淺析電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

楊慶波

黑龍江省大慶市大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越成熟，在電氣工程中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，也推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。本文就電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化技術(shù)

1 概述

電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)是電氣信息領(lǐng)域的一門(mén)新興學(xué)科，但由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在也相對(duì)比較成熟。已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。電氣自動(dòng)化技術(shù)所運(yùn)用的領(lǐng)域很廣泛，是建立在電子信息技術(shù)之上的。電氣系統(tǒng)是由這樣幾個(gè)環(huán)節(jié)組成：發(fā)電、配電、變電和輸電變電等的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)的功能是將自然界中的一次能源利用電動(dòng)力裝置再轉(zhuǎn)化成電能，經(jīng)輸電、變電和配電之后將電能供應(yīng)到千家萬(wàn)戶(hù)。為了更好的實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)、不同層次之間還有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的生產(chǎn)過(guò)程的測(cè)量、調(diào)節(jié)、保護(hù)、控制、通信以及調(diào)度，有效保證用戶(hù)獲得優(yōu)質(zhì)、安全、高效、經(jīng)濟(jì)的電能。要建立結(jié)構(gòu)合理的大型電力系統(tǒng)不僅便于電能生產(chǎn)與消費(fèi)的集中管理、統(tǒng)一調(diào)度和分配，減少總裝機(jī)容量，節(jié)省動(dòng)力設(shè)施投資，且有利于地區(qū)能源資源的合理開(kāi)發(fā)利用，更大限度地滿足地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)日益增長(zhǎng)的用電需要。電力系統(tǒng)建設(shè)往往是國(guó)家及地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分。隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)也獲得了很大的進(jìn)步，已經(jīng)和人民的日常生產(chǎn)生活密切相關(guān)，得到了很廣泛的普及，為人們的生產(chǎn)生活服務(wù)器，在電氣自動(dòng)化水平不斷提升的過(guò)程中，要對(duì)相關(guān)技術(shù)不斷加以創(chuàng)新和發(fā)展，使自動(dòng)化技術(shù)的安全性和可靠性得到更大的提高，這會(huì)大大的促進(jìn)我國(guó)電氣工程事業(yè)的向前發(fā)展。

2、電氣自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)

所謂的電氣自動(dòng)化技術(shù)就是指將電子信息技術(shù)及以信息技術(shù)作為主要內(nèi)容的電氣工程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的一類(lèi)應(yīng)用技術(shù)。就其技術(shù)特點(diǎn)而言，電氣自動(dòng)化技術(shù)主要具備以下幾個(gè)重要的特點(diǎn)：

其一是技術(shù)的涵蓋而相對(duì)較寬。由于電氣自動(dòng)化技術(shù)不僅是一種應(yīng)用性較強(qiáng)的技術(shù)，又是一種較為普遍的技術(shù)，大多數(shù)與工業(yè)相關(guān)的企業(yè)都會(huì)或多或少地涉及到這一方面。同時(shí)，因?yàn)檫@門(mén)技術(shù)的科技含量比較高的緣故，一般在電氣自動(dòng)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，都既需要硬件的設(shè)計(jì)又需要進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，并且應(yīng)用于不同的行業(yè)及場(chǎng)合時(shí)都需要選用不同的技術(shù)性方案，由此可見(jiàn)，這門(mén)技術(shù)是需要相對(duì)較寬的知識(shí)面的。

其二是對(duì)電子技術(shù)的依賴(lài)程度比較高。我們都知道，對(duì)于一種較為典型的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，不論是從專(zhuān)門(mén)采集信號(hào)用的傳感器到單獨(dú)進(jìn)行信號(hào)的處理和運(yùn)算的控制器，還是到運(yùn)行運(yùn)算結(jié)果的系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之類(lèi)等等都和電子技術(shù)本身的發(fā)展緊密相關(guān)。因此，可以說(shuō)電氣自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展離不開(kāi)電子技術(shù)的進(jìn)步，這兩者是緊密關(guān)聯(lián)的，并且前者依賴(lài)于后者。

3 電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，從自動(dòng)化技術(shù)的水平來(lái)講，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的主要構(gòu)成要素包括：自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)、動(dòng)力機(jī)械自動(dòng)控制和自動(dòng)發(fā)電量控制系統(tǒng)等三個(gè)方面。在中國(guó)，根據(jù)發(fā)電廠的不同運(yùn)行方式，通常把發(fā)電廠劃分為兩類(lèi)：第一是水電廠自動(dòng)系統(tǒng)，第二是火電廠自動(dòng)系統(tǒng)不過(guò)值得我們注意的是，發(fā)電的方式，不管是以火電為主，還是以水電為主，又或者是屬于另外的發(fā)電方式，在應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)過(guò)程中，都有著驚人的形似之處。

