電氣工程中自動化技術的運用分析

熊先政

【摘要】近年來，隨著我國經濟的高速發展，電力行業也得到了蓬勃發展，自動化技術在電氣工程中的運用也日益廣泛，幾乎滲透國民經濟的每一個領域，發揮著重要的作用。本文對電網調度自動化、發電廠自動化、配電自動化等自動化技術在電氣工程中的運用進行了相關研究，旨在不斷提高自動化技術在電氣工程中的運用水平。

【關鍵詞】電氣工程；自動化技術；運用

【中圖分類號】TP2 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0272-02

引言

近年來，我國經濟進入高速發展時期，人們對電力的需求量也與日俱增。目前最有具活力、最具有開發前景及最有生機的電氣自動化技術，在電力行業中得到了廣泛的應用。電氣自動化技術能保障供電質量及電力系統的安全運行，能對電力系統實施自動管理、監視或控制。以下就電氣自動化技術在電氣工程中的運用進行闡述。

1、自動化技術在電力系統中的應用

1.1 電網調度自動化的相關分析

電網調度自動化的組成部分主要有電網調度中心的計算機網絡、服務器、大屏幕顯示器及打印設備等，由電力系統的專屬局域網連接起來。電網調度的自動化主要有以下功能：能夠適應電力市場的運營需求；對電網運行安全情況進行分析；進行自動發電控制；自動、經濟調度；對電力的負荷進行預測等。

1.2 發電廠自動化的相關分析

要想實現發電廠自動化，發電廠分散監控系統的應用必不可少。發電廠分散監控系統一般是分層分布的結構，其組成部分有太網、過程控制單元等。其中過程控制單元是重要的一部分，可以直接應用于生產運行過程中，并能接收到熱電阻、熱點偶等設備傳遞出的信號，還能在結束運算之后，將設備的運行狀態、運行參數適時顯示與打印出來，還能輸出信號，使其執行機構得以運行，使電氣自動化技術在電氣工程中發揮其聯鎖保護、檢測等方面的功能。

1.3 配電自動化的相關分析

配電自動化的規模一般要比調度自動化的小很多。配電自動化的目標是保障電力系統的經濟運行，降低運行人員的工作強度，給用戶提供良好的服務及改進電能質量等，該項技術是一種集設備管理技術、計算機技術、數據傳輸技術等多種技術為一體的綜合信息管理系統。

在一些發達國家，配電自動化運行多年，且正向縱深性方向發展，如光纖通信、人工智能等。在我國的配電自動化技術中，集中監控模式、配電管理+集中監控模式是較常用的兩種模式，其結構都是分布式總體結構，子站與主站通過網絡得以連接起來，進而形成了統一的配電自動化系統。

1.4 變電站自動化的相關分析

自動化技術在變電站中的使用，其目的是把電話人工操作和監視替換為自動化操作與監視，從而實現對變電站的有效監控，并促進工作效率的提升，保證變電站的安全運行。變電站自動化主要是為了通過對站內運行的全部電氣設備進行全方位的監視，實現對變電站的有效控制。變電站自動化主要有以下優點：①常規電磁式裝置變為了全微機化的設備；②大部分電力信號電纜被替換為了計算機電纜或者光纖；⑧操作監視實現了計算機屏幕化；④運行管理、記錄統計實現了自動化。變電站的自動化在電力現代生產中具有重要的作用，原因有兩個：一是它與變電站的運行操作任務相符，二是其本身實質是電網調度自動化中的一個重要組成部分。

2、當前電氣過程中自動化技術的發展及其熱點技術運用

2.1 自動化技術的發展情況分析

2.1.1 自動化技術的發展歷史

我國開始研制變電站自動化技術大約是在1960s，在70年代初研制出了包含保護、控制與信號收集的一體裝置，至80年代中期，清華大學研發出了35kV的變電站保護自動化、微機監測系統，并正式投入運行。1998年時，我國的總裝機容量在277GW以上，已躍居當時的世界第二。

