電氣工程中的電氣自動化融合運用

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將自動化技術(shù)與電氣技術(shù)相融合，能夠有效推動電氣工程的現(xiàn)代化發(fā)展，在自動化技術(shù)的應(yīng)用下，電氣工程的運作質(zhì)量能夠得到顯著提升，效率得到明顯的提高，進而使電氣工程和電氣自動化在新時代的快速發(fā)展下，形成相互影響、相互依托的鉚合關(guān)系。本文結(jié)合電氣自動化和電氣工程的理論概述，探析電氣自動化在電氣工程中的設(shè)計理念，提出電氣自動化的融合應(yīng)用策略。在電氣工程領(lǐng)域提升電氣自動化的應(yīng)用效率，能夠有效地推動電氣工程的發(fā)展和建設(shè)，使工作質(zhì)量得到明顯的提升，使運行效率更加穩(wěn)定、安全。在電氣自動化和電氣工程快速發(fā)展的過程中，電氣自動化被越來越廣泛地應(yīng)用在電氣工程中，相互促進、相互融合，并取得了較為顯著的應(yīng)用效果。

1自動化和電氣工程

1.1電氣工程

電子工程主要包括電能生產(chǎn)、電力設(shè)備、電網(wǎng)設(shè)計、電力系統(tǒng)的設(shè)計等內(nèi)容。根據(jù)美國學(xué)者的理論研究和概念界定，能夠發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的電氣工程能夠覆蓋所有與光子、電子及相關(guān)的工程內(nèi)容，是推動科技進步和經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵學(xué)科?，F(xiàn)階段，伴隨電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電氣自動化的應(yīng)用和研究也取得了顯著的進展，極大地推動了電力工程的發(fā)展。電力系統(tǒng)的發(fā)展要求不僅包括高效的安全保障和自動調(diào)節(jié)功能，更包括電力工程的容量要求，只有高容量的電力系統(tǒng)，才能有效地確保電氣自動化的長遠發(fā)展，進而為綜合管理工作和調(diào)度系統(tǒng)的安全發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

1.2電氣自動化

電氣自動化主要指在無人操作的狀態(tài)下，通過系統(tǒng)自動檢測、分析判斷及信息處理等操作，實現(xiàn)既定的電氣管理工作的過程。而自動化技術(shù)主要包括電氣設(shè)備、技術(shù)及電力自動化等技術(shù)?，F(xiàn)階段，在我國科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的過程中，自動化技術(shù)被越來越廣泛地應(yīng)用在電氣工程中，并引進了電氣自動化系統(tǒng)的電氣控制、技術(shù)改造、維護、調(diào)試、安裝及設(shè)計等前沿技術(shù)。然而由于我國自動化技術(shù)較為落后，嚴(yán)重影響到電氣工程的長遠發(fā)展，難以與我國的政策標(biāo)準(zhǔn)相匹配。對此，電氣自動化在電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展受到了巨大的挑戰(zhàn)和制約，需要在實際的應(yīng)用中，提升自動化的應(yīng)用水平，才能有效地發(fā)揮自動化的促進功能，推動電氣工程的長遠發(fā)展。

2電氣自動化在電氣工程中應(yīng)用的必要性

從目前民生事業(yè)、社會產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與運營來講，電能是一種核心驅(qū)動力，各類設(shè)備都離不開電力能源的支持。在此種定向化的社會需求下，承接電力系統(tǒng)運行的電氣工程也需要進行不斷優(yōu)化與完善，提高依托于電能發(fā)展的企業(yè)運營效率。我國電氣工程系統(tǒng)的發(fā)展仍處于完善階段，甚至在電氣工程實現(xiàn)初期，由于技術(shù)體系本身無法實現(xiàn)功能性協(xié)調(diào)，造成整個電力網(wǎng)絡(luò)在電能輸送過程中出現(xiàn)電能供需中斷的嚴(yán)重現(xiàn)象，其衍生出的電壓波動影響，將對各類電子設(shè)備造成嚴(yán)重的損害。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，可為整個電力系統(tǒng)提供具有一定組織性、協(xié)調(diào)性功能的運行機制，在系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的核定下，可令電力網(wǎng)絡(luò)的終端運行設(shè)備與系統(tǒng)自身的指令形成精準(zhǔn)對接，以保證整體電氣工程系統(tǒng)實現(xiàn)邏輯性供電，最大限度地降低因工程內(nèi)不同類型設(shè)備信息傳輸過程中所造成的數(shù)據(jù)冗余性概率。對于整個電氣工程系統(tǒng)而言，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，可促進電氣工程系統(tǒng)的優(yōu)化與完善，同時內(nèi)部所支持的聯(lián)網(wǎng)功能，可令系統(tǒng)本身實現(xiàn)資源同步，進一步為電氣工程的發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。

