者相辅相成，共同提高。对于我国电气工业自动化而言，未来的发展趋势主要有以下几个方面。

1.2.1 电气工程自动化的智能化

随着现代人工智能和现代物联网信息技术的不断发展，智能电气技术已经在各种电气控制技术系统中得到了广泛的研究应用，极大程度地推动了现代电气工程学的发展。智能化主要广泛应用在实现智能化的各种电气工程元器件、控制管理系统和电气控制技术手段等方面，使我国电气工程行业自动化的专业技术水平得到了极大的提高。随着现代电气工程的不断发展，智能电气技术在现代电气工程自动化的应用地位也相应更加突出。电气控制系统的开发设计、制造和安装运行都已经和现代智能控制技术相互融合应用，充分地展现了现代智能控制技术对企业电气控制系统的重要性和影响，对促进企业经济效益水平的不断提高起到了积极作用。

1.2.2 电气工程自动化的网络化

目前，网络电气技术产业发展得如火如荼，网络电气技术与传统电气工程作业自动化的紧密结合，可以最大程度地发挥网络电气工程的带动作用，促进我国经济社会建设的健康发展。电力控制网络控制技术不仅是电力信息网络系统在电力系统实时交互过程中的技术，也是电力系统自动化管理、决策、设计、控制和装备制造系统集成的关键技术，已广泛应用于现代电力系统、电子元器件及各局部系统的信息管理、监控、调节和自动控制，是现代电力系统信息网络管理、远程控制技术和调度系统自动化的技术核心。在中央电气控制系统的基础构建上，利用网络通信技术可以方便地自行搭建开发出基于数字计算机的电气分布式控制管理系统，通过对各部分整个工艺生产流程情况的网络数据采集和通信控制，通过网络数据采集通信控制系统与各个中央电气控制管理室各自的监控点和操作站联网，对整个生产工艺过程情况进行集中自动监视和实时操作，对大型企业生产进行全方位立体化的控制，极大地提升了企业的人力资源综合利用率，提高了企业经济效益。

2 电气工程自动化及其节能技术的应用原则

2.1 可持续发展原则

可持续发展原则符合当前及今后社会发展的要求，资源并不是能无节制地获取的，即便是可再生资源也需要经过很长的时间才能再次出现，因此在生产、生活中要珍惜资源。设计电气系统时，应用环保材料，降低材料对环境造成的污染及治理污染的成本，同时还要贯彻可持续发展理念，使设计的各个环节均符合国家的相关标准。

2.2 安全性原则

安全防护是建筑工程建设中一项不可忽视的重要技术内容，安全性原则也是电气工程设计中必须要遵守的原则。每年在工程施工过程中出现的安全隐患非常多，对整个工程建设以及全体施工人员造成了严重影响。工程的前期施工安全问题需要高度重视，电气系统的安全使用问题也不容忽视。在实际进行电气系统安全设计时，应尽量提高各项零部件的安全稳定性，避免发生重大安全事故，从而有效地保障民用电气设备的安全稳定运行。

2.3 科学性原则

科技的发展催生了很多新技术以及新材料，电气系统在设计过程中要合理融入这些新技术，根据实际情况选用适当的节能技术和合适的节能材料，持续提升系统的节能效果。技术人员要提升自主学习能力，丰富自身的知识储备，将先进理念融入系统设计。

2.4 智能化原则

智能化已经是现代社会经济发展的一个必然趋势，依靠现代计算机信息技术我们可以对其进行精准自动控制，使得设备完成预设的命令，实现高质量、高效率的工作。各行各业都在不断强化着对智能化电力技术的深入研究与推广应用，其在工业电气控制电力系统设计中的广泛应用不仅可以有效实现对电力设备资源生产、运输的最优效率调配。而且，依托计算机技术运行，按照固定的指令展开工作，还可以大大提升电气系统的稳定性。

3 电气工程自动化节能技术的应用

在我国电气工程系统自动化中可以引入一些节能减排技术，有助于提高工业能源综合利用率，提高我国电气工业自动化工程系统的社会经济效益。文章就电气节能减排技术在我国电气工程行业自动化领域的主要应用进行案例分析。

