談電氣自動化在電氣工程中的應用及發展趨勢

王明宇

摘要：電氣自動化技術作為一項知識密集型技術，其需要工程師有著較高的技術水平。電氣自動化是電氣工程中的一個分支，全稱為電氣工程及其自動化，其在各個行業都有著非常廣泛的應用，隨著現代科技的不斷發展，電氣工程的組成部分越來越繁雜，高新技術在生產、科研和生活中的應用如：計算機網絡系統，高科技通訊系統等的推廣應用，使電氣工程所占的位置越來越重要。筆者結合自身工作實踐經驗、電氣自動化應用的構成形式、電氣自動化在電氣工程中的應用以及電氣工程中自動化技術的應用優勢等方面對電氣自動化在電氣工程中的應用進行了探討，供同行參考。

關鍵詞：電氣自動化；電氣工程；發展趨勢

一、傳統電氣設計和自動化設計思想的基礎和特點

按傳統設計制造方式提供的電氣設備其控制、保護和計量主要由分立的、機械的、物理的方式和部件來完成，其相互之間的功能組合構成達到用戶要求的配電產品。與其對應的完全由計算機構成的自動化控制系統，通過軟硬件組態達到用戶要求的系統控制管理功能。上述兩類設備分別由不同類的制造商提供，界限徑渭分明，它們由項目設計人員依據標準的現場信號條件和統一的控制管理原則劃定互聯的明顯界面，進行協調連接。電氣設計根據用電設備的用電負荷、負荷特點和用電設備的分布情況，設置高中低壓變配電系統。進而根據供電方條件、要求和用電設備要求和特點進行高中低壓變配電系統二次計量、保護、控制的設計；根據工藝控制要求和自動化系統要求，進行配電系統末端的用電設備就地控制設備的設計。

二、電氣自動化應用的構成形式

（一）電氣自動化系統的構成

一般的電氣自動化系統包括以下幾個方面，首先是傳輸信號的接收部分，通過相應的簡單操作來實現電氣設備信號的輸入；其次為設備的信號處理部分，對于相應的傳輸信號進行處理；最后為電氣設備的信號輸出部分，用作輸出處理信號。

（二）電氣自動化系統中微型計算機的導入

微型計算機導入自動化系統，可以實現系統的自動化記錄與分析自動化系統的運轉反饋，并根據相應的運行趨勢進行判定其誤差與內部發展情況。此外，計算機的應用越來越廣泛，基本應用于各個領域之中，在電氣自動化系統中也不例外，同過微型計算機的引入，使得電氣自動化系統的控制更加的智能化與人性化，更加適應于電氣自動化系統的發展。

三、電氣自動化在電氣工程中的應用

（一）電氣自動化電網調度的應用

電氣工程中電網調度是指通過電網調度的服務器以及相應的電氣自動化系統來實現電網的調度自動化。這種自動化系統設計的主要功能有，首先通過對于電網運行中的經濟調度實現電網的安全穩定運行；其次通過對于相應的電力生產過程數據的監測、分析，實現電力系統負荷的自動預測；另外通過相關數據的顯示，可以迅速有效的確定電網系統的故障點，使得排除故障的過程更加的有效率。

（二）電氣自動化在發電廠發散監控系統的應用

發電廠的分散監控系統通過以太網、過程控制單元以及相應的數據通訊網來實現，在實際運行中，發電廠的發散監控系統一般使用分層結構布置。其中，發電廠發散監控系統中過程控制單元是指實際運行生產中的單元，通過監控生產單元的熱電阻、脈沖量等信號，通過對相應單元的實時監控，對于所監測信號的及時處理，對于一些相應的數據進行及時處理，最終實現整個發電廠生產過程的檢測與控制。

（三）電氣自動化在變電站中的應用

變電站中自動化技術的應用主要是指通過變電站中通過結合應用信息處理技術與自動化控制技術以及相關的傳輸技術，通過計算機裝置的引入，形成的變電站的運行管理的自動化系統。這種系統的主要特點在于：通過微機化的設備來取代之前的電磁時設備；以智能化的操作界面代替原來的實時人工操作；以高效安全的生產理念取代原有的不發達的生產狀況。變電站中電氣自動化系統主要包括自動測量裝置、自動監控設備、以及簡單的開關操作設備，通過電氣自動化的加入，也使得變電站的發展更趨向于綜合自動化方向。

