建筑机械设备电气工程自动化的供配电节能控制技术分析

引言

建筑机械设备作为施工现场的核心动力支撑，其电气系统的稳定运行是保障施工进度和质量的基础。在现代建筑工程中，随着施工工艺的复杂化、设备种类的多样化及施工环境的智能化发展，用电负荷呈现出波动性强、峰值大、能耗高的特点，给传统的供配电管理模式带来了严峻挑战。尤其是在当前国家大力倡导绿色建筑与节能减排的政策背景下，如何在保障施工用电安全的前提下实现供配电系统的高效节能控制，已成为建筑施工领域技术研究的重点方向之一。电气工程自动化技术的引入和深化，为解决这一问题提供了有效手段。通过在供配电系统中应用自动化设备与智能控制系统，不仅可以实现对电力设备运行状态的实时监测与动态调节，还能依据负载变化情况自动优化供电策略，从而最大限度地降低无效能耗，提高整体供电效率。

一、建筑机械供配电系统现状与节能需求分析

建筑机械设备涵盖塔式起重机、施工电梯、混凝土搅拌机、泵送设备、电动工具、照明系统等多种类型，其用电负荷普遍具有启动电流大、运行时间不固定、负载波动频繁等特点，导致传统供配电系统在运行过程中存在能效管理粗放、响应滞后、调节手段单一等问题。一方面，由于多数施工现场缺乏统一的能源管理系统，电力资源的分配往往依赖人工经验，造成各类设备同时启动、同时运转，从而引发用电高峰，增加配电系统的压力和能耗。另一方面，部分电气设备运行效率低、控制方式落后，仍采用定速运行或手动启停模式，未能实现根据负荷变化自动调节运行状态，导致设备在低负荷运行或空载状态下仍然消耗大量电能，能源浪费严重。

二、电气工程自动化在建筑机械供配电系统中的功能作用

电气工程自动化是指通过集成传感技术、控制技术、通信技术与计算机技术，对电气设备实现自动检测、控制、保护和管理的过程。在建筑机械供配电系统中，其主要功能作用体现在以下几个方面：一是实现对各类电力设备运行参数的实时监测，通过安装电流、电压、温度、功率因数等传感器，获取第一手运行数据，为故障诊断与能效评估提供数据支持；二是通过中央控制单元与PLC 控制器，对供配电系统中各节点实施精细化控制与自动响应，实现负荷均衡、避峰填谷与有序用电，降低系统运行能耗；三是通过变频器、软启动器等调速装置，对电机类设备进行变频控制，根据实际需求动态调节输出功率，避免设备在高负荷条件下长期运行造成能源浪费；四是通过能效管理平台对历史用电数据进行分析，形成节能优化策略，指导运维人员科学安排设备使用时间与方式，实现“计划性供电”；五是构建多层级的电能保护系统，确保在电网异常、电气故障或设备过载时能快速切断电源或启动应急系统，保障现场用电安全。上述功能共同构成了建筑机械供配电系统的自动化运行架构，显著提升了用电系统的可靠性、经济性与智能化水平。

三、节能控制技术在建筑机械电气系统中的具体应用策略

在建筑机械供配电系统中，为实现节能降耗目标，应根据设备运行特性与现场管理需求，采取多元化、组合化的节能控制策略。其一是推广变频调速控制技术。建筑机械中大量采用电机驱动设备，通过变频器可根据不同工况调节电机运行速度，实现按需供电与动态控制，显著降低电机能耗。例如，混凝土搅拌机与塔吊在部分时间段内无需满负荷运行，通过变频控制可降低电流与转速，减少能量损失。其二是实施分时段运行管理策略。通过合理设定设备启停时间，避开用电高峰期，优化电网负载分配，减少配电系统负载冲击。同时结合自动化定时控制系统，合理分配照明、排风、升降等次要负载的运行时间，实现非关键设备按时启停，提升用电效率。其三是构建智能照明控制系统。针对施工现场的照明负荷，可采用光控 + 人感结合的方式，根据光照强度与人员活动情况自动调节照明状态，实现精准控制与局部照明，有效降低照明能耗。

四、基于信息化平台的智能能耗监控与分析系统构建

在节能控制体系中，建立信息化的能耗监控与管理平台是实现精细化管理与可视化分析的基础。该系统通过集成现场数据采集终端、通信网络模块、中央数据处理中心与人机交互界面，实现对施工现场电力系统的全方位感知与实时管理。首先，在各供配电回路与用电设备上布设智能电表、采集模块与传感器，采集电压、电流、功率、温度、负载率等关键参数，通过有线或无线通信传输至数据中心；其次，平台对采集数据进行分类汇总、存储与分析，形成能耗趋势图、用电统计报表、负荷曲线与故障报警信息，为管理人员提供全面的数据支持；再次，系统可设定能效阈值与预警机制，实时监控异常用电行为，并通过短信、App 或控制平台发出报警信息，提示运维人员及时干预处理；此外，管理平台可与建筑施工的进度管理系统、BIM 模型系统进行数据融合，实现用电与施工进展的同步管控，为能效优化提供数据基础。通过上述机制，施工现场的电力系统不仅可以实现实时监控、故障预警和数据分析，还可进一步开展能效评估、节能方案制定与运维策略优化，推动建筑电气系统的高效运行与绿色发展。

五、电气自动化节能控制技术的未来发展趋势

随着建筑业智能化与绿色化发展要求的不断提升，建筑机械设备电气系统的节能控制技术将呈现出高度集成化、智能化与系统化的发展趋势。首先是自动化控制系统与物联网技术的深度融合，通过构建“感知- 通信 - 决策- 执行”闭环系统，实现供配电系统的全域互联、精准控制与动态调节，推动建筑现场用电向“精细感知 + 智能响应”转型。其次，人工智能算法将进一步嵌入节能控制系统中，利用机器学习与数据挖掘技术，对设备运行数据进行模式识别与能效预测，从而实现更加精准的负载预测与节能策略推荐。

结论

建筑机械设备的电气系统在整个施工过程中起着至关重要的作用，而供配电系统的能效水平直接关系到施工效率、用电成本和环境影响。本文围绕建筑机械电气自动化背景下的节能控制技术，系统分析了建筑现场供配电系统的现状问题、自动化功能、节能策略与信息化管理平台的构建方式，论证了节能控制技术在提升电能利用效率、降低运行能耗、优化用电结构方面的重要作用。研究表明，通过合理应用变频控制、分时管理、能效监控和负载调度等多种自动化节能技术，可显著提升建筑机械供配电系统的智能化与节能水平。未来，应进一步推动智能化控制技术与信息平台建设，构建绿色、安全、高效的建筑供电系统，实现建筑施工领域的全面节能与可持续发展。

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