探究電氣自動化的應用現狀和前景

[摘 要]隨著科學技術的不斷進步和發展，電氣自動化已經成為高新技術產業發展不可或缺的部分。在電力系統中電氣自動化有著廣泛的應用。在新技術的帶動下，電氣工程也得到較好的發展，而電氣工程越來越離不開電氣自動化的支持。本文就電氣自動化在電力系統和電氣工程中的應用現狀和前景進行詳細的探究和分析。

[關鍵詞]電氣自動化；電力系統；電氣工程；應用現狀；前景探究

[中圖分類號]TM76 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432（2013）30-0044-02

1 電氣自動化的發展

1.1 發展前沿

我國電氣自動化專業始于20世紀50年代初，在這幾十年間，國家先后對該專業進行過多次調整，但由于該專業涵蓋的行業多，適用范圍廣，到現在仍然煥發著勃勃生機。主要表現在，全國各大高校紛紛開設電氣自動化專業，越來越多的大學生接觸電氣自動化，涌現出很多優秀的人才。

由于社會上各行各業對電氣自動化專業技術人員的大量需要，國家出臺政策大力培養電氣自動化方向高端技術人才，而各大高校也不斷地擴招，加強專業素質人才，所以，電氣自動化正在也將繼續迅速發展下去。

1.2 市場發展狀況

首先，工業化發展的具體表現即為工廠的數量和種類的大幅度提升，工廠生產和使用的電氣設備隨之增多，其種類眾多，門類齊全，技術和維修人員需求量很大，從業人員的工資薪金也隨其市場需求量大幅上漲，而且，目前我國社會上非常短缺電氣自動化專業精英人才，高精尖專業技能人才更是少之又少，因此，電氣自動化專業有很廣闊的發展前景，電氣自動化專業人才也隨之層出不窮地出現。

其次，也需大量培養電氣自動化專業的科研人才，很多電氣設備和產品尤其是尖端科學技術產品的研制和開發，需要很多專業型和創新型的科研人才，所以有關電氣自動化的科研機構逐步在全國各地廣泛地建立，專業科研人員隊伍力量逐漸壯大。電氣自動化市場發展越來越迅速，并且在整個社會經濟發展中占據舉足輕重的地位，市場發展前景廣闊。

2 電氣自動化在電力系統中的應用

電氣自動化技術集合了多種高新技術，它在電力系統中的作用不可小覷。現將其具體作用做如下闡述：

2.1 開關控制

在工業自動化生產過程中，電氣設備占據著主導地位，而由于生產的規模化和成本節約化的考慮，越來越多的工廠開始引進自動控制技術，全控型的電力電子開關慢慢取代半控型的晶閘管。隨著交流變頻技術的發展，GTO、GTR、MOSEFT等全控電力電子器件相繼出現。

雖然全控電力電子開關的出現，給電氣設備的控制帶去了很大的方便，但由于各器件自身的限制，全控電力電子開關的改進和研究仍在繼續。GTO、GTR等雙極性全控器件，必須要有很大的控制電流，勢必會造成成本高、損耗大、控制電路復雜、安全性降低等缺點。而MOSEFT這種具有較高輸入阻抗且為MOS結構的半導體電力控制器件，雖然克服了GTO、GTR較大控制電流的困難，但由于受其通態電壓隨其額定電壓的增大而成倍增加這一性質的限制，MOSEFT電子器件的更新和研究出現較大的局限和巨大的挑戰。故而電力電子開關的研究，趨向于較小控制電流，低損耗，低成本和精確度高的半導體電子器件。

2.2 變電站系統的電氣自動化

傳統變換電路主要采用低頻變換，這種變換電路因其變換速度相對較慢和功率因素低的劣勢，逐漸被功率因素高、變換速度快的PWM高頻變換器電路取代。然而這種變換器電路由于其電流電壓的諧波分量在電動機的轉子上發揮了作用，造成巨大噪聲，其主要解決方式便依賴于提高開關頻率，但電力電子器件長期在高電壓和高電流情況下工作會經常導通或斷開，導致開關損耗特別嚴重。

縱觀國內外研究進展，一種在零電壓或零電流情況下進行轉變的諧振式變換器正占據變換電路的主要市場。這種變換器的研究目前已經趨向于穩定化，主要在于電路簡單化的改變和設計。

2.3 電網控制自動化

電網，即電力系統的專用廣域網聯結，電網自動化控制和調度主要包括發電廠控制、傳輸線路的控制、終端設備的控制。其主要內容在于：電力系統運行過程的實時數據采集、系統運行的全程監控、分析判斷線路是否運行安全、檢測線路運行負荷、監測估計電路運行狀態。

由于大規模生產的需要，電力系統的線路越發趨向復雜化，這也給人工控制帶來了很大的困難，自動化的監測和控制成為主流，電網自動化控制也朝著專業化、集中化、數字化方向發展，隨著工業發展的現代化，這一趨勢始終不會改變。

