电气工程应用领域范文

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中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

一、未来电气工程学科面临的新问题及储能技术的作用

1.1电力系统安全高效运行问题更加突出

现代电力系统正在向大机组、大电网的方向发展，保持电网的稳定性对于电力系统的安全运行来说变得越来越重要。随着电网规模的不断扩大，互联电网的稳定性问题将表现出许多与原有电力系统不同的特点，其中，各种动态过程的强耦合性、系统运行条件的随机性、系统固有的非线性对系统稳定性的影响会更加突出。此外，特大型互联电网稳定性丧失带来的影响也越来越大。

传统的电力系统稳定控制装置所通过的控制环节较多，控制效果受系统运行状态变化的影响较大，有时难以达到满意的效果，并且还缺乏使用的灵活性和难于在同一个控制装置中同时实现有功和无功功率协调控制的缺点。将储能技术应用于电力系统稳定控制，可以实现一种更有效的电力系统稳定控制装置。

1.2可再生能源的规模化利用和分布式能源系统的建立势在必行

在电气工程领域应用储能技术是社会发展的必然趋势，具体表现在以下几方面：第一、为了促进经济的快速发展，各种化石能源被大量使用，世界各地的能源都在逐渐枯竭，为了解决将要到来的能源危机，必须找到能够解决这一问题的有效途径。虽然各种可再生能源应运而生，这些能源要想真正替代传统的化石能源，就要将他们进行规模化利用，可是他们的自身特点却阻碍了规模化利用的道路，需要找到一条有效的解决途径；第二、传统的供电方式为大电网集中供电，灵活性较差，容易产生连锁反应，很可能由于单一事故造成全网的故障，造成区域内全部停电，而建立分布式能源系统就可以有效的解决这一问题；第三、将分布式发电与可再生能源利用相结合的微型电网可在一定程度上解决能源危机问题。但是由于“微型电网”容量相对较小，系统的正常运行容易受发电和用电双方随机变化因素的影响，系统的运行能力和供电质量难以得到保证，因此，必须研究可以提高这种电网运行水平和供电质量的方法。将大电网与分布式发电相结合的新供电方式是一种灵活、高效、安全的供电方式，储能技术将在其中发挥重要作用。

1.3有利于促进环境保护工作的开展

大气污染是环境污染中一个非常重要的方面，由于交通和运载运输工具尾气排放引起的环境污染问题越来越受到人们的重视。传统的交通运输工具使用燃烧化石燃料的热机作为其动力源，为了减少大量运载工具尾气排放带来的环境污染问题，提出了“绿色出行”的概念，运载工具的电力驱动就是在这种情况下提出来的。在这方面，如何大幅度地提高蓄电池的储能密度和实现蓄电池的快速充电是需要认真研究的问题。另外，从能源系统的特性看，热机的能量密度大于蓄电池，其功率密度却小于通常的蓄电池，如果将这两种动力源结合起来，使其优势互补，则可构成混合动力推进系统。在这样的系统中，储能装置如何提高充电效率、延长放电时间、提高输出比功率等都是未来交通运输和推进系统必需解决的关键技术问题。

二、储能技术在电气工程领域的两类典型应用

所谓的储能技术就是指，将电能通过某种方式储存起来，并且能够在需要的时候转化成可供使用能源的一种技术方法，主要包括以下两方面内容：首先就是能够将能源进行高效、大容量的储存；其次，就是能够在需要使用的时候进行方便、快捷的转换。以下介绍了储能技术在电气工程领域的两用应用典型：

2.1储能技术在大型互联电力系统稳定控制中的应用

传统的PSS通过发电机附加励磁控制可以有效地抑制系统发生的局部振荡，但是对于大型复杂互联电力系统中出现的区域间多模式低频振荡问题，最有效控制点可能位于远离发电机组的某条输电线路上，PSS必须通过发电机组的励磁控制才能起作用，远离系统的最有效控制部位，常常难以达到满意的控制效果。储能技术的应用可以为这个问题的解决提供一条非常简捷有效的途径。

