電氣工程中電氣自動化技術的應用研究

孔慶霞

Abstract： Electrical automation is a new technology in the field of electrical information， which has a wide range of applications in power engineering， and has a good development trend under the support of intelligent technology and automation technology. At present， electrical automation technology can be widely used in many aspects of electrical engineering， and it can realize unattended and dynamic management of electrical engineering. The application advantages and effects are significant. Based on this， this article analyzes and discusses the main points of the application of electrical automation technology in electrical engineering from multiple aspects， and hopes to provide some constructive suggestions for friends who are engaged in such research.

關鍵詞：電氣工程;電氣自動化技術;智能技術

Key words： electrical engineering;electrical automation technology;intelligent technology

中圖分類號：U464.235 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）04-0128-03

0 ?引言

電氣工程是機械工程的重要組成部分，可以直接影響到機械工程的性能，傳統的電氣工程模式存在一定的缺陷，需要投入較多的人力與物力，運行效率無法得到有效的提升。在計算機科學技術的發展背景下，自動化技術有了廣泛的應用，可以很好地減少人工勞力投入，能夠實現電氣工程的無人值守。電氣自動化技術是近些年來發展起來的新型技術，擁有多種硬件和軟件的支撐，主要包括PLC（可編程邏輯控制器）、管理軟件平臺、自動化設備，有助于進一步提升電氣自動化技術的應用效果?；诖?，本文談了談電氣工程中電氣自動化技術的應用要點，現作如下的論述。

1 ?對電氣工程與電氣自動化技術的認識

電氣工程屬于現代工程領域的重要組成部分，也是高新技術電氣工程領域的關鍵學科。在電子技術的廣泛使用過程中，人們的生活方式與工作模式均發生了較大的轉變，這讓電氣工程的重點地位進一步凸顯。從機械工程這一角度來說，電氣工程一直是重要組成部分，所涉及到的專業知識較多，主要包括電力系統運行、電氣設備設計與運行、電網結構設計，若是未能做好電氣工程的建設與優化工作，則勢必會影響到建筑工程的使用性能[1]。隨著電子技術與機械工程的發展，機械工程對電氣設備容量的要求有所提升，對設備的穩定運行要求更高，如何確保電氣工程的建設與運行質量是行業必須認真考慮的問題，需要使用一些更為先進有效的管理方式。在此背景下，電氣自動化技術有了良好的發展，并迅速應用到電氣工程中，為電氣工程的發展提供了技術保障，比如可以實現樓宇自動化管理，大大提升了自動化操控能力。

所說的電氣自動化技術并不是指某一種特定的技術，實則是多種技術的綜合，主要有計算機科學技術、信息技術、傳感器技術。在這些科學技術的支撐下，電氣設備與人員的監督和控制可以相脫離，只需要借助特定的儀器或設備即可實現自動化的控制。在電力工程的電氣系統運行過程中，在傳感器的支持下，電氣設備運行數據可以被及時采集，并將所采集的數據傳輸至計算機，計算機可以依托人工智能和大數據來完成數據的分析處理，此時便可以精準分析評估電氣設備運行過程中所存在的風險，盡早開展運行風險的防控，始終確保電氣設備的運行安全與穩定。

2 ?電氣工程中電氣自動化技術的應用原則

基于電氣工程的特殊性，在使用電氣自動化技術時必須嚴格遵循一些特定的原則，確保電氣自動化技術可以得到靈活的應用，以此來推動電氣工程的可持續發展[2]?？偟膩碚f，電氣工程使用電氣自動化技術時，需要遵循三個方面的原則，即可靠性原則、信息化原則、經濟性原則。

①可靠性：在電氣工程中使用電氣自動化技術時，首要遵循的原則便是可靠性，同時也是核心原則。自動化電氣工程的應用會對電力提出較高的要求，必須確保電力工程的安全，確保電力的運行始終處于可靠和穩定狀態。另外，在電氣工程中使用電氣自動化技術時，應盡量去減少不必要的操作環節，監測好電氣系統的運行狀態，以此確保電氣工程的運行穩定[3]。

