淺析電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)在電氣工程中的融合應(yīng)用

賴超棟

【摘 要】在電氣工程快速發(fā)展的過(guò)程中，電氣自動(dòng)化逐漸成為支撐電氣工程的重要技術(shù)，有力地推動(dòng)了工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)企業(yè)成為了一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。所以，為了更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要，實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)高效、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，提升電氣行業(yè)的水平，將電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)與電氣工程進(jìn)行融合是非常必要的。文章主要探究了電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)在電氣工程中的融合應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)計(jì)；自動(dòng)化設(shè)計(jì)；電氣工程；應(yīng)用

如今，我國(guó)電氣行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，這離不開(kāi)先進(jìn)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)控，而且還可以大大地降低雇傭人員的成本，減少由于工作人員的錯(cuò)誤操作而造成的損失，提升工作效率。要想進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)電氣行業(yè)的發(fā)展，就必須將電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)與電氣工程相融合，使得工程的整體流程更加簡(jiǎn)潔快捷，更加科學(xué)合理，從而提升電氣工程的質(zhì)量。

一、電氣工程及電氣自動(dòng)化技術(shù)

（一）電氣工程

規(guī)模不斷擴(kuò)大的電力系統(tǒng)和不斷發(fā)展的電氣自動(dòng)化技術(shù)，使得我國(guó)當(dāng)前的電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)形式已經(jīng)有所改變，在強(qiáng)調(diào)安全保護(hù)和過(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，越來(lái)越注重電氣工程對(duì)電力系統(tǒng)的容量的高要求，即為實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化管理工作的新要求以及加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)定，電力自動(dòng)化系統(tǒng)的單機(jī)容量要超過(guò)二十萬(wàn)千瓦。

（二）電氣自動(dòng)化技術(shù)

電氣自動(dòng)化通常主要應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，是指在無(wú)需技術(shù)人員直接手動(dòng)操作的情況下，機(jī)器設(shè)備能夠自動(dòng)運(yùn)行，并在生產(chǎn)管理的過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息，并根據(jù)實(shí)際進(jìn)行分析判斷等。各項(xiàng)自動(dòng)操作過(guò)程中幾乎不存在人的操作，而是采用機(jī)器來(lái)制作、運(yùn)行工程控制系統(tǒng)。所謂的電氣自動(dòng)化技術(shù)是指利用電氣設(shè)備元件實(shí)現(xiàn)順序控制和時(shí)間控制的過(guò)程，是指電氣技術(shù)、設(shè)備以及電力自動(dòng)化技術(shù)等有關(guān)方面的內(nèi)容。現(xiàn)如今，自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)以及電力技術(shù)的管理等方面對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越多。

二、電氣自動(dòng)化在設(shè)計(jì)上的理念

（一）集中化設(shè)計(jì)

從總體上來(lái)講，電氣工程中的處理器需要對(duì)整體的電力系統(tǒng)予以集中的管理，這就使處理器自身的工作強(qiáng)度變大，這會(huì)令處理器的工作效率還有工作的質(zhì)量快速減弱。而在工作人員對(duì)于電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的過(guò)程中，由于被監(jiān)控的設(shè)備數(shù)量比較多，所以使得主機(jī)進(jìn)行工作的時(shí)候相對(duì)緩慢，而且負(fù)擔(dān)比較重，并且其電纜的使用量也有所提升，這種情況對(duì)于投資的成本有所影響，同時(shí)還會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)產(chǎn)生很大的影響。此外，因?yàn)榫嚯x比較遠(yuǎn)的電纜不斷的增加，并且還關(guān)系到了電力系統(tǒng)其自身的穩(wěn)定性以及準(zhǔn)確性，產(chǎn)生了系統(tǒng)超出承載的情況，同時(shí)還會(huì)因?yàn)檫@些因素產(chǎn)生安全隱患，所以在電力工程上應(yīng)選擇電氣自動(dòng)化技術(shù)去對(duì)比較集中化的監(jiān)控設(shè)計(jì)加以實(shí)現(xiàn)，還可以非常合理地減少同一處理器還有主機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的壓力，同時(shí)還可以使電力系統(tǒng)的工作效率快速的提升，進(jìn)而加快電力工程的發(fā)展腳步。

（二）遠(yuǎn)程控制設(shè)計(jì)

電力工程屬于波及面比較廣，而且環(huán)節(jié)比較多、比較復(fù)雜的一項(xiàng)工程，其自身的電纜數(shù)量可以說(shuō)是非常多的，并且其進(jìn)行使用的距離也相對(duì)要短一些，所以經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生不能夠?qū)ζ渫瓿杉锌刂频膯?wèn)題，這就給電力企業(yè)的整體管理工作帶來(lái)了非常嚴(yán)重的問(wèn)題。在電力工程上使用電氣自動(dòng)化去進(jìn)行設(shè)計(jì)，如遠(yuǎn)程化的設(shè)計(jì)觀念，能夠令人機(jī)的距離不斷的縮短，建設(shè)電纜本身的使用量，令其可以與節(jié)約成本的需要保持一致，并且還能夠非常靈活地完成組態(tài)，還可以快速提升電力系統(tǒng)的安全性以及準(zhǔn)確性，真正使得相關(guān)企業(yè)的電力管理能力有所提升。

（三）現(xiàn)場(chǎng)總線式設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)總線式設(shè)計(jì)理念在未來(lái)電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中定會(huì)被廣泛應(yīng)用。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被應(yīng)用于電氣工程中，現(xiàn)場(chǎng)總線是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種，能夠提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的針對(duì)性，根據(jù)間隔不同使用不同功能，因此滿足實(shí)際情況的要求。現(xiàn)場(chǎng)總線式設(shè)計(jì)理念的優(yōu)點(diǎn)與遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)理念相同，還可有效地減少設(shè)備間隔、模擬量以及端子柜，受到了電氣行業(yè)的高度認(rèn)可。