2.2储能技术在脉冲功率系统中的应用

脉冲功率系统主要包含低功率能源、储能单元、开关、波形调制（压缩与成形）单元、负载五个部分；其中，前四部分为脉冲功率源。脉冲功率源的发展趋势可以归纳为：高输出功率、高储能密度、高功率密度、高重复频率和高可靠性。减小储能器件的体积和重量、提高输出功率对于脉冲功率系统意义重大。储能器件主要有三种类型，即静电储能（电容器储能）型、惯性储能型和电感储能型。为实现小型化高功率储能，需要研究新型的储能方式和技术，以及将不同储能方式相结合的技术，如应用超级电容器、电池等，以及这些高储能密度器件与传统储能器件相结合的混合型储能技术。

三、储能技术在电气工程领域中的展望

第一、在今后的研究过程中，要不断促进储能技术向大容量、高密度的方向发展。目前，这一技术已经得到了相关研究领域的高度重视，成为重点研究项目。

第二、在储能技术应用中，各种形式能量的相互转换是非常重要的，必须解决大容量、快速、高效、灵活、低成本能量转换技术的问题，这就需要积极开展电力电子技术方面的研究。

第三、各种储能技术有不同的优缺点，在实际应用时，必须根据实际应用的要求，充分发挥各种储能技术的优点，使其优势互补。所以，要积极开发多元复合储能系统，并且能够将其进行有效利用。

第四、为了充分发挥储能系统的作用，应该研究能够对所存储的能量在时间、空间、强度分布上进行有效处理和管理的方法，使之既能满足实际应用的需要，又能发挥最大的效益。

第五、探索储能系统在科学研究、国防建设、工农业生产和人民生活中的新应用领域。

四、总结

综上所述，在电气工程领域中应用储能技术是未来的必然发展趋势，所以要加大研究力度，不断提高我国储能技术水平，这样才能够有效解决电气工程领域所面临的问题，促进我国经济发展水平的持续稳定发展。

参考文献

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中图分类号： TU198文献标识码： A

引言

电气工程涉及到建筑物多项改造活动，对建筑物结构性能的变化有较大的影响。根据勘测结果显示，建筑物电气工程结构存在着诸多问题，尤其是设备运行、线路连接、现场操控等方面，严重影响了智能建筑电气工程的改造质量。为了避免各种问题对电气工程造成的不利影响，针对智能建筑结构设计自动化运行模式是必不可少的。

1 智能建筑改造设计存在的问题

电气工程改造是建筑电力系统建设的关键性项目，改造工程的质量对电力系统运行性能的完善十分重要。早期国内建成的智能建筑由于时间问题出现了不同的问题，严重影响了建筑正常的生产作业秩序。智能建筑改造是未来建筑行业发展的必然趋势，也是满足市场经济改革发展的重要措施。

1.1环境保护方面。环境污染是阻碍智能建筑改造工程顺利实施的常见问题，改造期间引起的污染是多个方面的。一是土地资源利用，扩大智能建筑占地面积是改造工程的主要内容，可以扩大企业经营的运行规模，但土地资源利用率偏低造成资源浪费，破坏了地表生态的平衡；二是物理条件干扰，智能建筑改造不合理引起异常噪声、电磁辐射等污染，影响了智能建筑的正常运行。

1.2结构方面。智能建筑在原始电能传输过程需先将电压升，传输至用户区域再按需要把电压降低，简单的电能转变流程却对智能建筑内系统的组建提出了更多的要求。就站内布局这一点而言，改造作业存在危险患，如：机构箱门、端子箱、万用钥匙使用、电缆进出口未关闭，造成站内进水；接地线布局不合理，加固螺丝松动影响了站内系统正常运行的效率。

1.3造价方面。按照运行的规模大小，国内智能建筑规模分中小型或大型，每一个改造工程均要投入大笔资金。由于施工单位思想理念、改造技术、现场管理等工作不全面，对改造工程的成本造价控制不严格，导致工程造价投资的稳定性波动较大。如：建筑改造工程承包单位，接受项目资金后未能合理规划运用，改造期间应资金流通调控不当引起成本问题。