②信息化原則：信息化是現代社會各個領域得以有效發展的基礎，電氣工程對信息技術的依賴程度較高，而電氣自動化技術中包含著較多的信息技術，這些信息技術對電氣工程的發展意義重大?；诖?，為促進電氣工程的健康發展，電氣自動化技術需要不斷強化信息技術的應用力度，將更多的信息技術引入到電氣工程中，以求有效去提升電氣工程的運行效率。

③經濟性原則：企業在生產經營過程中始終將盈利作為根本目標，這也是市場競爭機制不斷健全下企業必須做好的工作，電氣工程自然也不能免俗。對于電氣工程中的儀器設備來說，既要向用戶提供優質的服務，也要最大限度降低運行與管理成本，這不得不考慮去使用電氣工程技術。電氣自動化技術可以依托于諸多的硬件和軟件，不需要人工操作便可以實現自動化操控，人工成本能夠有效控制，且電氣儀器設備的運行效率可以提高，經濟性目標可以由此而實現。

3 ?電氣工程中電氣自動化技術的應用要點

3.1 電氣設備自動化的優化配置

對于電氣工程來說，電氣設備所發揮出的作用與優勢是毋庸置疑的，可以對電氣工程的使用性能產生直接性的影響，如何始終確保電氣設備的運行穩定是非常值得探究的。在電氣設備的管理中，將電氣自動化技術引入后，可以實現電氣設備的優化配置，執行自動化管理。具體來說，借助傳感器可以采集到電氣設備運行的信息，繼而做到實時監控，盡早處理電氣設備運行過程中的風險。相比于額定運行參數的分析工作，對電氣設備實施動態化監測，并進行運行數據的動態分析，可以完全滿足電氣工程的安全運行需求[4]。以線路截面小這一運行問題為例來說，當存在線路截面小的問題且實際運行電流大，會不可避免的加劇線路的老化與發熱。但是在電氣自動化技術的幫助下，自動化系統可以動態分析出電流量、線纜溫度等相關參數，在這些參數分析的基礎上可以判定出線路截面是否合格，一旦截面存在風險則可以發出預警信號，提示工作人員及時更換截面更大的線路。除此之外，電氣設備的額定功率是不同的，這極易導致設備匹配不合理，繼而出現“大馬拉小車”的問題。比如在建筑工程的供水系統中，在高峰期時的水泵實際負荷只能占到額定負荷的50%，但高峰期合理的運行負荷應該在80-90%，這勢必造成資源浪費。針對這些問題，均可以考慮去使用電氣自動化技術中的傳感器，借助傳感器來動態采集電氣設備的運行參數，精準分析出電氣設備的實際運行情況，為電氣設備的功能優化提供可行建議。

3.2 優化總線控制系統

借助電氣自動化的總線控制方式能夠大幅度提升電氣自動化系統的運行效率，且可以更加詳實地監控每一臺電氣設備的運行情況。基于此，在初期的總線控制系統設計中，必須要認真做好線路設計，尤其是要精準掌控電線的間隔。在電氣自動化技術的幫助下，總線控制系統可以確保不同的操作系統完成獨立的運行，且具有很強的針對性，一方面可以降低電氣設備管理的難度，另一方面可以確保工作人員隨時監控到電氣設備的狀態，后續的各項維護工作均可以高效開展，這可以間接性的降低電氣設備的維修成本。更為有利的一點是，電氣自動化技術的應用可以控制好整個電氣系統的安全，即便是將其中的一個電氣設備更換掉，也不會對相應工序的運行產生影響，系統依然是處于完整的運行狀態。因此，可以毫不夸張的說，現場總線控制的方式是一種非常有效的監控方式，有著很強的實用性和適用性。