三、電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)在電氣工程中融合的不足

保證電氣系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行的關(guān)鍵在于能否充分地利用電氣自動(dòng)化裝置的功能，并將其所有的功效全部發(fā)揮出來(lái)。與傳統(tǒng)的裝置相比較，電氣自動(dòng)化既可以極為準(zhǔn)確的進(jìn)行任務(wù)的執(zhí)行，而且其又能迅速地對(duì)電氣設(shè)備或者所監(jiān)測(cè)線路出現(xiàn)的異常或者故障作出反應(yīng)，可以在極短的時(shí)間內(nèi)根據(jù)情況作出合情合理的判斷。所以，電氣自動(dòng)化在保證電網(wǎng)穩(wěn)定、安全、高效運(yùn)行方面特別有效。同時(shí)，電氣自動(dòng)化裝置可以取代傳統(tǒng)的員工輪流值班、電站儀表監(jiān)測(cè)和預(yù)警信號(hào)等復(fù)雜監(jiān)測(cè)方式。此外，其還能夠與GPS技術(shù)進(jìn)行融合，迅速地報(bào)警錄波出故障或者異常的情況，為解決電氣系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的支撐和服務(wù)。但是，我們也要看到，此裝置現(xiàn)在還處在初級(jí)發(fā)展的階段，有些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)并不是特別成熟，也就難免會(huì)造成電氣系統(tǒng)繼電保護(hù)中出現(xiàn)問(wèn)題。例如，無(wú)法滿足現(xiàn)代變電站所要求的一些內(nèi)容，無(wú)法有效負(fù)載現(xiàn)代電網(wǎng)等。同時(shí)，電氣自動(dòng)化裝置所要求的計(jì)算機(jī)對(duì)于外部環(huán)境電壓和外部電壓都有非常高的要求，這樣就極大地增加了電網(wǎng)的投入成本。還有，該裝置沒(méi)有很好的方法能抵抗雷擊造成的電磁輻射，較容易被電磁輻射干擾到，需要在防雷擊干擾方面增添一些其他的輔助設(shè)備，這無(wú)形中又會(huì)極大地增加電網(wǎng)的投入成本。因此，該自動(dòng)化裝置在電氣系統(tǒng)中的使用情況仍需要進(jìn)一步的探究。但是，如果電網(wǎng)有使用需要的話，可以在不斷地完善和補(bǔ)充該裝置的功能、在防護(hù)和管理等方面做好研究和部署，最終充分發(fā)揮該裝置的功效，從而有效地增強(qiáng)電氣系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

四、電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)在電氣工程中的融合

（一）電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)和繼電保護(hù)設(shè)備的融合

電氣工程的繼電保護(hù)設(shè)備的作用是在供電出現(xiàn)突然斷電或者其他突發(fā)異常狀況的時(shí)候，及時(shí)地向控制中心發(fā)出告警，并自主斷開(kāi)電路，以確保電氣裝置的安全，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。而保護(hù)裝置發(fā)生問(wèn)題，通常表現(xiàn)為保護(hù)拒動(dòng)與誤動(dòng)兩種方式。拒動(dòng)問(wèn)題通常是當(dāng)電氣系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題或方式其他突發(fā)狀況的時(shí)候，繼電保護(hù)設(shè)備不能在第一時(shí)間采取斷電措施，不能有效起到保護(hù)線路的功能；誤動(dòng)問(wèn)題就是電力系統(tǒng)運(yùn)行正常，線路未出現(xiàn)任何故障的情況下，繼電保護(hù)設(shè)備本身出現(xiàn)錯(cuò)誤的判斷，采取了錯(cuò)誤的保護(hù)動(dòng)作或是傳達(dá)不正確的告警信號(hào)，導(dǎo)致電氣系統(tǒng)發(fā)生整體混亂。

（二）電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)與變電所的融合

電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)與變電所系統(tǒng)有效融合，有利于其成為全面的綜合計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能將自動(dòng)化設(shè)備、信號(hào)監(jiān)管、繼電保護(hù)設(shè)備以及測(cè)量設(shè)備實(shí)行全方位的內(nèi)容整合、重組以及完善，合理革新技術(shù)，保證其跟上時(shí)代步伐并滿足用電客戶的用電需求。此外，變電所綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)能夠針對(duì)變電所內(nèi)部的通訊、線路、裝置和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用新式的科學(xué)技術(shù)，從而實(shí)行全方位的檢測(cè)，充分發(fā)揮適時(shí)監(jiān)控、電力檢測(cè)以及通訊控制性能，推進(jìn)變電所綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)向著集成化與智能化方向發(fā)展，并且保障了變電所安全、穩(wěn)定的供電。

（三）電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)與發(fā)電廠的分散測(cè)控系統(tǒng)的融合

將電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)與發(fā)電廠的分散測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)各種電力設(shè)備運(yùn)行中相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)報(bào)備，隨時(shí)檢查各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是否良好，實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠對(duì)生產(chǎn)階段的控制和檢測(cè)，進(jìn)而從根源上保證產(chǎn)品質(zhì)量，確保電力工程的正常運(yùn)行。

五、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，對(duì)于電氣工程而言，在對(duì)電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)的融合以及合理的應(yīng)用的過(guò)程中，可以有效降低工作人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)減少人為的失誤操作，為提升電氣工程建設(shè)水平以及運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性起到了重要的作用。

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