2 自动化设计中的在线监测系统

从另一个角度理解电气设备的状态监测、控制、维修，其实在电气设备处于某种状态的前提下开展的检测、维修工作。在线监测系统是电气设备状态维修技术的关键系统，技术人员根据在线监测系统显示的数据可及时发现异常问题，引导技术人员尽快实施故障维修方案。结合新时期电网规划的规范标准，在线监测系统的设计应涉及到以下几个方面的内容。

2.1绝缘监测。电气设备的绝缘性能关系着电力系统运行的安全性，对线路绝缘进行监测是状态维修的重要内容。我国电网建设期间设计的绝缘监测系统多数是挂网运行的绝缘子，如：瓷、复合绝缘子等，这些绝缘装置会受到外界因素的变化而减弱性能，对绝缘元件积极配备监测系统可保证电气设备的稳定作业。

2.2雷击监测。线路是向电气设备传输电压的载体，若输电线路发生故障则会影响到电能的正常供应，不利于电气设备的持续性运行。状态维修方案中的在线监测系统需顾及到雷击的危害，参照电气设备的具体结构规划雷击监测系统。如：常用的雷击监测方法是安装避雷针或避雷器，电气设备遭受雷击前后可起到监测、保护的作用。

2.3环境监测。环境对电气设备或连接线路也有很大的影响，若不采取有效的措施保护电气设备，则会造成设备的故障发生率上升。环境监测系统的主要监测对象是大气温度、湿度、二氧化硫等，当这些因素对电气设备的性能造成不利影响后，监测系统会把异常信号传递给监控中心，警告技术人员尽快采取维修措施保护系统及设备。

3 自动化状态检修的常用技术

电网改造工程的广泛开展，使得国内电气设备的功能日趋多样，而相应的电气设备的故障形式更加辅助，给设备维修人员的处理造成了很大的难度。随着电力科技研究工作的深入进行，设备状态维修引进了许多相关的辅助技术，降低了电气设备故障维修的难度，保证了电力系统数据传输的稳定性，显著提升了状态检修工作的效率。

3.1传感技术。传感技术是状态维修时获取数据的主要手段，维修人员将传感器安装于电气设备，可定期接收有关设备的状态信号，为异常故障的判断提供了可靠的依据。此外，传感技术可以扩大电气设备的监测范围，其对电气工程建设范围内的任何区域的信号都能精准地捕捉，有助于智能建筑电气工程自动化运行水平的提高。

3.2通信技术。智能建筑内部电气设备连接的设备数量、种类、型号等复杂多样。状态维修操作时需把电气设备的异常信号快速传输给控制中心，以引导维修人员尽快制定出处理方案，利用信息传输技术可以把电气工程的实际状态转发给控制人员，以做好实时监测工作。

3.3计算机技术。利用传感器捕捉信号后，维修人员应对信号实施加工处理，筛选出最优价值的电气设备感应信号，保证后期故障维修操作具有针对性。一般信息处理技术要借助于计算机平台，凭借计算机强大的数据处理功能完成数据的收集、处理、分析等工作。如：利用计算机强大的服务器功能，对收集到的信息给予自动化处理等。

4 结束语

总之，电气工程是智能建筑自动化设计的关键内容，对未来建筑物使用性能的发挥起到了重要的作用。现代化智能建筑的结构形式更为复杂，其相应的电力工程也有所改变。为了保证电气工程自动化调控模式的效率，对其实施自动化改造是必不可少的。因而，施工单位必须针对电气工程构造设计自动化状态检修模式，及时发现电气工程中的问题以采取有效的处理措施。

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【 abstract 】 : electrical engineering is the main component of office buildings, electrical automation installation quality relationship between later the normal use of the building. In order to make use of the building performance into full play, the construction unit of office building electrical engineering takes several control measures, the author proposed building electrical engineering automation design concept. As for traditional office building design and transformation of the existing problems, this paper puts forward the electrical engineering automation state the concept of maintenance, so guided design diversified monitoring plan, ensure that building electrical systems and equipment on their good effect.