3自動化在電氣工程中的設(shè)計理念

3.1遠程化

遠程化能夠有效地降低電纜的應(yīng)用數(shù)量，節(jié)約施工成本，穩(wěn)定性和安全性也相對較高。由于采用遠程化的設(shè)計理念，容易導(dǎo)致通訊數(shù)量持續(xù)增加，提升了電氣工程的復(fù)雜程度，進而增加了工程人員的工作負(fù)擔(dān)。因此，該設(shè)計理念可以適用于規(guī)模相對較小的電氣或電力工程中，可以有效地提升工程的穩(wěn)定性和安全性，提高電氣工程的效率和質(zhì)量。

3.2集中化

集中化主要指對多個處理器進行集中處理的設(shè)計理念，然而在電氣工程建設(shè)和發(fā)展的過程中，集中化設(shè)計將導(dǎo)致系統(tǒng)處理器的工作負(fù)荷大大提升，壓力增大，進而影響到處理器的處理效率。譬如在電氣設(shè)備的監(jiān)控與維護的過程中，處理器會隨著“監(jiān)控客體”數(shù)量的持續(xù)增加，增大運行負(fù)擔(dān)，因此為保障設(shè)備監(jiān)控的質(zhì)量和成效，工作人員需要增加相應(yīng)數(shù)量的電纜。這便致使電氣工程的投資成本相對提升。此外，在電氣工程建設(shè)中，長距離電纜的應(yīng)用和引入，將導(dǎo)致系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性受到明顯的影響，使處理器出現(xiàn)超負(fù)荷問題，所以在工程應(yīng)用的過程中，工程人員應(yīng)將電氣自動化融入到集中化設(shè)計中，解決傳統(tǒng)設(shè)計理念所面臨的問題和挑戰(zhàn)。

3.3總線設(shè)計

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持和幫助下，“總線設(shè)計”能夠讓處理系統(tǒng)呈現(xiàn)出更強的針對性和實效性，更切合電氣工程的施工需求。在理論層面上，該種設(shè)計理念，擁有遠程理念的優(yōu)勢，能夠使模擬量、端子柜、設(shè)備之間的距離明顯減少，提升電氣工程的實效性和有效性，而在新時代快速發(fā)展的過程中，總線設(shè)計理念逐漸得到我國電氣工程學(xué)者的認(rèn)可和贊許，并在未來的自動化發(fā)展中呈現(xiàn)出自動化、智能化、現(xiàn)代化的發(fā)展特征和特點。

4電氣工程中自動化的融合應(yīng)用

4.1在分散測控中的應(yīng)用

通常來講，發(fā)電廠的測控系統(tǒng)普遍采用層級結(jié)構(gòu)，具體包括控制單元、工作站、通訊網(wǎng)及以太網(wǎng)等重要組成部分。在電力生產(chǎn)的過程中，將電氣自動化融入到控制單元里，能夠有效地對設(shè)備運行中所呈現(xiàn)的關(guān)聯(lián)參數(shù)和相關(guān)函數(shù)進行信號傳遞，檢測設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，進而結(jié)合檢查結(jié)構(gòu)，帶動執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對電力生產(chǎn)的保護、檢測及監(jiān)控。在這個過程中，可適當(dāng)選用遠程化電氣設(shè)計理念，不過在具體的設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)電力生產(chǎn)的實際狀況，明確電氣設(shè)備的監(jiān)控條件，將自動維護、自動調(diào)節(jié)及自動檢查等裝置融入到設(shè)備運行監(jiān)控系統(tǒng)中，從而當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或問題時，會啟動相應(yīng)的保障裝置，實現(xiàn)對設(shè)備的有效保護和監(jiān)控。

4.2綜合自動化的應(yīng)用

綜合自動化是擁有多樣性能的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)⑿盘柟芾?。自動裝置、測量設(shè)備及繼電裝置進行功能重組和優(yōu)化配置，能夠?qū)ψ冸娬镜碾姎庠O(shè)備、通電線路、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通訊技術(shù)等設(shè)備及系統(tǒng)，通過先進的監(jiān)控技術(shù)進行通訊、控制、測量、檢測和監(jiān)控，通常來講綜合自動化能夠結(jié)合通訊技術(shù)、電子技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)系統(tǒng)，使變電站系統(tǒng)擁有智能化、集成化的特征，具備維護方便，操作簡單等優(yōu)勢。通過綜合自動化設(shè)備間的數(shù)據(jù)共享、信息交換，可以高效地完成變電站的控制任務(wù)和監(jiān)視任務(wù)，降低變電站的運行成本和維護成本，提升變電站的運行水平，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的電能。所以可以說電氣自動化對維護變電站的可靠性和穩(wěn)定性，提升變電站工作質(zhì)量擁有較強的促進作用，能夠有效地提升變電站的現(xiàn)代化、智能化特性，使變電站在通訊技術(shù)、信息技術(shù)及計算機技術(shù)的幫助下，凸顯優(yōu)勢，提高經(jīng)濟效益。