2.1.2 自動化技術的發展趨勢

眾所周知，電氣自動化必然會朝著信息化、開放化與分布式這三個方向發展。信息化是指根據系統信息對信息進行綜合處理，并和網絡技術結合起來，從而達到網絡自動化與管控一體化的目的；開放化是指根據系統結構和外界有接口的特點，將系統和外界網絡連接起來。分布式的結構則能保證計算機網絡中的各個職能模塊實現獨立工作，從而降低系統的風險系數。因此，在電氣工程中，應盡量沿著這三個發展趨向對自動化系統進行控制，以保證電氣工程得以安全運行。

2.2 熱點技術的運用分析

2.2.1 管控一體化技術的運用

把通訊的每個環節與自動化技術進行集成與整合的現代自動化技術手段，稱為管控一體化技術。集成控制系統與管理信息系統相結合后，形成了一個統一的控制信息網絡，該系統主要有兩個特點：①通過制造執行系統與集團企業資源規劃系統之間的互聯，能保證隨時、成功地獲取信息；②通過采用計算機控制管理系統監控生產中的檢修數據及相關信息，能有效保證計算機檢修管理系統與數據庫實現無縫連接。

2.2.2 狀態檢修技術的運用

狀態檢修技術指的是通過利用設備資產管理系統的先進狀態監視功能與診斷技術功能，將設備的數據與狀態信息提取出來，以判斷出電氣設備的狀態，并對隱患、故障進行預判，讓當前的故障檢修變為狀態檢修。實行狀態檢修技術，既能使當前電氣設備的安全性與可用性得到大幅度的提高，又避免了定期檢修中常出現的遺漏問題。

2.2.3 先進管理與控制軟件的運用

現階段，國內的許多電廠中都有使用計算機控制系統，該系統的廣泛應用對于電廠自動化技術的發展具有重大的推動作用。盡管計算機控制系統得到了較廣泛的應用，但其潛能并未得到充分的挖掘，因此，為了使其潛能得到最大程度的發揮，應積極吸取國外先進經驗，開發出符合我國電力行業發展需求的先進管理與控制軟件。

當前國外主要有兩種類型的管理與控制軟件：①以實時控制功能為主，主要是控制機組負荷變化；②以系統分析與管理能力、運行經濟為主。在研發的過程中，可結合實際情況，對這兩類軟件進行擇優研發與運用。

3、電氣工程自動化系統實現人性化設計的考慮因素

3.1 文化因素

在設計電氣工程自動化系統時，應體現出技術的先進性，時代精神的先進性，以保證符合電廠的功能需求，體現出電廠的企業文化特征。

3.2 環境因素

要想使電氣工程自動化系統實現人性化設計，應采用人性化設計的理念對光照、濕度、音響等環境因素進行分析，使人可以感受到電氣自動化系統體現出的舒適感、安全感。

3.3 人機工程因素

要想使電氣工程自動化系統實現人性化設計，還可采用心理學、人體力學及心理學等多學科方法為電氣工程自動化系統的人性化設計提供可靠的人體機能特征參數，以有利于對人體特征及結構進行更好的研究，實現人性化設計。

3.4 美學因素

進行電氣工程自動化系統的設計時，還應采取人性化設計的角度進行考慮，將人的聽覺、視覺等審美情趣均列入考慮范圍，再進行整體設計，才能取得更好的效果。

3.5 可靠性因素

人們接受并信賴電氣工程自動化系統的前提是系統本身具有的可靠性。可靠性較高的電氣工程自動化系統，其重點內容是體現出了系統

對人性的關懷，并注重人的安全，然后才是考慮電氣工程自動化系統本身的使用壽命、系統性能等。

4、小結

綜上所述，電氣工程是一項要求較高的工程，具有技術性、專業性等特點。同時，隨著我國電網建設、改造步伐的不斷加快，對電氣自動化系統的要求也不斷提高。因此，應從多方面著手，努力提高電氣自動化系統的水平，使自動化技術在電氣工程中得到有效的運用，以促進電氣工程的安全運行，取得良好的經濟效益，并使電氣工程朝著現代化、國際化與全球化的方向發展。