【 key words 】 : building construction; Electrical engineering; State maintenance; Automation design

中图分类号：F407.6文献标识码：A 文章编号：

电气工程涉及到建筑物多项改造活动，对建筑物结构性能的变化有较大的影响。根据勘测结果显示，建筑物电气工程结构存在着诸多问题，尤其是设备运行、线路连接、现场操控等方面，严重影响了办公建筑电气工程的改造质量。为了避免各种问题对电气工程造成的不利影响，针对办公建筑结构设计自动化运行模式是必不可少的。

1 办公建筑改造设计存在的问题

电气工程改造是建筑电力系统建设的关键性项目，改造工程的质量对电力系统运行性能的完善十分重要。早期国内建成的办公建筑由于时间问题出现了不同的问题，严重影响了建筑正常的生产作业秩序。办公建筑改造是未来建筑行业发展的必然趋势，也是满足市场经济改革发展的重要措施。

1.1环保方面。环境污染是阻碍办公建筑改造工程顺利实施的常见问题，改造期间引起的污染是多个方面的。一是土地资源利用，扩大办公建筑占地面积是改造工程的主要内容，可以扩大企业经营的运行规模，但土地资源利用率偏低造成资源浪费，破坏了地表生态的平衡；二是物理条件干扰，办公建筑改造不合理引起异常噪声、电磁辐射等污染，影响了办公建筑的正常运行。

1.2结构方面。办公建筑在原始电能传输过程需先将电压升，传输至用户区域再按需要把电压降低，简单的电能转变流程却对办公建筑内系统的组建提出了更多的要求。就站内布局这一点而言，改造作业存在危险患，如：机构箱门、端子箱、万用钥匙使用、电缆进出口未关闭，造成站内进水；接地线布局不合理，加固螺丝松动影响了站内系统正常运行的效率。

1.3造价方面。按照办公运行的规模大小，国内办公建筑规模分中小型或大型，每一个改造工程均要投入大笔资金。由于施工单位思想理念、改造技术、现场管理等工作不全面，对改造工程的成本造价控制不严格，导致工程造价投资的稳定性波动较大。如：建筑改造工程承包单位，接受项目资金后未能合理规划运用，改造期间应资金流通调控不当引起成本问题。

2 自动化设计中的在线监测系统

从另一个角度理解电气设备的状态维修，其是在电气设备处于某种状态的前提下开展的检测、维修工作。在线监测系统是电气设备状态维修技术的关键系统，技术人员根据在线监测系统显示的数据可及时发现异常问题，引导技术人员尽快实施故障维修方案。结合新时期电网规划的规范标准，在线监测系统的设计应涉及到以下几个方面的内容。

2.1绝缘监测。电气设备的绝缘性能关系着电力系统运行的安全性，对线路绝缘进行监测是状态维修的重要内容。我国电网建设期间设计的绝缘监测系统多数是挂网运行的绝缘子，如：瓷、玻璃、复合绝缘子等，这些绝缘装置会受到外界因素的变化而减弱性能，对绝缘元件积极配备监测系统可保证电气设备的稳定作业。

2.2雷击监测。线路是向电气设备传输电压的载体，若输电线路发生故障则会影响到电能的正常供应，不利于电气设备的持续性运行。状态维修方案中的在线监测系统需顾及到雷击的危害，参照电气设备的具体结构规划雷击监测系统。如：常用的雷击监测方法是安装避雷针或避雷器，电气设备遭受雷击前后可起到监测、保护的作用。

2.3环境监测。环境对电气设备或连接线路也有很大的影响，若不采取有效的措施保护电气设备，则会造成设备的故障发生率上升。环境监测系统的主要监测对象是大气温度、湿度、二氧化硫等，当这些因素对电气设备的性能造成不利影响后，监测系统会把异常信号传递给监控中心，警告技术人员尽快采取维修措施保护系统及设备。