3.3 變電站自動化管理

從當前電氣工程中的變電站發展情況來看，自動式變電站已經成為發展趨勢，并在這方面取得了較好的發展，開展科學有效的變電站管理工作也變得更加重要。在變電站管理中，通過應用電氣自動化技術可以實現多個方面的功能，比如可以縮短時間與減少人力資源投入力度，對提升管理質量有十分大的裨益。再比如采用電氣自動化技術來替代傳統的電磁管理模式，能夠實現系統化管理，數據誤差的情況可以大大減少。在當前的變電站自動化管理中，變電站綜合自動化融合應用的優勢是非常顯著的。具體來說，變電站綜合自動化系統能夠順利完成優化重組作業，包括自動化裝置、測量設備、信號管理系統、繼電保護裝置。另外，當前所使用的變電站綜合自動化系統已經可以與電子技術有良好的協調能力，變電站通信技術、通電線路、計算機技術的運行情況均可以得到監督與控制，也可以開展相應的測量作業，增強智能化管理水平，進一步保障變電站自動化管理的質量。

3.4 檢測自動化系統的故障

在電氣工程的儀器設備運行過程中，難免會出現故障，若是未能及時消除故障風險，則勢必威脅到整個電氣工程的可靠運行。電氣自動化技術在自動化系統的故障檢測中同樣有著顯著的優勢，不僅可以做到故障自動化控制，而且可以盡快完成故障提示與解決。以電氣工程中的內燃機運行為例來說，工作人員借助自動化技術可以較為精準的分析出機械的運行參數，并借助大數據、云計算、人工智能來分析，必要時可以實施全天候監控。一旦在監控過程中發現機械某一個結構存在風險故障或數據異常波動時，電氣自動化監控系統可以及時傳輸這一故障信息，工作人員能夠在第一時間來開展維修作業[5]。在長時間的應用過程中發現，借助電氣自動化控制技術，不僅能為工作人員提供全面有效的故障信息，而且系統可以自動切除出現風險故障的線路，風險故障可以有效控制在一定的范圍內，確保機械運行安全。

從故障提示與解決這一角度來說，當前的電氣工程內部結構已經變得較為復雜和繁瑣，風險故障的發生率大大提升，不利于電氣設備的安全運行。另外，因為電氣工程的線路較多，且有較多的均是隱蔽線路，一旦出現運行故障會導致工作人員無法在第一時間排除，電氣自動化技術的應用可有效解決這些問題，在短時間內完成故障提示與解決。具體來說，電氣自動化技術可以檢測電氣設備的運行情況，在第一時間便找出存在短路風險或已經出現短路的線路，在獲取到控制中心的指令后會立即切斷短路線路，將故障信息傳輸至顯示終端，確保風險故障盡快消除[6]。比如在空調設備的運行監測中，電氣自動化技術可以迅速查找風險故障，將故障信息上傳共享。以“空調模塊電流突然增加造成跳閘”這一風險故障信息為例來說，工作人員可以盡快檢查空調系統模塊，也可以去借助專家數據庫來制定出風險故障解決方案，以此來確保空調模塊所存在的風險故障可以盡快排除。

3.5 遠程監控的實現

監控管理在整個電氣工程中發揮著重要的作用，可以直接影響和決定整個電氣工程的運行質量，所以如何對電氣工程實施有效的監控是非常值得探究的。在近年來的電氣工程監控管理中，遠程監控所發揮出的優勢越來越顯著，廣泛應用在電氣工程中，取得了較好的成效。在遠程監控系統中使用電氣自動化技術時，可以較好地提升電氣工程的監控水平，整個監控工作的便捷性與充分性均大大增強。值得一提的是，在電氣工程的遠程監控中，遠程監控技術可以將計算機技術和自動化技術作為基礎，對全部電氣設備執行遠程監控，無論是智能性還是自動化均大大提升，可以做到隨時隨地的監控作業，有力地革新了傳統電氣設備監控模式，這對于電氣工程的發展是尤為有利的[7]。

