電氣工程中自動化技術應用探討

李水鋒

（陜西冶金設計研究院有限公司，陜西西安 710018）

1 電氣工程與自動化技術的概述

1.1 電氣工程概述

電氣行業發展至今已然形成了相對完整的結構體系，諸如電氣運行系統、電網結構設計和電氣設計等理論與知識更是重點突出了電氣領域的專業性。近年來，隨著我國社會主義現代化進程的推進，多個領域和行業取得了新的發展成果，人民的日常生產生活也發生了轉變。然而在社會進步的同時，電氣工程和電氣設備的運行壓力也在不斷加大，用電量的攀升意味著電氣工程的規模和效率必須得到提升。目前來看，為解決用電需求的供應問題，部分電氣工程采用了設備擴容的形式提升供電量，但由此所衍生出的安全風險和運行故障也是不可忽視的危險因素。因此，電力行業應采用更為科學的發展理念轉變其運行方式，在提升供電量的同時，保障電氣工程的運行狀況，確保工作人員和電氣工程的安全性。此時，建立健全電氣工程綜合體系是很有必要的。

1.2 自動化技術概述

電氣自動化技術是一門綜合性的工程技術，主要涵蓋了計算機技術、網絡信息技術和實時傳感技術三種技術類型，電氣自動化技術更多的是在原有技術的基礎上對多種技術手段的優勢整合，最大程度提升技術的應用價值。通過電氣自動化技術的應用，工作人員能夠從多個角度對電氣設備及電氣工程進行實時的監督與管理，其中傳感技術起到了重要的作用。此外，計算機技術和信息技術還能夠輔助工作人員進行數據信息的處理，從而在一定程度上解放勞動力，提升電氣工程的運行效率和運行質量。通常來說，電氣自動化技術首先會通過傳感器在電氣設備中實時捕捉數據和信息，隨后傳輸到信息中心，經由計算機設備與信息技術共同對數據進行整理分析和匯總，進而為工作人員的決策工作提供信息參考[1]。

2 電氣工程中自動化技術的類型

2.1 集中式監控技術

集中式監控技術的運用往往依賴于監控系統，因此，該技術的實施對于電氣工程中的監控體系有著十分嚴格的要求，但這并不意味著該技術的實施十分困難，其對于應用環境和應用條件的限制相對較少，同時操作難度也不高，便于上手，在后續的管理和運行中難度較低，便于工作人員進行其余工作任務的分配。目前來看，電氣工程中所應用的監控體系多圍繞分散時監控技術開展，該技術所需要的技術材料和技術設備相對較多，在進行數據信息的處理時也需要大量處理器輔助進行，由此導致該技術的應用成本和應用難度大幅上升。集中式監控技術的應用在一定程度上解決了分散式監控技術的缺點，其對于監控材料的應用更為充分、有效，同時集中式的管理和運行所需要的處理設備也更少，無論是運行效率還是技術成立的均有所改善，有利于實現監控體系的可持續發展[2]。

2.2 遠程監控技術

遠程監控技術是對計算機技術和監控技術的整合，企業能夠通過監控設備和計算機設備進行實時的監控管理和分析，具體來說其擁有以下幾個特征：①成本低。遠程監控技術的應用相較傳統監控設備來說，在運行成本方面更具優勢，有利于提升電氣工程的經濟效益；②效率高。傳統的監控設備在部分環境中存在信號較弱且信息傳遞量小的現象，而遠程監控設備則通過先進的技術和設備彌補了這一缺陷，實時監控效果更強。

2.3 現場總線監控技術

在傳統的電氣工程運行體系中，對工程現場的把控往往是工作人員所需要應對的一大難題，而現場總線監控技術則以技術手段將現場狀況與后臺監控相結合，既能夠實現對工程現場的實時把控，同時也可進行工程狀況的分析和處理，從而給出更為科學的應對方案，避免由于錯誤的處理而產生不必要的經濟損失。