3 自动化状态检修的常用技术

电网改造工程的广泛开展，使得国内电气设备的功能日趋多样，而相应的电气设备的故障形式更加辅助，给设备维修人员的处理造成了很大的难度。随着电力科技研究工作的深入进行，设备状态维修引进了许多相关的辅助技术，降低了电气设备故障维修的难度，保证了电力系统数据传输的稳定性，显著提升了状态检修工作的效率。

3.1传感技术。传感技术是状态维修时获取数据的主要手段，维修人员将传感器安装于电气设备，可定期接收有关设备的状态信号，为异常故障的判断提供了可靠的依据。此外，传感技术可以扩大电气设备的监测范围，其对电气工程建设范围内的任何区域的信号都能精准地捕捉，有助于办公建筑电气工程自动化运行水平的提高。

3.2通信技术。办公建筑内部电气设备连接的设备数量、种类、型号等复杂多样。状态维修操作时需把电气设备的异常信号快速传输给控制中心，以引导维修人员尽快制定出处理方案，如：采取GMS 或CDMA 系统或GPS全球定位系统进行数字传输。利用信息传输技术可以把电气工程的实际状态转发给控制人员，以做好实时监测工作。

3.3计算机技术。利用传感器捕捉信号后，维修人员应对信号实施加工处理，筛选出最优价值的电气设备感应信号，保证后期故障维修操作具有针对性。一般信息处理技术要借助于计算机平台，凭借计算机强大的数据处理功能完成数据的收集、处理、分析等工作。如：利用计算机强大的服务器功能，对收集到的信息给予自动化处理等。

4 结束语

总之，电气工程是办公建筑自动化设计的关键内容，对未来建筑物使用性能的发挥起到了重要的作用。现代化办公建筑的结构形式更为复杂，其相应的电力工程也有所改变。为了保证电气工程自动化调控模式的效率，对其实施自动化改造是必不可少的。因而，施工单位必须针对电气工程构造设计自动化状态检修模式，及时发现电气问题以采取有效的处理措施。

参考文献：

[1] 贾玉佩.现代建筑电气工程的技术性维修方案[J].安徽建筑工业学院学报,2008,12(7):33- 35.

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前言：随着我国经济不断发展，使得电气工程技术得到发展。但是从我国电气工程技术的发展现状来看，与国际上发达国家相比依然存在着一定的差距。在建筑工程中引入电气工程技术，能够从建筑的设计结构、以及建筑能够实现的功能的上进行改革，以保证建筑设计的安全为前提，提升建筑设计质量。实现建筑设计与科技的结合。

1.电气工程技术在建筑设计领域的应用

1.1 TN-S接地系统设计

TN-S系统实际上就是保护线与中线相互分来的三相四线组合与PE线的接地系统。该种电气工程系统主要适合于配电所的建筑工程项目中。在该系统中，N线与PE线都能够与变压器的中性点相接，并且除了中性点之外没有其他类型线路连接。TN-S系统比较特点较多，其中最为主要的特点就是，其N线外露，而PE线不导电。在系统下，PE线本身不具备电压，也不带电流，在电路运行中的安全性较高。该系统能够运用在建筑设计中的其他系统中，不仅能够实现设计中的特殊需求，还能够实现线路中单项电与多项电的结合。近年来，随着建筑设计不断发展，在建筑中引入照明荧光灯，该种电气设备能够在中性线中产生三次谐波，线路中谐波与电流的相互叠加，容易发生线路事故。因此，在实际设计中，需要注意电气设计的线路保护，提高建筑设计的完全性[1]。

1.2电气工程技术在建筑设计中安全接地保护

在建筑设计中不仅需要提升建筑的质量，还需要从建筑本身对人的安全保护上下功夫。在建筑设计中，需要采取接地保护的措施来实现建筑设计安全。建筑设计的安全接地保护是指，用金属将建筑中的接地体与电子设备中不通电流的 金属部分进行连接，进而实现安全保护的线路设计。由于在建筑设计中存在着大大小小的强电与弱电设备，如果不能对这些设备进行适当的安全保护，将会带来一定的安全威胁。在一般情况下，与接地体相比，人体内的电阻比较大，因此在线路中流入人体内的电流比较小，当人体接触到接地外壳时，经过接地保护的电流不能对人体带来危害，由此可见，对设备进行接地保护，是实现安全保障中基础[2]。

