電氣自動化在電氣工程中的應用

魯丹 孫振興

電氣自動化已經成為現階段電氣工程發展的優勢，也是非常實用的技術之一，通過將自動控制系統、檢測系統等進行有效融合，使得電氣系統能夠實現自動調節、實時監控，能夠實現自動化的管理和控制，并且也能盡最大可能維持系統運行的安全性、高效性，這些應用使得電氣工程帶給人們生產、生活諸多便利。本文從電氣自動化設計分析出發，講述了電氣自動化應用系統的構成，之后講述了電氣自動化在電氣工程中應用于哪些方面，最后對電氣自動化發展趨勢作出了分析。探討電氣自動化已有技術和未來發展技術，是實現國家穩定發展，技術快速進步的關鍵。

一、電氣自動化的設計

設計原則方面。電氣自動化設計的一系列過程中，應以下列問題作為設計原則：第一、需要處理好電氣設備機械與自動化應用之間存在的聯系，也就是說，電氣設備的實際應用模板，以及其設計目標應該作為設計電氣自動化的關鍵問題進行考慮，將這些目標作為設計電氣自動化的依據。第二、設計的科學化和合理化原則。依據實用目標，使得設計能夠考慮使用安全和經濟節約的方向考慮。第三、實現自動化控制過程中，機械能夠對電氣進行有效控制。

設計思路方面。電氣自動化設計是一項非常復雜的設計工程，它需要考慮很多方面的因素和問題，在設計思路方面應該分析以下幾個方面：第一、遠程監控思路。通過電腦終端來實現對其他設備進行高效的監管和控制，并對系統進行實時管理。第二、集中監控思路。這種監控方式的使用范圍很廣，并且具有相對簡單、操作方便、維護便利等特點。第三、現場總線監控思路。基于這些設計思路，展開對電氣自動化技術的設計。

二、電氣自動化應用系統構成形式

自動化系統的構成。一般情況下，電氣自動化系統的構成包括這些方面：接收傳輸信號部分，借助相關非常簡單的操作，來實現對輸入電氣設備信號的接收；處理設備信號部分，對傳輸到相應位置的信號進行適當處理；輸出電氣設備信號部分，該部分將經過處理的信號進行輸出工作。

微型計算機導入。微型計算機導入電氣自動化系統是一大技術突破，也是技術得以實現的關鍵。將其導入自動化系統，能夠實現對系統運行過程中相關信息的自動記錄和反饋，結合相關信息判斷出電氣工程系統運行的狀態，并分析其誤差與內部是否符合。另外，隨著計算機在各個領域的廣泛使用和逐漸深入，電氣工程方面對計算機的應用也逐步開展。微型計算機的逐步引入，使得自動化系統能夠實現管理的人性化、智能化、高效化，也更加能夠促進電氣工程方面自動化系統的快速進步。

三、電氣自動化在電氣工程中的應用

變電站自動化。人工進行電話操作和人工監視在現代的變電站中占據了主流，變電站中自動化的應用將大大減少這些方面的開支。同時強化了對變電站的監控性。在變電站中實現自動化主要原因就是全方位的監視各種設備的運行情況，實現對設備的有效控制。逐步由傳統化的操作到現代信息化的處理方式。

電氣自動化程度的增加帶來的是變電站的自動化，變人工操作為機器控制。這樣一來變電站的工作人員工作量將會大大減少，這樣在人員的投資也隨著減少，電氣工程整體效益增加。更好更快的完成現代自動化的步伐。變電站的自動化實施，自動運行已經替代了大部分的人工操作。微機取代了以往的電磁裝置。計算機的應用使得變電站的所有情況都變得一目了然。這樣使得變電工作人員在極短的時間內能對變電站的情況有一個大致的了解，并且通過計算機得到的數據進行分析，得出變電站可能出現的問題和以后的發展動態。及時的進行防護措施，確保變電站的有效運行。

