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        電氣工程自動化信息技術(shù)及節(jié)能措施探析

        2022-12-21 10:05:20鄭慶強韓玉勇通信作者
        信息記錄材料 2022年10期
        關(guān)鍵詞:電氣工程信息技術(shù)設(shè)備

        韓 波,鄭慶強,韓玉勇,倪 飛(通信作者)

        (1棗莊職業(yè)學(xué)院 山東 棗莊 277800)

        (2棗莊科技職業(yè)學(xué)院 山東 棗莊 277599)

        (3江蘇省鹽城技師學(xué)院 江蘇 鹽城 224002)

        0 引言

        隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,電氣工程已成為我國發(fā)展中的重要組成部分,積極分析自動化技術(shù)及節(jié)能技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用具有極大的現(xiàn)實意義。目前,電氣工程自動化信息技術(shù)及節(jié)能理念仍有較大的發(fā)展空間,尚存在一些問題,譬如信息化建設(shè)不完善、相關(guān)設(shè)備落后等。因此,積極解決相關(guān)的問題對于電氣工程的現(xiàn)代化發(fā)展而言十分必要。

        1 電氣工程自動化信息技術(shù)內(nèi)涵

        在自動化電氣工程領(lǐng)域中,通常由計算機作為主要軟件技術(shù)支持,自動接收、識別電氣工程信息并作出反應(yīng),確保輸入電氣工程信息的可靠性和準確性。自動化信息技術(shù)是一個智能化的信息處理系統(tǒng),能通過模仿人們的思維模式來獨立完成工作。如圖1所示,在保證電氣工程工作效率的同時,能夠降低人員的工作風(fēng)險。自動化信息技術(shù)可以減少各種不必要的經(jīng)濟損失和物質(zhì)資源的損失,提高電氣系統(tǒng)的自動化管理以及信息技術(shù)水平,使用自動化工程信息技術(shù)對設(shè)備進行管理,能夠及時、準確地對系統(tǒng)運行中可能存在的操作危害進行預(yù)警分析,有效、及時地對電氣工程中存在的問題進行全面的解決,從而改善電氣工程的運行情況[1]。

        圖1 電氣工程自動化信息技術(shù)

        2 電氣工程自動化以及節(jié)能化的價值

        2.1 安全性較高

        電氣工程自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用涉及控制系統(tǒng)中各種動態(tài)信息資源的集中收集,自動化電子信息技術(shù)及其應(yīng)用主要是為了提高對電氣工程的智能控制。智能控制系統(tǒng)具有良好且可靠的智能控制性能,與傳統(tǒng)的編程控制器方法相比,它具有巨大的競爭優(yōu)勢。傳統(tǒng)的電子控制是根據(jù)參數(shù)控制相應(yīng)的工作內(nèi)容,危險性通常很高。自動化信息技術(shù)系統(tǒng)控制只需要更改相關(guān)的電子參數(shù)即可直接實施其自動操作調(diào)整或控制,從而減少實際操作和維護人員的參與,避免與危險性較高的操作有過多的接觸[2]。信息化工作可以有效提高電氣工程控制系統(tǒng)的工作效率、操作質(zhì)量穩(wěn)定性以及電氣安全水平。

        2.2 處理效率高,實現(xiàn)實時監(jiān)控

        自動化控制信息技術(shù)是一個系統(tǒng),可以快速對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行全面的控制,并模擬每個參數(shù)和控制版面。自動控制信息技術(shù)的顯著優(yōu)勢反映在生產(chǎn)過程的可視化,即技術(shù)人員能夠隨時對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行全面的監(jiān)督,系統(tǒng)用戶可以隨時監(jiān)視模擬屏幕,清晰地觀看到設(shè)備的實際生產(chǎn)和操作控制,操作管理專業(yè)人員可以對圖像進行在線圖像查看處理和實際時間監(jiān)督。自動化控制信息技術(shù)系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前的仿真數(shù)量和計算量迅速生成當(dāng)前生產(chǎn)活動數(shù)據(jù),并自動生成趨勢圖表。與各種傳統(tǒng)的控制管理系統(tǒng)相比,自動信息技術(shù)控制系統(tǒng)具有更大的性能優(yōu)勢,并且更適合復(fù)雜的智能電氣工程。

