互联网背景下的电气自动化技术应用中的节能设计研究

互联网背景下的电气自动化技术应用中的节能设计研究

郝华

中国市政工程华北设计研究总院有限公司  天津市  300074

摘要：随着工业化进程的加速，能源消耗剧增，引发了全球对能源短缺和环境恶化的深切忧虑，节能减排成为了全球性的紧迫议题。尤其在中国，人口密集和城市化进程加快，电力需求呈现爆炸式增长，这对电力供应提出了严峻挑战。作为电力科学的重要分支，电气自动化技术不仅要确保电力系统的高效运行和安全性，还需寻求创新方式以提升经济效益和社会价值。本研究立足于互联网时代的背景，深度探讨电气自动化在节能设计方面的潜力，目标是探寻策略，减少电力生产和配送过程中不必要的资源损耗，从而推动我国向资源节约型社会的转型。

关键词：互联网；电气自动化技术；应用；节能设计

1电气自动化节能设计概念及意义

1.1电气自动化及节能设计概念

"智能驱动生产"（IntelligentManufacturing）是一种新兴的科技趋势，它通过集成电子信息技术，在人工干预极少甚至无须的情况下，实现产品操作和控制的精准预设自动化流程。这一领域深深植根于电气工程的前沿，与电力系统管理、先进电子技术等紧密相连。在当代经济版图中，智能自动化扮演着至关重要的角色，其发展程度直接反映出国家电子产业的先进程度。它的高效运作不仅优化了劳动力需求，而且广泛应用于工业、农业以及国防等多个关键领域，呼唤着传统模式的革新。智能化进程起始于互联网的深度融合，不断孕育创新与突破。节能，即追求资源利用的最大效率，是当前社会对于可持续发展的核心诉求。随着政府对绿色发展理念和工业生态转型的大力倡导，节能已成为我国经济建设的首要目标。而智能自动化技术正是驱动绿色节能变革的强大引擎，为环保与效能提升提供了有力支持。

1.2电气自动化节能设计意义

在当前背景下，智能电控的绿色优化策略着重于将节能思维深度嵌入其中，其目标在于提升能效，降低运营成本，进而驱动企业的经济效益增长，从而推动整体进步。作为创新驱动力，这种策略不仅强化了电气设备的效能与安全性，还致力于构建高效且生态的工作与生活环境。对于提升社会公众的生活品质，企业的发展路径，乃至整个社会经济结构的升级转型，都具有不可估量的价值。它与我们所倡导的可持续发展、低碳生活理念相吻合，对于我国经济的长远繁荣具有战略性的推动作用。

2电气自动化节能设计原则

首先，基础的保障原则。自古以来，安全都是设计的核心考量，对于电气自动化工程而言，它是所有活动顺利进行的基石。节能技术的研发与实施应以确保整个系统及其部件的全面安全为目标，坚决抵制为了节省成本而忽视潜在风险的行为。其次，动态监控原则。在数字化时代的背景下，信息爆炸性增长。在电气自动化设计中，我们必须紧跟时代步伐，采用前沿科技手段，实时监控节能策略的实施与落地，以防止设备性能因部件老化等因素出现意外。再者，可持续性原则。我国倡导绿色发展理念，这对电气自动化系统的设计提出了新的要求。设计应充分融入环保元素，不断革新节能技术，力求达到甚至超越国家设定的节能标准，体现其对环境友好的核心价值。最后，务实经济原则。节能设计必须契合实际生产和生活的需要，避免过度追求高端节能技术导致成本飙升，这将使得设计变得复杂且难以普及，失去社会大众的支持，最终影响企业的经济效益。因此，经济实用是节能设计不可忽视的关键因素。