電網調度自動化。從目前的電氣工程應用情況來看，電網調度系統已經由大屏幕液晶顯示器、計算機網絡、工作站以及服務器構成。而實現電網調度自動化則必須利用電力系統中專用的網絡將需要的變電站、發電站、調控中心以及工作站各個終端有機聯系起來，進而完成電氣調度工作。另外，電網調度系統必須在網絡安全的環境下，才能正確評估電力負荷，所以必須根據收集到的數據對整個電力系統運行狀態進行評估；通過相關信息數據對整個系統的電力負荷進行預測，從各方面保障電氣工程自動化順利實現。因此，在實際工作中，必須努力搭建安全的網絡結構，保障電氣工程自動化。

發電廠的分散測控系統。在發電廠分散測控系統應用中，通常使用分布分層的方式對相關電廠進行測控。從目前的使用情況來看：我國常用的發電廠測控系統主要包括：過程控制、以太網、遠程控制、運行工作站以及數據通訊網絡等不同的項目單元。在這過程中，最為重要的是過程控制與遠程控制單元。運程控制由主控模件與相關模塊職能進行簡單的輸出、輸入，通過冗余智能和總線上的輸出、輸入模件進步性遠程控制單元通訊；過程單元不僅可以接收生產過程中的變電器、熱電阻以及開關量等不同的信息設備發放的信號 ，在信號接收的過程中 ，還可以對相關電氣設備運行數據進行整理、打印 ，從而讓工作人員通過數據分析就能掌握不同設備的運行狀況。

四、電氣自動化未來的發展趨勢分析

電氣一次設備智能化。電氣一次設備和二次設備存在相互影響和制約的關系，一般情況下，應該使其相隔幾十米的距離，兩者只是通過強信號電纜等進行練習。與較為平常的電力設備進行比較，在設計一次設備的時候，想要達到智能化的設計目標，也對二次設備的相關因素進行了綜合考慮，實現了對電力電纜的節約，也實現了自動測量和保護的功能。

一次設備在線預測。在電力工程系統中，需要對一次設備（變壓器、短路器、發電機等）相關的參數進行不間斷的檢測，同時，在實時監測分析其運行狀態的前提下，還應該及時的對其變化趨勢進行預測，另一方面對將來可能會出現的相關故障也需要進行預測。只有達到這些要求，才能夠使得電力相關設備的工作時間和保養周期延長，也使得電力設備能夠從定期檢修，直接的安排為狀態檢修即可。

光電式電力互感器。電力互感器該部分，是經過一定的作用對輸電線上設備進行保護，實現高電壓、大電流等能夠有效降低到其安全值范圍內。但是，電力互感器在這個運行過程中，表現出其自身的缺陷，延誤了電氣工程處理過程，工作效率也極大的降低，所以，應該結合光電式電力互感器的作用，對傳統器件中存在的不足進行彌補，但是，這一方面其自身也還存在著很多問題，需要不斷的研究和解決。

電氣工程起著衡量一個國家現代化水平和發展水平的標志作用，而電氣自動化顯示了科技發展與進步對人們的日常生產帶來的便利，從而在現代電氣工程快速發展的今天，需要依靠電氣自動化技術的應用，使得電氣工程方面的技術能夠快速進步，成為推動我國工業快速發展的關鍵問題，也為工業發展奠定基礎和原動力。探討電氣自動化在電氣工程中已有的技術應用，分析自動化應用對電氣工程發展的促進作用，同時，也應該不斷加強對未來應用發展趨勢的分析，探討出強化自動化系統或者是裝置對電氣工程技術進步的促進作用，不斷的積累知識和經驗，使得未來電氣自動化更加的成熟和完善。

（作者單位：1.北京華福工程有限公司武漢分公司；2. 深圳市中電電力技術股份有限公司）

1、第一作者姓名：魯丹 學歷： 本科

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2、第二作者姓名：孫振興

工作單位：學歷：碩士