        2.3 便捷化的管理

        自動化信息管理技術(shù)可以使多個電氣工程項目通過計算機進行實時的監(jiān)控。管理人員還可以充分利用信息技術(shù),例如自動監(jiān)視管理技術(shù),建立有效的自動化和遠程辦公系統(tǒng),并咨詢重要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、報告、日志等,進行數(shù)據(jù)的分析,例如曲線數(shù)據(jù),從而改善相關(guān)的電氣工程管理系統(tǒng)[3]。現(xiàn)代自動化系統(tǒng)和安全預(yù)防信息技術(shù)系統(tǒng)的全面使用,能夠?qū)こ滔到y(tǒng)中出現(xiàn)的問題進行全面的分析,并對安全隱患進行及時排除。當(dāng)隱藏危險事故時,執(zhí)行跟蹤和保護操作系統(tǒng),以達到自動跟蹤記錄的順序,有效地提高系統(tǒng)的電氣工程設(shè)備本身的安全性。

        2.4 提高資源的利用率

        在如今的社會發(fā)展過程中,人們的環(huán)保意識以及生態(tài)化理念在不斷地提升,對于節(jié)能的關(guān)注程度也在逐漸升高。電氣工程作為我國發(fā)展過程中重要的組成部分,節(jié)能理念的運用,能夠在極大程度上提高資源的利用效率以及最終的實施效果,是全面降低工程成本的重要手段,也是促進電氣工程與時俱進的重要模式。

        3 電氣工程的運行現(xiàn)狀

        3.1 信息化應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)較為落后

        在電氣工程自動化技術(shù)領(lǐng)域,始終保持電力智能技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展方向,允許電氣工程技術(shù)的開發(fā)以及現(xiàn)代信息技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用。但是,在開發(fā)和建立過程中,電氣工程通常沒有提出與能源節(jié)約、環(huán)境保護和信息技術(shù)較為統(tǒng)一的實施標準,導(dǎo)致電氣工程的自動化信息技術(shù)建立存在較大的信息偏差。因此,電氣工程自動化中無法找到完全靈活的、適應(yīng)不同類型的電氣工程運行系統(tǒng),導(dǎo)致電氣工程自動化信息技術(shù)無法全面的形成。由于電氣公司沒有完整且獨立的電氣工程自動化設(shè)備,因此公司通常需要在國內(nèi)外不同產(chǎn)品制造商中購買產(chǎn)品的零件[4]。每個制造商之間的設(shè)計和模式通常不一致,從而導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)中自動化的建設(shè)不完善,無法形成有機的整體。

        3.2 自動化信息功能相對較少

        電氣工程和自動化信息技術(shù)的應(yīng)用,能夠改善我國的能源生產(chǎn)效率,并快速改善我國工業(yè)的經(jīng)濟利益。目前,在電氣工程技術(shù)開發(fā)的水平上,自動化操作控制功能非常少,這將使用戶在生產(chǎn)過程中最多有兩個控制連接。但操作過程要求相對較高,難度系數(shù)相對較高。通常,每個控制設(shè)備幾乎不連接,并且彼此獨立。這直接導(dǎo)致了智能操作和實際生產(chǎn)的用戶不能對有關(guān)數(shù)據(jù)信息進行全面的掌控,功能的缺失導(dǎo)致工程設(shè)備的整體性能得不到全面的發(fā)展和利用。

        3.3 耗能總量大,節(jié)能意識較低

        在推進電氣工程及其自動化和信息技術(shù)發(fā)展的整體過程中,由于電氣工程企業(yè)并沒有制定一個較完善、合理的技術(shù)節(jié)能與設(shè)計相關(guān)標準,電氣工程企業(yè)內(nèi)的技術(shù)人員目前主要工作是研究以能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展實際需求,推動發(fā)展我國電氣工程自動化技術(shù)。但是,電氣工程企業(yè)在不同的生產(chǎn)技術(shù)階段也存在著不同的企業(yè)發(fā)展需求。企業(yè)技術(shù)人員由于過分重視企業(yè)整體及當(dāng)前經(jīng)濟效益,并沒有足夠重視企業(yè)電氣工程及其自動化等信息技術(shù)項目的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計,電氣工程項目的節(jié)能設(shè)計也沒有全部落實到位,一定程度上增加了能源的實際消耗,同時也直接提高了整個企業(yè)能耗的總成本,因此,阻礙了今后我國電氣工程與自動化信息技術(shù)與節(jié)能設(shè)計的迅速發(fā)展。