1.3电气工程防雷设计在建筑设计中的应用

基于电气工程技术的建筑设计实际就是一种智能化的建筑设计，在科技信息技术的支持下，实现建筑设计管理的智能化、自动化。在建筑设计中，不管采用哪种类型的设计方式，都需要避免由于自然因素而造成的设计危害。其中最为主要的就是建设设计中的防雷设计。在建筑设计中，首先需要设计完成防雷装置，然后才能够按照步骤进行其他建筑设计。建筑防雷设计不仅需要思维严密还需要全面彻底，不能忽视一处的设计防范。在电气工程技术基础上，智能建筑中需要对电子布线系统、电子报警系统以及电子消防系统进行全面设计，这些系统最容易受到雷击的威胁。因此，在实际防雷设计中，注重运用针带组合接闪器，以及镀锌扁钢避雷带进行接地配置。当在屋顶组成的电气连接网格，利用楼体中的钢筋来实现防雷系统设计[3]。

1.4电气工程技术在线监测在建筑设计中应用

在建筑设计中，存在很多类型的电路设计，对于这些线路设计的绝缘设计是实现保证建筑设计安全的基础。那么如何实现电路设计中的绝缘保护，其中最为关键的就是对线路设计中的在线监测。电力工作人员只有实时掌握设备的绝缘性能，才能够维护电力系统的稳定性。在一般的建筑设计中，其线路监测系统多为绝缘子挂网。除了对建筑设计的绝缘监测，还需要对建筑设计进行雷击监测，通过在建筑中安装避雷针以及避雷网等来实现建筑安全。此外，建筑设计的环境监测，在电气工程线路保护中同样重要，一般情况下，环境监测主要面向的对象是温度、湿度等因素。如果在实际的施工中这些因素不稳定将会对建筑设计带来阻碍[4]。

2.电气节能技术在建筑设计领域中的未来展望

第一，设计理念。理念设计阶段实际上就是对照明节能设计的初步构想阶段，该设计理念在建筑设计方案落实之后进行。首先，电气照明设计师需要捋顺整个建筑设计方案，联系实际现场情况，制定照明设计方案。然后与电气项目主管部门进行电气设计方案的沟通，并搜集设计建议，当设计方案受到认可之后，再对具体的照明灯具外形以及内部构成进行研究。最后在各项细则方案讨论之后制定出修改方案，尽最大可能将不利于电气照明设计的因素剔除。电气照明理念设计主要包含前期调查、情况了解、文化研究、图纸分析以及方案构思等环节，这些环节缺一不可，环环相扣[5]。

第二，施工阶段。在实际的电气照明节能设计施工中，需要建筑施工中的各个施工工种之间的相互配合。一般情况下，主要分为两种类型的工种之间的配合；首先，建筑施工的配合，建筑施工应该对设计中的变更进行配合，按照修改内容进行施工；其次，电气照明施工的配合，例如在电气照明施工中的走线安排等需要按照施工中的修改意见进行改正。以免出现安全隐患，为建筑施工带来质量问题。

结论：随着建筑行业不断发展，在建筑设计中引入电气工程技术，是提升建筑设计质量的重要举措。在本文中对建筑设计中电气工程技术应用进行分析，其中主要的设计应用为：TN-S接地系统设计、安全接地保护、防雷设计以及在线监测等。通过对这些电气工程应用技术的研究，希望能够为建筑设计提供相应的帮助。

参考文献

[1]王黎明，白雪琦，时波涛，石磊磊.浅谈电气工程自动化在建筑设计领域的应用[J].黑龙江科技信息，2013，23：198.

[2]刘伟国.浅谈建筑设计领域中电气工程自动化的应用[J].门窗，2014，08：204.