3 電氣工程中自動化技術的作用

3.1 強化自動化控制性能

電氣工程自動化技術中，計算機技術的應用是十分常見的，相較于傳統的人工操作，計算機技術所展現出的優勢十分顯著。其在數據處理的精度和準度上遠超傳統形式，這意味著電氣工程自動化技術的控制性能將得到保障。此外，自動化技術在進行電氣設備的管理時也能夠更為充分地考量供電需求、設備狀況和承受程度等多種因素，隨后以精確的數據信息呈現出來，協助管理人員進行設備的調控，從而更好地發揮出電氣設備的性能，降低了資源的損耗和浪費，節省了電氣工程的運行成本。

3.2 優化自動化控制模型

事實上，電氣工程自動化模型的構建難度是相對較高的，倘若不加以注意，其間的誤差將可能直接導致后續的設備運行和工程建設出現嚴重的經濟損失，而自動化技術的有效應用能夠憑借其自身的技術優勢協助工作人員進行模型方案和結構的設計，其針對系統的處理更為精確，有利于實現誤差的縮小和質量的提升，以科學有效的自動化模型為后續電氣工程的運作提供基礎保障[3]。

3.3 提高自動化控制精度

電氣自動化技術在電氣工程中的應用優勢還表現在控制精度的提升上。電氣工程的規模往往是相當龐大的，其中與日俱增的系統參數和運行數據數量更是對數據處理人員提出了嚴格的要求。不可忽視的是，傳統的運行參數處理往往會受到大量外界因素和內部因素影響，不利于后續的設備調試和管理。自動化控制技術的應用在設計時即考慮到了影響因素的存在，在數據處理時會優先對其他因素進行判定，結合電氣工程的實際狀況來進行參數的反饋，如此一來工作人員即可根據數據信息的狀況來檢測電氣設備的運行狀態，排除其中的故障，同時還可根據電氣工程的實時供電效率來調整運行方案，避免資源的損耗和設備材料的浪費。除此之外，自動化控制系統也具備更強勁的集成控制能力，其多核控制中心能夠實時、高效地處理大量數據信息，同時還可調取過去的數據信息庫進行數據參考，綜合考量后做出控制反應，協助工作人員進行操作[4]。

4 自動化技術在電氣工程中的應用環節

4.1 優化設計環節

事實上，傳統的電氣工程運行系統中也實現了部分工作環節的自動化，具體來說則是在試驗探究和對比測試后選擇效果最好的設計模式，隨后進行優化與調整，最終投入使用。但是，傳統模型設計中，由于大量環節都由人工操作決定，極其容易受到個人主觀能動性或其他客觀因素的影響，進而出現數據信息方面的誤差，影響模型設計的精度，由此導致電氣工程依照模型進行建設后可能無法達到其預期的效果。相比之下，自動化技術在模型設計環節中憑借自身的技術優勢有效解決了這一問題，通過自動化技術，工作人員可在信息網絡平臺中訪問數據信息庫，獲取到過去的電氣工程設計模板，同時輔以智能軟件和技術平臺進行綜合操作，以系統化程序化的流程進行模型的設計和調整。

4.2 發電廠分散控制環節

在電氣工程的運行過程中，電力控制是必不可少的核心工作環節之一，為提升發電廠分散控制的實際效果，工作人員可將電氣自動化技術引入到電力測控的工作流程中，從技術層面突破電力測控的限制，達到電力狀況的精確把控。首先，自動化技術在發電廠分散控制環節中能夠實現對電氣設備的實時監控，其信息傳遞效果也是十分優秀的。隨后，監測信息將被上傳到集成分析中心，計算機系統將對電氣設備的狀況進行統一分析，實現電氣設備的集中管理。由此，工作人員不僅能夠實時把控電氣設備的運行狀況，同時還可提升電氣設備的管理水平，便于電氣設備的養護。分散控制工作所采用的分散監控體系相較于傳統的集成監控體系而言，在成本和效率上都具備一定的優勢，而自動化技術所攜帶的數據分析和處理能力，也進一步提升了監控的質量和水平，為電氣工程的安全性與穩定性提供了保障，是未來監控體系發展中的重點。