3 電氣自動化在電氣工程中的應用現狀和前景

3.1 電氣自動化在電氣工程中的應用現狀

目前，電氣工程中，電氣自動化主要應用于三個方面。

3.1.1 遠程監控技術運用

遠程監控系統主要是通過一個電腦終端對所有其他地方的設備進行控制的技術，通過設置遠程監控系統能夠使電氣工程大量減少電纜成本支出、材料購買以及人工安裝費用等方面支出，使電氣工程實現少投入高產出的高效益生產模式。

3.1.2 集中式監控技術應用

運用集中式監控方式的特點在于在電氣工程中的運行維護很方便，對控制站的要求不是很高，在系統設計上比較容易。它是將系統中的各項功能集中到一個處理器中來進行工作的，而處理器的任務相當的繁重，處理速度嚴重受到影響。在電氣設備進入到監控系統時，伴隨著監控對象的大量增加將是主機的冗余的下降的趨勢，電纜數量加大，投資也有明顯增加，長距離的電纜的引入將會影響系統的可靠性。同時隔離刀閘上的操作閉鎖以及斷路器上的鏈鎖都是采用的硬接線，然而隔離刀閘上的輔助接點經常會出現接點不到位的現象，這樣就會造成電氣工程中的設備無法進行操作。這種接線的二次接線是相當復雜的，檢查線時很不方便，維護量也大大增加，還存在著檢查線或傳動過程中由于接線上的復雜而造成操作失誤的可能性等，所以說集中監控方式在電氣工程中運用比較廣泛。

3.1.3 現場總線監控技術應用

現場總線監控技術是當前電氣工程使用最為廣泛且有效性最高的一項技術。它的主要工作原理是根據電氣工程實際的不同間隔采取相對應的措施，其監控具有較好的針對性。現場總線監控技術能夠適量的減少隔離設備以及端子柜等的使用，能夠減少電氣工程的大量設備成本投入。加上這種技術擁有遠程監控技術的特點，所有電氣工程設備均是采取現場安裝，選擇最直接最省電纜的方式，并且是以通信方式來連接監控設備完成全部監控過程，這種模式能夠大量節約成本資金，增加電氣工程的效益。同時，由于設備之間主要是通過通信網絡信號設備相互連接，其獨立性和靈活性相對比較強，一個設備出現故障不會波及全部設備，提高整個電氣工程的安全性和可靠性。

3.2 電氣自動化在電氣工程中的應用前景

在工業化生產和現代化生活中，自動化成為主流，而電氣自動化則主要表現在對設備進行相關技術改造，從而實現運行的高效便捷。電氣自動化的主要特點包括：高效信息化、計算機網絡危險分散化、網絡開放化，因此實現電氣工程在數據采集、監視監控、分析調度方面滿足市場對電力的需要以及網絡普及對其沖擊的改造需求，讓電氣工程在運行中實現高效運行、適應社會發展的需要。

然而，電氣工程高效運行的過程中，安全性依然成為所有技術研發者和設備使用者的關注點，雖然計算機網絡危險分散化已然改善了傳統的安全隱患問題，但隨著生產的大規模建設，以及連鎖效應帶來的不良后果，電氣自動化在技術研發者的關注下，將朝著網絡安全最低化方向發展。

4 發展趨勢

未來電氣自動化的發展趨勢是：分布式、開放式、信息化。分布式即針對計算機網絡危險分散保證網絡中每個智能模塊獨立安全工作的網絡結構；開放式即系統具有與外界聯通的接口以實現對外網絡連接功能；信息化則是指系統信息的綜合處理能力，實現與網絡技術相結合的網絡自動化和管理控制一體化。隨著人工智能技術的出現和發展，以及人們對自動化大規模生產的要求，未來電氣自動化除了保證以上三大特點之外，還會朝著人機交互，人工智能方面發展。其主要表現在：系統人性化，系統安全最低化。

系統人性化和系統安全最低化：伴隨著人機交互網絡的發展，通過人性化、自動化的電氣自動裝置，信息提供方能及時了解用戶的需求，為用戶提供更加便捷、實用、安全的用電建議，為系統安全運行提供詳細的數據支持。

5 結 論

電氣自動化技術雖然已經在電力系統和電氣工程中以及國民的生活中廣泛應用，但隨著工業化的不斷發展以及人們生活生產中需求的不斷提升，在市場競爭越來越激烈的形勢下，為了經濟利益的最大化和生產便捷化，電氣自動化的研究和創新仍然必不可少，電氣自動化技術仍然處在不斷革新和發展的階段。我們必須吸取先進的經驗和技術，不斷有針對性地進行技術革新。

參考文獻：

[1]武芳軍 .工業電氣自動化的重要性和發展趨勢[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2011，38（4）：105-106.

[2]鐘家洪，夏勇.電氣自動化在電氣工程中的應用分析[J].應用科技，2013：99.

[3]陳偉.淺析電氣自動化在電氣工程中的應用[J].科技與企業雜志，2013（1）（下）：313.