        4 電氣工程自動化技術(shù)以及節(jié)能水平的策略

        4.1 變壓器的挑選

        在實施現(xiàn)代電氣工程自動化管理以及能源經(jīng)濟建設(shè)的計劃中,應(yīng)防止設(shè)備容量特性的反平行諧波損失以及滿足安全性和穩(wěn)定性要求,例如電流和電壓,當(dāng)用戶正確且合理地選擇變壓器以進行電源分配的容量時,如圖2所示,如果變壓器容量的變化過多,在變壓器線的狀態(tài)下,將逐漸被動地增加全部負載的時間,損失變壓器設(shè)備[5]。與傳統(tǒng)的變壓器容量相比,三相變壓器的容量相對較高,因此,在具體的電氣工程中,應(yīng)對變壓器進行全面、綜合的分析以及管理,科學(xué)合理地選擇變壓器,在滿足電氣工程發(fā)展的基礎(chǔ)上,達到節(jié)能、經(jīng)濟的效用。

        圖2 變壓器結(jié)構(gòu)圖

        4.2 降低電能傳輸過程中能源的消耗

        在對整個輸電線路傳輸網(wǎng)絡(luò)進行的在線傳輸環(huán)節(jié)的設(shè)計程序中,由于布線系統(tǒng)會產(chǎn)生許多的傳輸線路電阻,所以,電能的傳輸過程中,將會消耗大量的電能。在多路電的傳輸過程中,如果線路的距離變化幅度過大,會導(dǎo)致線路產(chǎn)生很多額外的電能消耗,造成嚴重的電能損耗。因此,要逐步對輸電線路長度和傳輸導(dǎo)線電阻等進行更精確有效、科學(xué)合理的控制,也意味著要逐漸學(xué)習(xí)如何對傳輸導(dǎo)線的橫截面積等進行精確、有效、合理的設(shè)計控制,精確地控制好傳輸導(dǎo)線距離,減少電力輸送環(huán)節(jié)能源的損耗以及在電力傳輸環(huán)節(jié)過程中帶來能量的消耗。在線路系統(tǒng)的選型設(shè)計以及施工操作中,盡量確保整個施工線路設(shè)計是筆直流暢的,防止線路中途出現(xiàn)繞彎路等情況,盡量減小線路能量在傳輸節(jié)點間的傳輸距離。在節(jié)能材料線路系統(tǒng)選擇與設(shè)計步驟中,應(yīng)該要避免選擇那些線路橫截面積相對較大的線路材料,這樣才能真正起到一個很好的材料節(jié)能控制和應(yīng)用效果。

        4.3 濾波器的使用

        在現(xiàn)場電氣設(shè)備操作或檢修作業(yè)期間,技術(shù)人員在實踐中常常也會出現(xiàn)錯誤判斷以及錯誤維修等,濾波器技術(shù)就可以及時起到輔助作用,并幫助維修技術(shù)人員改善現(xiàn)場各種電壓諧波問題,減少在現(xiàn)場電氣設(shè)備的檢修過程中出現(xiàn)現(xiàn)場操作失誤。引發(fā)各種錯誤的動作信號波形的產(chǎn)生原因有很多,其中一個較主要的原因即是隨著各種新型電氣設(shè)備的使用及其線路數(shù)量的逐漸增多,產(chǎn)生的各種諧波信號也會越來越多,由于各種諧波信號與其他各種基波信號在電網(wǎng)阻抗曲線上往往會因此而進行電壓重疊,進而造成一個電壓畸形,所以有些電氣設(shè)備的接線中才會出現(xiàn)一定數(shù)量的電壓錯誤[6]。因此,應(yīng)科學(xué)合理地使用濾波器,對電路系統(tǒng)的規(guī)劃以及整體的設(shè)計路線等進行全面分析,通過濾波器的使用,降低諧波的出現(xiàn)頻率,提高電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