4.3 變電站智能環節

在電力供應時，也需要根據不同區域、不同用途的電壓參數和用電需求調整其供電方式。但隨著我國社會經濟發展水平的提升，無論是工業用電還是生活用電都在持續攀升，供電的范圍和規模也有所擴大，此時，如何把控供電的狀況成了電力企業所要關注的重點。在電氣工程的運作體系中，變電站正是針對這一狀況調整供電電壓的設施，但通常來說，變電站運行過程中所需要的安全保障是十分嚴格的，倘若變電站出現了安全事故或運行故障，其所產生的損害將是十分嚴重的。因此，通過自動化技術為變電站的運行提供技術保障是很有必要的，自動化技術不僅能夠實現變電站工作環節的部分自動化，還可通過對系統設備的實時監管實現對變電站的安全保障，規避其中的安全風險，使得變電站能夠更為完全穩定地運行。

4.4 電力調度環節

根據我國電氣工程的實際建設狀況來看，自動化技術在電力調度環節中的應用也是十分常見的，這是由于我國對于電網建設的覆蓋面積和規模正在不斷擴大。其中用電需求也變得更為多元化，這對電網電力調度工作人員提出了更為嚴苛的要求，調度人員的工作難度與工作壓力也在持續攀升。由此導致工作人員會由于工作量或工作壓力過大而出現工作上的失誤，影響到電力的正常分配。此時，自動化技術的有效應用即可協助調度人員進行電力的科學分配。一方面，自動化技術與電力系統的結合能夠為工作人員獲取電網系統內的用電需求信息，為電力調度人員提供數據參考。另一方面，自動化技術還可與電網系統相結合，協助工作人員進行電力調度流程的管理控制，從而規避了不同區域內電力供應不足的風險，有利于實現電力資源的科學分配[5]。

4.5 電力計量環節

自動化技術在電氣工程中的應用能夠實現單一工程技術向多元綜合技術的轉變，這一優勢在電力計量環節表現得尤為突出。①自動化技術可針對多個區域內的電力需求進行匯總，同時針對差別化的電力計量標準進行電力的分配。②電力計量環節中的自動化技術還表現在自動化系統的全面應用上，不僅實現了電力的科學計量，還可進行多端數據的獲取和傳輸，最終進行集中的處理和匯總，為電力行業的區域協作提供了數據依據。

4.6 調配電力環節

工業用電與日常生活用電所需的電力標準和能源供給方式是存在差異的，這要求在電氣工程中進行電力的調配時，應針對不同的電氣設備和用電需求進行針對化的電力服務，確保電力能源供應能夠得到精確的落實。自動化技術的應用可充分整合不同用電需求的實際狀況，同時圍繞電氣工程自身的設備狀態和供電能力制定相應的電力調配方案，在確保設備運行狀況的同時提升供電質量，避免了資源的不合理分配，同時也降低了電力工程的能源損耗，對電氣行業的可持續發展來說有著重要意義。除此之外，自動化技術的應用還可起到安全防控的效果，其實時的信息獲取能力和反饋系統為電力調配工作人員提供了有效的數據參考，在數據信息出現異常時可及時作出反應，集中調配電力，確保目標區域的用電需求能夠得到滿足。

4.7 故障診斷環節

在電氣工程運行過程中不可避免地會存在一些安全風險，此時，故障診斷和故障排除工作的意義體現了出來。自動化技術在故障診斷環節中的應用則是集中表現在數據信息的分析和反饋方面。由于電氣工程的安全風險是時刻存在的，這意味著要對電氣設備和電氣工程進行實時的監督其難度是相對較高的。而自動化技術可通過技術手段實時獲取的設備運行狀況和傳感器所反饋的數據信息，同時經由處理中心進行數據分析，及時診斷出設備的故障類型和原因，為工作人員的故障排除提供信息參考，如此一來，故障的診斷效率得到了提升，排除的風險也大幅度降低。

5 結束語

綜上所述，自動化技術在電氣工程中的有效應用已然成為未來電力行業的發展要求，其中計算機技術、網絡信息技術和實時傳感技術為電氣工程的日常運行提供了重要的技術保障。對此，電力行業應加大對自動化技術的研究力度，不斷推廣并應用自動化技術，積極實現自動化技術的有效應用，推進電力行業的可持續發展。