（四）電氣自動化在繼電保護中的應用

對于繼電保護裝置而言，其主要功能就是當電氣系統發生了故障或者出現了過載、短路等情況時，可以在第一時間傳遞出警示的信號，并能夠快速的切斷線路連接的裝置。眾所周知，傳統的繼電保護裝置較為容易發生拒動以及誤動等故障，而利用繼電自動化裝置則可以進行實時監測，有效地控制好電氣系統各設備的運行參數。同時，其還可以進行遠程控制，可以實現長時間的帶電工作。通常情況下，繼電保護裝置可以有效地檢測到電氣系統中全部線路或者某些電氣設備中可能會出現的異常或者故障等問題。同時，其還可以對電氣系統中某些相對特定的范圍內部分電氣設備或者線路進行實時的監測，一旦監測到范圍內有電氣設備或者線路有故障或者異常情況的出現，繼電保護自動化裝置就可以在第一時間做出連續的解救反應。如某電氣設備或者線路出現過載或者短路等問題，繼電保護自動化裝置能夠立刻切斷和它相連接的線路，進而通過傳遞危險信號的方式來上報此故障。但是，因為繼電保護裝置的主要作用是在電氣系統中發揮預防的功效，所以，其能夠真正直接發揮功效的機會和條件并不多。而對于繼電保護自動化裝置的運行特點，其主要有誤動和拒動兩種故障方式。對于誤動而言，其主要指的是在電氣系統沒有發生異常或者故障時，繼電保護自動化裝置卻發出錯位的信號或者錯誤的動作；而對于拒動而言，其是繼電保護自動化裝置在電氣系統出現異常或者故障時，沒有在第一時間發現該故障或者異常情況，無法有效的處理故障或者異常，起不到其應該發揮的功效。另外，相比較與傳統的繼電保護裝置，繼電保護自動化裝置能夠對于特定的電氣設備或者線路進行較長時間的帶電實時監測，能夠對于其所監測到的電氣設備運行參數作控制。

四、電氣自動化發展趨勢

（一）電氣自動化未來發展趨勢，成本低

隨著市場競爭越來越激烈，我們對未來發展的展望是實現自主研發。如今軟件、計算機以及信息技術是工業自動化涉及到的主要技術。現代分布式、開放式的信息化是工業電氣自動化的發展趨勢。發展工業自動化技術可以促進電氣工業化的實現，也可以帶動信息化的發展。

（二）提高電氣自動化工作人員的專業化

目前，部分企業對在產品的設計和設備安裝時操作人員的培訓不到位，導致設備受損的可能性增大，也為將來設備運行過程中埋下了發生事故的隱患。因此，相關企業必須高度重視電氣自動化裝備操作人員的專業素質的提高，在電氣自動化技術的設計和安裝時，一定要對相關人員進行到位、專門的培訓，讓操作員熟悉設備工作原理和操作流程，并且對電氣自動化系統在運行中出現的問題進行有效及時的處理，從而將故障造成的影響降到最小。

電氣自動化技術和設備的市場化隨著我國經濟體制改革的不斷深化，任何企業的生產都終將直接面向客戶、面向市場。電氣自動化企業也要根據市場需求調整自身產業結構，進行優化升級。根據市場的變化及時調整運行措施；同時有計劃的對關鍵技術項目進行開發與研究，利用技術優勢擴大市場占有率，生產出更多市場需求的電氣自動化設備。

五、結語

電氣工程是一個國家現代化文明發展水平的重要標志，而電氣自動化水平則是現代化生活生產水平的重要體現，不但支撐著現代電氣工程的發展，更是一切工業發展的前提與原動力。電氣自動化在國民經濟中發揮著巨大的作用，提高生產效率，電氣自動化技術的發展可降低運行成本，提高企業生產的智能化，經濟效益及自動化水平，為社會經濟平穩、快速發展打下堅實基礎。

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