4.3繼電保護和電氣自動化的融合

繼電保護設(shè)備的功能在于當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)狀況或發(fā)生故障后，能夠及時地向總站或云終端發(fā)出信號，并切斷相應(yīng)的電纜線路，切實保護故障線路所連接的裝置及設(shè)備。而將繼電保護裝置應(yīng)用在電氣工程中，可以實現(xiàn)實時保護、動態(tài)監(jiān)測線路運轉(zhuǎn)狀況的目的，與此同時也能對電力系統(tǒng)的遠程控制系統(tǒng)的建立和發(fā)展提供支持，破解我國傳統(tǒng)保護裝置所存在的問題和弊端。在實際的應(yīng)用過程中，繼電保護裝置可以對電力系統(tǒng)中的所有設(shè)備、線路的問題及異常進行檢測和監(jiān)控，可以對特定范圍內(nèi)的電氣設(shè)備和特殊線路進行監(jiān)控。假如發(fā)現(xiàn)異常，保護裝置便會及時地作出反應(yīng)，防止故障對線路或設(shè)備造成損害。但假如繼電保護裝置出現(xiàn)問題，通常會有“誤動”和“拒動”兩種表現(xiàn)，其中“拒動”主要指電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常或發(fā)生故障后，保護裝置并沒有及時地作出反應(yīng)，沒有進行線路跳斷保護。而誤動則指當(dāng)電力系統(tǒng)或電氣系統(tǒng)不存在故障和異常的情況下，繼電保護裝置卻發(fā)出錯誤的故障信號，進行錯誤的設(shè)備保護動作。針對這種問題，周黎明（2015）認(rèn)為，可以在繼電保護裝置中添加相應(yīng)的自動化監(jiān)測機制，即通過雙重監(jiān)測和調(diào)度的方式，確保保護裝置的準(zhǔn)確性和有效性，如果監(jiān)測裝置發(fā)現(xiàn)繼電保護設(shè)備存在問題，則會通過系統(tǒng)調(diào)節(jié)的形式，降低繼電保護裝置對整個線路的影響。

4.4電網(wǎng)調(diào)度中的運用

電力企業(yè)在對區(qū)域內(nèi)電能進行分配時，是通過電網(wǎng)調(diào)度對地區(qū)各類電力用戶對電能需求量進行分析，然后由系統(tǒng)電力能源的存有量，實現(xiàn)按需分配的調(diào)度。在此過程中，必須保證電能輸送高于或等于電力用戶的用電需求，且相關(guān)指令的下達必須符合電力能源本身的調(diào)度，以達到能源輸送嚴(yán)格控制的目標(biāo)。電氣自動化技術(shù)的實際應(yīng)用，可為電力系統(tǒng)與用電終端建立一個信息傳輸渠道，提高各個系統(tǒng)之間的契合力度，同時，在相關(guān)參數(shù)的核定下，依托自動化技術(shù)、信息化平臺等，可對電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)各類運行參數(shù)所產(chǎn)生的異常行為進行分析，并依據(jù)異常行為帶來的聯(lián)動影響，正確界定出電力網(wǎng)絡(luò)運行中存在的故障問題，然后通過將此類信息及時反饋到主操控界面中，在數(shù)據(jù)信息的可視化呈現(xiàn)下，可令工作人員更為主觀的對當(dāng)前故障信息進行辨別，以制定出相關(guān)解決策略，保障電力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度工作的正常開展。結(jié)語：將電氣自動化融合運用到電氣工程中，能夠有效地提升電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性，增強電氣系統(tǒng)的運行效率和質(zhì)量，為電氣工程提供平穩(wěn)的、安全的保障服務(wù)。然而現(xiàn)階段，我國電氣自動化依舊處于摸索和探究階段，在應(yīng)用層面上，還不夠成熟，然而伴隨電氣自動化的研究和發(fā)展的不斷深入，自動化終將得到完善和發(fā)展，繼而為電氣工程的現(xiàn)代化、自動化、智能化及信息化發(fā)展奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

作者：張文芳 單位：山西能源學(xué)院鄭鎖珍