電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用淺析

摘?要：經(jīng)濟技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的不斷積累演變，電氣工程技術(shù)是衡量一個國家的現(xiàn)代化科技技術(shù)是否先進的標(biāo)志，伴隨我國社會的高速發(fā)展，電力需求日益增長，相對應(yīng)的電力建設(shè)的水平同樣在進步和創(chuàng)新。本文側(cè)重對電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用情況實行簡要分析。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;電氣工程;應(yīng)用

電氣自動化應(yīng)用于電氣工程的生產(chǎn)活動中，具有可靠和高效特性，人類生活與起居不知不覺中得以改變，以及伴隨電氣自動化技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，大大提高了電氣系統(tǒng)自動控制和調(diào)節(jié)能力，也向著智能化的方面發(fā)展。

1 電氣自動化的必要性

由于我國快速發(fā)展，綜合國力已經(jīng)明顯提升，各行各業(yè)技術(shù)向現(xiàn)代化及智能化的方面發(fā)展。智能化是指機械設(shè)備能夠隨著人的思想意愿活動，十分高效的解放了人力。技術(shù)和設(shè)備的智能化，已經(jīng)在電氣工程中得到了廣泛的應(yīng)用，如診斷故障、PLC（可編程邏輯控制器）應(yīng)用。PLC提供理論依據(jù)，控制系統(tǒng)運行的多種環(huán)節(jié)得以協(xié)調(diào)。智能化設(shè)備加快了資料數(shù)據(jù)的分析處理速度，模型的建立，有助于進行電氣自動化系統(tǒng)管理。電力系統(tǒng)已經(jīng)和人類生活密不可分，運行假設(shè)出現(xiàn)了問題，對人類的日常生活及工作，將造成嚴(yán)重的影響，甚至于威脅到人類的生命財產(chǎn)。實時進行監(jiān)控電氣自動化設(shè)備，意義重大，設(shè)備運行的參數(shù)得以實時分析及整理，安全隱患就能夠得到及時的發(fā)現(xiàn)，同時措施處理得當(dāng)，可以有效避免部分不應(yīng)該發(fā)生的事故。電氣自動化技術(shù)也可記錄設(shè)備反常的參數(shù)，有助于分析判斷產(chǎn)生問題的原因，從而使得電力系統(tǒng)的安全運行得到了保障。

2 電氣自動化工程控制的設(shè)計思想

2.1 遠程監(jiān)控

一個計算機的終端同時監(jiān)控著多個不一樣空間的電氣設(shè)備，稱為遠程監(jiān)控，此方式能夠有效避免空間因素的制約，讓電氣工程靈活性明顯增加，確保各個不同地點的電氣設(shè)備能夠運行穩(wěn)定，使得系統(tǒng)監(jiān)控成本得以降低。然而，遠程監(jiān)控同樣有弊端，由于極易受限于通訊速度，但是電廠的通訊信息量通常是巨大的，遠程監(jiān)控設(shè)備上的通訊往往不能滿足需要，在較大規(guī)模的工程，往往難以實現(xiàn)。因此，此技術(shù)只能應(yīng)用于規(guī)模相對較小型的電氣工程設(shè)備。

2.2 集中監(jiān)控

（1）把工作系統(tǒng)的所有功能環(huán)節(jié)全部集合在一個平臺上進行處理，稱為集中監(jiān)控，此方法相對簡單，整個維護也簡便易行，集合控制程序不會明顯受到控制站的影響。然而，整合了多功能一起工作，就增加了處理器的負擔(dān)，限制了整個系統(tǒng)的工作效率。

（2）隨著監(jiān)控系統(tǒng)的共同電氣設(shè)備的增加，控制的對象也相應(yīng)增加，明顯增加增加了主機工作任務(wù)的負擔(dān)，要避免此情形，投入電纜的數(shù)量要明顯增多。但是電纜的長度延長，就容易產(chǎn)生不可控制的影響因素，使得整個監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定系數(shù)也相應(yīng)減少。

（3）隔離刀閘上的輔助點電線連接往往發(fā)生短路，可導(dǎo)致到電氣工程設(shè)備不能正常運轉(zhuǎn)，若為二次接線，將影響它的安全性、安檢性及維護性，相對雜亂的接線可導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生事故的頻率增加。集中監(jiān)控提高了部分的工作效率，由于需要相對比較高的技術(shù)，耗材和工作量增多，引起使用成本增加。