3互联网背景下电气自动化节能设计技术具体应用

3.1合理选择及配置变压器

在工业互联网4.0的推动下，变压器行业正积极顺应数字化转型潮流，借助智能技术优化变压器应用，从而提升电气自动化的效能并强调节能减排。一项关键数据显示，我国变压器的总耗损占电力系统发电量的十分之一，这意味着损耗每下降1%，所带来的年度能源节省就相当于数十亿千瓦时。因此，降低变压器损耗成为节能战略的重要一环。首要策略在于材料创新，通过精细搭配金属和绝缘材料，既确保性能稳定，又实现了节能目标。例如，采用铜材质替换硅材料，显著降低了变压器在空载状态下的能耗，彰显出节能的优势。此外，新型节能变压器的使用也大有裨益，如卷铁心配电变压器（SL1型号）、单相配电变压器（D10型号）以及环保的箱式和非晶合金配电变压器等。SL1变压器就是一个典型的例子，它不仅降低了空载损耗10%至25%，还有效减轻了噪音问题，被广泛应用。在实际工程中，电气自动化的设计需综合考虑成本效益、生产周期等因素，进行变压器的科学选择和配置。

3.2提升电力设备功率因数

我国电力体系规模庞大，尤其在互联网时代，电能损耗问题尤为突出。针对这一挑战，从设备层面寻求解决方案显得尤为重要。功率因数作为有功功率和无功功率分配的关键指标，其优化有着显著的效益，包括降低设备能耗、改善电能品质、增强设备负载能力以及节省运营成本。提升电力设备的功率因数主要通过两方面策略：首先，优化自然功率因数。例如，对于感应电机，合理选择设备容量和型号至关重要。其在70%至100%负载区间内，功率因数和运行效率较高，满载时一般为0.85至0.9，而空载时则降至0.2至0.3。通过精确选型和保持高效运行状态，确保设备的负载利用效率，从而实现经济运行。其次，采用无功功率补偿技术来提高功率因数。静态补偿设备如并联电容器，因其组装灵活、损耗低且扩容方便，被广泛应用。而动态补偿设备，如适用于炼钢电弧炉的快速响应设备，由于其高效、维护简便和损耗低的特点，特别适合处理波动大的负荷需求。在这个过程中，结合互联网技术，如大数据采集、故障诊断和信息共享，可以进一步提升电力设备的管理效能，促进故障预防和节能目标的达成。

3.3减少电能传输损耗

在电气自动化设计初期，我们坚定地倡导节约能源和优化资源利用，目标在于提升系统的运行效能，使之更为高效。电力输送过程中，电阻效应不可避免地导致能量损失，通过精细管理电阻力，可以显著减低传输过程中的能耗。为此，我们实施了一系列节能策略：在材料选择上，我们将低电阻率作为首要考量因素，并对线路布局进行优化，确保线路简洁无冗余；线路长度的设定应遵循科学原则，倾向于直线路由，尽量减少弯曲，以减少阻力；同时，我们会适当增大导线的横截面积，进一步提高电力传输的效率。在当前电气自动化工程的建设实践中，我们注重项目的可持续性和全局性，根据负载需求合理确定电缆的截面积，确保线路配置的经济性和效率。这样既能维持电力传输的稳定，又能实现资源的最大化利用，从而实现真正的节能目标。

结论

总结分析，当前全球对资源有效利用与环境保护的重视达到了前所未有的高度，转向可持续发展的节能经济模式已成全球共识。尤其在电气自动化工程领域，电力消耗问题尤为显著，涉及电能传输、滤波器等关键技术环节。展望未来，随着新能源的广泛应用和信息技术的飞速发展，我国电气自动化领域的节能科技必将迎来革命性的突破，致力于实现社会利益的最大化。

参考文献：

[1]袁观娜.低碳时代建筑电气节能技术的设计与应用[J].环境工程,2022,40(8):287

[2]黄永杰，林金燕.电气自动化技术在电气工程中的应用研究[J].工业建筑，2022,52(6):234

[3]余洁.电气自动化控制技术在工业系统中的应用[J].中国测试，2021,47(8):168

[4]孙红霞.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].粘接，2020,44(10):94~98