3.6 優化繼電保護裝置

電氣工程運行過程中出現故障或突發事件時，要求繼電保護裝置可以第一時間作出響應，發揮出良好的保護作用。具體來說，繼電保護裝置會在一時間將故障信息發出，并切斷運行線路，促使故障線路與相關的電氣設備可以處于一個安全狀態，且在繼電保護裝置的運行支持下，整個故障過程均可以被準確記錄，幫助工作人員開展后續的檢修工作。在電氣自動化技術的支撐下，繼電保護裝置的功能可以進一步得到優化，所有的線路與故障設備均可以在第一時間被發現，并且考慮到繼電保護裝置在某種狀態下也可能會出現故障，比如拒動和誤行為，所以可以借助電氣自動化技術來進一步監測。

以拒動為例來說，是指電氣系統運行過程中出現故障，繼電保護裝置無法在第一時間作出響應，也不能執行斷線保護操作，未能發揮出保護性作用。對于這一種故障來說，電氣自動化技術可以憑借智能技術來監測和分析，并向分析結果呈現給工作人員，由工作人員系統分析決策后加以解決。

4 ?電氣工程中電氣自動化控制系統的設計——以智能技術的應用為例

智能技術在電氣工程的電氣自動化化控制中發揮著重要作用，也已經成為衡量電氣工程自動化水平的重要標志。在電氣自動化控制系統的設計中，主要包括著三個方面的內容，即總線監控、網絡體系、集中監控。在總線監控中，可以借助智能技術去進行電氣自動化控制系統的升級工作，進一步提升電氣設備運行的可靠性，主要可以去使用互聯網智能技術，還可以使用物聯網技術，促使電氣設備的管理狀態更加的有效，主動去規避所存在的風險。在網絡體系中，需要不斷去優化電氣自動化控制系統的信息通道，確保信息傳輸更加的方便快捷，增強電氣工程運行的穩定性。但在以往的設計中，冗余與分布式的設計思想無法確保各個部件和模塊實現信息互通，不同類型的控制設備設施無法結合起來，影響電氣自動化控制系統的運行質量。針對于此，應考慮加入大數據、人工智能等智能技術，比如可以使用大數據來分析電氣工程運行過程中的復雜信息，促使不同部件與模塊中的信息可以有效開通，進一步提升電氣自動化控制系統的信息采集與傳輸能力。在集中監控中，應不斷去優化電氣自動化控制系統的集中監控功能，實現對電氣設備更為自主性的檢查維修。若是電氣設備的安全防護等級較低，則可以去合理使用集中監控系統，并且應當將不同系統的功能模塊均集中于中央處理器之上，以此發揮出集中監控的優勢[8]。除此之外，在電氣自動化控制系統的設計上，可以使用硬接線來進行刀閘隔離，或者可以使用斷路器聯鎖操作，總之需要確保電氣系統始終處于可靠的運行狀態。故障診斷是電氣自動化控制系統的一大功能，不過當前在這一方面的應用還存在著一些問題，比如故障診斷分析能力欠佳，不具備針對性的故障處理能力，無法徹底有效的消除故障。為此，也可以考慮去使用智能化技術，既做好風險預測，也快速診斷故障，實現電氣工程的安全穩定運行。

5 ?結語

電氣自動化技術在電氣工程中的應用優勢是毋庸置疑的，可以廣泛應用在電氣工程中。當前電氣自動化技術已經廣泛應用在電氣工程中，尤其是在電氣設備自動化的優化配置、總線控制系統優化、變電站自動化管理、遠程監控這些方面發揮著重要作用?？梢哉f，電氣自動化技術在電氣工程中的應用是有著非常強的實用性和適用性的，隨著電氣工程覆蓋面積的增加，電氣自動化技術的應用范圍會越來越廣泛，所以必須進一步加大電氣自動化技術的研究力度，以求發揮好電氣自動化技術的優勢與作用。

參考文獻：

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