2.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控

現(xiàn)場總線監(jiān)控是當(dāng)今電氣工程領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，根據(jù)項目的發(fā)展需要，量身定制的管理方案，將專業(yè)的連接設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)系起來，能夠減少電纜安裝設(shè)備，能夠減少先期投入和后期維護的成本。應(yīng)用計算機把各個設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起，但是它們是相互獨立的，卻有獨具的功能，不管哪個設(shè)備出現(xiàn)問題，只需要單獨維修此設(shè)備，整個網(wǎng)絡(luò)運行不受影響，也沒有受到損害，由于有各部分功能獨立的特點，裝置之間的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)極為靈活，在一定程度上提高了系統(tǒng)的可靠性[1]。綜上所述，現(xiàn)場監(jiān)控的設(shè)計理念非常適用于電氣工程，值得推廣。

3 電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

3.1 電網(wǎng)調(diào)度

電網(wǎng)的調(diào)度自動化是依靠服務(wù)器和相關(guān)系統(tǒng)來完成，憑借經(jīng)濟調(diào)度，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定安全是其首要功能;另一功能是實時監(jiān)測及分析相關(guān)運行數(shù)據(jù)，完成對電力系統(tǒng)負荷的自動預(yù)測;再一功能是依靠相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠快速尋找到電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生事故的地點，有效提高了排除故障能力，有助于提升電網(wǎng)調(diào)度中心的辦事效率，確保各項數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性[2]。傳統(tǒng)技術(shù)的電網(wǎng)調(diào)度能力較低，只要電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障，往往易發(fā)生大范圍及長久的停電事故，查明事故原因后才可維修，費時且費力。若應(yīng)用電氣自動化技術(shù)來控制，能夠提高電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時可憑借數(shù)據(jù)庫，大致評估將來某段時間的電網(wǎng)系統(tǒng)，用電量可得到實時平衡。即使出現(xiàn)了用電故障，系統(tǒng)能夠自動定位故障點，就近快速排除故障，從而減少損失。由于傳統(tǒng)的設(shè)備發(fā)生故障后才能查出原因，電氣技術(shù)非常容易干擾整體電氣工程，此過程極有可能產(chǎn)生偏差，電氣自動化技術(shù)則能夠給于高效解決。通過實時的監(jiān)控電氣設(shè)備，采集及分析數(shù)據(jù)，潛在問題可以得到及時發(fā)現(xiàn)，防止故障的產(chǎn)生。由于具備靈活性，能夠快速及準(zhǔn)確尋找出故障點，防患于未然，可有效避免經(jīng)濟損失，同時也大大減少了維護設(shè)備的費用。

3.2 變電站

變電站的工作，大部分是通過人工操作而實現(xiàn)的，部分數(shù)據(jù)上的誤差產(chǎn)生難以避免，以至于降低了變電站的工作效率，想要避免此類誤差，通常采取人工24小時的輪班，結(jié)果是嚴(yán)重浪費了人力資源。采取電氣自動化技術(shù)進行全面的監(jiān)控電氣設(shè)備，同時把監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳到終端，此方法能夠第一時間發(fā)現(xiàn)故障。還有，應(yīng)用計算機對電氣工程中的運行實現(xiàn)自動控制，無人值守代替了24小時輪班，既能夠縮小數(shù)據(jù)誤差，又可避免浪費人力資源，變電站工作的可靠性得到加強保證。目前，智能化技術(shù)替代以往的手工操作，微機化替代陳舊的電磁式，使得整個操作過程能夠做到完全可視化，結(jié)果一目了然，滿足了現(xiàn)代化工作發(fā)展的需要。

3.3 發(fā)電廠

發(fā)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)是憑借太網(wǎng)、過程控制單元和相關(guān)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)得以完成，布置形式為分層結(jié)構(gòu)。過程控制單元指實時工作的單元，憑借實時監(jiān)控運行過程單元的脈沖量和熱電阻等數(shù)據(jù)，并且給于及時處理，最終完成整個工作過程的檢測和控制，由于控制系統(tǒng)屬于分散性質(zhì)，顯示及操作功能能夠得到集中。一個工作站存在兩種模式：一個是工程師，另外是運行員。設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)為工程師工作站主要的職責(zé)，以便維護系統(tǒng)的工作運轉(zhuǎn);接收實時的信息及對指令的發(fā)送為運行員工作站的主要的職責(zé)，同時把整合的相關(guān)信息傳送給工程師工作站。電氣自動化技術(shù)甚至于能夠生產(chǎn)過程動態(tài)監(jiān)控設(shè)備，使得系統(tǒng)能夠相對比較安全穩(wěn)定運行，也有利于工作人員進行控制工作。