3.1 强化智能化与安全性，提高系统节能性能

电气系统最基本的控制功能就是通过提供电气动力和电源实现自动控制，因此在系统正常运行中不仅要严格保证对各个主要电气设备的有效运行控制，而且要保证对各种不利因素的有效控制。在实现电气系统各项基本功能外的有效正常运行，还要切实保障我市电气控制设备系统的安全稳定运行，从而有效保证电气设备稳定安全运行，保证我市经济社会建设的顺利进行。

目前，电气系统安全自动化远程控制系统的功能主要是由电气操作技术人员通过各种远程控制活动来实现的。在运行过程中，运行管理人员的实践经验和逻辑判断能力将直接影响系统运行控制管理功能的发挥。同时，由于系统运行管理人员可能响应不及时，导致系统控制管理系统无法在第一时间作出正确的反馈，影响了控制系统的工作绩效。随着量子计算机信息技术和量子人工智能技术的快速发展，许多新的人工智能技术逐渐被引入到量子电气工程和自动化应用领域。

3.2 提高系统工作效率，实现节能要求

当前，随着工业现代化和工业驱动电气系统技术的飞速发展，电气设备和电力驱动电气装置的基本部分结构与软件应用领域规模日益扩大，对如何实现工业电气设备的全自动化生产安全控制电气系统软件设计应用提出了全新的挑战，电气系统的基本部件结构日渐复杂。随着电气系统整体结构技术复杂程度的不断提高，如何整合系统复杂度和性能，提高电气系统正常运行工作效率，已经成为一个重要问题。工作效率的大大提高直接意味着整个企业管理能源消耗效率的大大降低。

4 针对电气工程自动化进行节能改造中需要沿用的技术因素研究

4.1 克制电能传输过程中的过度消耗弊端

电能在导线传输运动流程中，因为受到导线内部励磁电阻器的牵制，必然就会不断衍生超出一定传输功率的电能损耗波动现象。不过，线路上下的电流始终是保持稳定不变的，想要将其中部分浪费的线路电能资源予以适当处理，就必然需要技师针对导线自身及所携带着的电阻适当进行不同程度地放大缩小控制。因为整个导线长度电阻和整个导线实际半径长度电阻维持着负正比例值的关系，而和整个导线横截面积长度维持着正反向负比例值的关系，因此我们可以直接利用导线下放技术使整个导线长度电阻值减少：第一，保证整个导线线路布置的安全科学性，主动引导规避交通弯路和控制回头路人在走过导线时的行为，使得整个导线实际长度电阻得到最大最小范围的降低；第二，选取较低电阻和频率不高的静电材料合并制作电路所需的静电导线；第三，相同电阻条件综合作用下，可以分别选取一些导线横面和截面垂直面积较大的电阻导线，使得这些导线自身上的电阻系数得以实时同步减少；第四，在后期进行电源变压器和电源负载转换中心点设置时，最好不要设置距离太远，这样后期系统供电运行速率大幅提升之余也可能会有效遏制不必要的电源能耗上升问题。

4.2 尽量沿用有源的滤波器

在通过实际应用各种工业民用电气工程系统中的谐波自动化工程作业控制系统运行时，因为一些企业以及相关工程技术人员基本没有专业技能，基本技术职业道德以及综合应用素质低下，他们在操作中可能会导致企业出现一些错误性高的系统操作问题，如果要解决这类运行中的问题并及时有效预防，最好的解决方案之一就是通过实现工业电气工程自动化运行控制系统的实际运行来抵消运行控制系统的谐波自动化。现在由于我国电气设备中各种丝网的异常运动，谐波形式丰富而复杂，谐波运动量是多种多样的，电气设备由于高次谐波运动，谐波的风险大，误差大，可通过同步综合动作大大提高，动作的谐波源数量自然增长，但一些复杂的谐波和基波变化衍生出来，自然会在电网中受各种气体的压控阻抗逐渐发生变化，产生交互性和双向重叠，使各种丝网在压控阻抗中的变形电位加深，各种金属丝网尺寸越来越大，电气设备出现异常运动误差和各种不规则的反作用异常动作。

5 结束语

综上所述，我国在电能自动节能控制系统中，节能技术设计人员的工作和应用技术尚处于初步探索和研究阶段。在未来，以减少能耗损失为关键技术突破点，在最新技术手段的帮助下，遏制传统电气节能自动控制能耗破坏后的隐患，减少其对社会环境的直接污染和破坏影响，使我国社会人民能够生活在健康、舒适的现代社会生活环境中。