        4.4 加強電氣工程自動化設(shè)備的應(yīng)用

        在運行生產(chǎn)過程系統(tǒng)中設(shè)計使用的電氣工程自動化設(shè)備,加強對設(shè)備本身的設(shè)計工作與效率,有效地減少了電氣工程的自動化成套設(shè)備系統(tǒng)的總體運行投入成本,同時,增加系統(tǒng)單位能耗指標的設(shè)計利用率,實現(xiàn)了電氣工程系統(tǒng)自動化設(shè)計節(jié)能的優(yōu)化目標,減少整個電氣工程自動化中的總能源功率消耗,促使電氣工程實現(xiàn)自動化,使整個循環(huán)運行周期內(nèi)的能源功率耗等于零,也就是減少無功能源功率。電氣工程達到自動化的無功功率時,電氣工程自動化運行的整個負荷之間將一直處于相對平衡運行狀態(tài),能夠有效地提升系統(tǒng)傳輸供給的總體效率,最終能夠減少整體電氣工程系統(tǒng)自動化在運行整個過程周期中能耗所造成電能的功率損耗。結(jié)合電氣工程自動化系統(tǒng)實際使用狀況,適當(dāng)進行調(diào)整其負荷數(shù)值,通過適時調(diào)整負荷數(shù)值能夠保障所有電氣工程與自動化控制設(shè)備之間的運行參數(shù)、狀態(tài)實現(xiàn)相對平衡,從而真正達到減排節(jié)能、環(huán)保的目的。

        5 電氣工程自動化及節(jié)能技術(shù)的注意事項

        在現(xiàn)代電氣自動化系統(tǒng)的每個運行工作環(huán)節(jié)中,專業(yè)性的節(jié)能檢測設(shè)施會繼續(xù)被沿用。這個做法,為電氣工程現(xiàn)場生產(chǎn)過程奠定了良好的基礎(chǔ),并且是一個相對經(jīng)濟、實用性較強的技術(shù)手段。在電氣工程自動化系統(tǒng)的整個工作過程期間,信息技術(shù)的應(yīng)用對每個電氣工程設(shè)計、操作技術(shù)人員來講是非常有用的,電氣工程現(xiàn)場施工作業(yè)人員將會發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)過程中存在較多的生產(chǎn)模式以及生產(chǎn)手段,對實現(xiàn)電氣系統(tǒng)和各類工業(yè)設(shè)備電氣節(jié)能及減水耗等功能,進行全面的優(yōu)化。配電設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理化設(shè)計,在進行改造這個技術(shù)環(huán)節(jié)的任何時候,運用一些合理經(jīng)濟的控制手段方法,在一個特定配電設(shè)備運行工作中,降低電氣工程中能源的損耗,電氣過程自動化裝置在正常工作使用的整個過程中,所要產(chǎn)生的各種能源的流失等問題,借助上述手段,進行經(jīng)濟有效合理的過程控制。優(yōu)化或改造既有的配電控制系統(tǒng)設(shè)計方案[7-8]。配電設(shè)計工作在實施電氣工程自動化改造及其相關(guān)節(jié)能項目設(shè)計要求的整個實施過程環(huán)節(jié)中,所占基礎(chǔ)地位是十分重要的,所以企業(yè)在設(shè)計進行自動化配電節(jié)能實施的相關(guān)環(huán)節(jié)問題上,一定要嚴格按照要求,集中注意力,對整個電力系統(tǒng)方案的經(jīng)濟適用性,要及時做好系統(tǒng)設(shè)計的分析與思考[9-10]。

        6 結(jié)語

        綜上所述,自動化信息技術(shù)作為時代發(fā)展的高新技術(shù)成果,其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的本身和控制檢測技術(shù)、信息技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)、計算機科學(xué)、電子技術(shù)與自動化控制等都會產(chǎn)生十分緊密的聯(lián)系,這些技術(shù)在電氣工程的應(yīng)用上能夠降低電氣工程中存在的問題,提高電氣工程的整體運行效率。使電氣工程產(chǎn)業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中推廣應(yīng)用越來越廣泛,目前,為進一步加強促進電氣工程行業(yè)技術(shù)節(jié)能方面的安全生產(chǎn)過程已得到國家高度關(guān)注,為今后電氣工程產(chǎn)業(yè)加快實現(xiàn)行業(yè)經(jīng)濟建設(shè)、可持續(xù)化目標和技術(shù)發(fā)展路線合理化具有十分重要的意義,為實現(xiàn)我國提出的節(jié)能型環(huán)保社會目標構(gòu)建過程中采用的關(guān)鍵技術(shù)途徑提供實踐工作基礎(chǔ)。因此,電氣工程相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)不斷加大信息技術(shù)以及節(jié)能技術(shù)的研究,從而不斷促進電氣工程的整體發(fā)展。

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