4 電氣自動化技術(shù)未來發(fā)展趨勢

（1）電氣自動化技術(shù)未來發(fā)展趨勢，技術(shù)人員專業(yè)化。專業(yè)技術(shù)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)必須提高，可成立專業(yè)電氣設(shè)備人才以備需求，企業(yè)越發(fā)注重技術(shù)人員培養(yǎng)工作[3]。培訓(xùn)時，不僅要專業(yè)技術(shù)人員懂得系統(tǒng)安裝，更需使他們能夠掌握系統(tǒng)的工作原理及專業(yè)操作技能，獨自判斷及分析系統(tǒng)產(chǎn)生故障原因，設(shè)備的后期維修保養(yǎng)工作能夠得一保證。企業(yè)通過培訓(xùn)員工，系統(tǒng)發(fā)生故障后他們能夠立刻查明根本原因，并且有迅速排除故障能力。

（2）整合升級系統(tǒng)，開發(fā)完整一致標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)平臺，實行電氣自動化工程控制系統(tǒng)的統(tǒng)一性發(fā)展[4]，提升應(yīng)用的水平。計算機網(wǎng)絡(luò)是未來世界必然發(fā)展趨勢，電氣自動化技術(shù)也同樣必須積極進行融合，通過對電氣自動化技術(shù)進行整合，成功融入了云計算及巨型計算機技術(shù)，就可以緊跟電氣自動化技術(shù)未來發(fā)展趨勢。由于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致人類日常生活，工作方法，以及思想觀念都發(fā)生了很大程度的改變，工作效率大幅度提高，也有利于企業(yè)穩(wěn)步及高速發(fā)展，是企業(yè)重點的發(fā)展方向。

（3）科學(xué)技術(shù)發(fā)展及創(chuàng)新，使得電氣自動化技術(shù)也必須跟上創(chuàng)新及發(fā)展的腳步，取得更多科研成就，以滿足新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要，要求開發(fā)人員需具備較強的創(chuàng)新意識，增強創(chuàng)新的能力[5]。電氣自動化企業(yè)不僅需力爭實現(xiàn)各種具有戰(zhàn)略性的目標(biāo)，還要有不斷強化提高創(chuàng)新水平的能力，以及融入各種與時俱進的先進技術(shù)。企業(yè)還必須憑借高科技技術(shù)，不斷提升產(chǎn)品設(shè)備的科技含量，通過創(chuàng)新，使得產(chǎn)品變得富有特色。因此，企業(yè)加大革新技術(shù)幅度，很抓產(chǎn)品質(zhì)量，力爭與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，使得國家的戰(zhàn)略性目標(biāo)能夠完成實現(xiàn)。

（4）人工智能在各個領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用，電氣自動化技術(shù)也將同樣如此，是社會未來發(fā)展的必然趨勢[6]。電氣自動化工作必須運用現(xiàn)今新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過完善信息平臺和信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，以便人工智能未來在該行業(yè)的應(yīng)用夯實了資源基礎(chǔ)。由于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展成熟，有條件使得人工智能可成為電氣自動化發(fā)展的一種趨勢，國家必須大力鼓勵促進企業(yè)朝此趨勢努力發(fā)展。

（5）由于市場經(jīng)濟不斷發(fā)展，許多行業(yè)進行了市場化重組，同樣適用于電氣自動化設(shè)備的設(shè)計及生產(chǎn)行業(yè)[7]。經(jīng)得起市場檢驗，就可以調(diào)動生產(chǎn)積極性，刺激更多先進技術(shù)產(chǎn)生。根據(jù)市場需要實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域的完美結(jié)合，同時根據(jù)需求反饋而實行技術(shù)改進，確保自己產(chǎn)品擁有競爭力。

5 結(jié)語

總之，電氣工程與自動化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國的各行各業(yè)，大大方便了工作生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ?。電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用于電力工程，電力系統(tǒng)整體穩(wěn)定性大為提高，顯著提升了消除電力系統(tǒng)故障的能力及效率，確保其安全性。

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作者簡介：陳浩維（1999-），男，漢族，福建龍巖人，本科，電氣工程及其自動化專業(yè)。