3.1 水電廠自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

在現(xiàn)有的自動(dòng)化技術(shù)條件下，為了確保電氣工程的穩(wěn)定性和可靠性，充分發(fā)揮電氣工程的性能，水電廠自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，應(yīng)具備水輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)、調(diào)速器裝置和水輪機(jī)裝置等模塊。由于不同的自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行模式上存在著明顯的差異，水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)可分為單機(jī)模式、公用設(shè)備模式、梯級(jí)綜合自動(dòng)化模式和全長(zhǎng)自動(dòng)化模式等類(lèi)型。而從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)講，如果在水電廠電氣工程中應(yīng)用相應(yīng)的自動(dòng)化技術(shù)，在水電廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，可以提高其經(jīng)濟(jì)效益，從而為水電廠提供高質(zhì)量的電能奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2火電廠自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

火電廠自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程當(dāng)中，和自動(dòng)化技術(shù)在水電廠電氣工程中的應(yīng)用一樣，同樣具有綜合性的特征。火電廠自動(dòng)化技術(shù)的構(gòu)成主要包括鍋爐控制系統(tǒng)、發(fā)電自動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)爐主控系統(tǒng)和汽輪機(jī)控制系統(tǒng)等。計(jì)算機(jī)的實(shí)際監(jiān)控系統(tǒng)可為監(jiān)控提供全面的數(shù)據(jù)，從而確保電氣工程的可靠性。

而從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)說(shuō)，火電廠自動(dòng)化技術(shù)在具備數(shù)據(jù)信息處理功能的同時(shí)，還具備自動(dòng)檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)、自動(dòng)保護(hù)運(yùn)行設(shè)備和綜合控制與管理等功能。

具體來(lái)講，自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用有：

1）在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用，指的是通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度的服務(wù)器，以及電氣自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化。在自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，其主要的功能是：第一，合理調(diào)度電網(wǎng)的運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性；第二，監(jiān)測(cè)和分析電力生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，自動(dòng)預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)生產(chǎn)的負(fù)荷；第三，通過(guò)顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，能夠迅速確定電網(wǎng)系統(tǒng)的故障點(diǎn)及故障發(fā)生的原因，從而電網(wǎng)故障的排除更為有效。

2）分散控制系統(tǒng)的運(yùn)用。分散控制系統(tǒng)也稱(chēng)作是分布式控制系統(tǒng)，是按照一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制一個(gè)相對(duì)應(yīng)的控制回路來(lái)進(jìn)行作業(yè)，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中取得了很好的應(yīng)用效果。分撒控制系統(tǒng)在集中取得書(shū)記資料之后能夠進(jìn)行統(tǒng)一集中的管理，是有很高效率的自動(dòng)開(kāi)始系統(tǒng)。有利于在電氣系統(tǒng)自動(dòng)化中對(duì)各個(gè)運(yùn)行的環(huán)節(jié)和設(shè)備進(jìn)行高效的控制和管理，進(jìn)行調(diào)制，妥善的處理設(shè)備與設(shè)備，線路與設(shè)備，線路與線路之間的關(guān)聯(lián)，這樣對(duì)實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)中的保護(hù)和監(jiān)控大有幫助。

3）在變電站中的應(yīng)用。在變電站用應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，主要是在變電站中運(yùn)用信息處理技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)，然后結(jié)合相關(guān)的傳輸技術(shù)，把計(jì)算機(jī)裝置引入到變電站系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行管理的自動(dòng)化和智能化。

4 自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程應(yīng)用的趨勢(shì)

4.1管控一體化自動(dòng)化技術(shù)

從理論層面來(lái)說(shuō)，管控一體化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，指的是通過(guò)在電氣工程中不同通訊環(huán)節(jié)科學(xué)合理運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，發(fā)揮其在數(shù)據(jù)信息整合和集成方面的優(yōu)勢(shì)。信息管理系統(tǒng)和集成控制系統(tǒng)在融合過(guò)程中，可把通過(guò)綜合集成的方式把處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的電氣工程應(yīng)用信息完整表現(xiàn)出來(lái)。

4.2電氣工程狀態(tài)檢修技術(shù)

從技術(shù)應(yīng)用的角度來(lái)講，電氣工程中的狀態(tài)檢修技術(shù)指的是通過(guò)在電氣工程中應(yīng)用資產(chǎn)管理系統(tǒng)，使其發(fā)揮在工程狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷等方面的功能，并提供狀態(tài)檢修過(guò)程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電氣工程中各種電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)、存在的安全故障以及故障出現(xiàn)的因素等。

在電氣工程中運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)主要是兩個(gè)方面：第一，提高電氣設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性；第二，可以有效克服過(guò)去定期故障檢修模式存在的各種缺陷和不足，從而確保電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)電氣系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的發(fā)展前景是十分廣闊的，為了使這種美好的愿景在實(shí)際生產(chǎn)生活中更好的實(shí)現(xiàn)，需要注意這樣幾方面因素的影響：首先，信息技術(shù)起著決定性的影響；其次，和物理學(xué)科及相關(guān)科學(xué)知識(shí)的聯(lián)系很緊密；最后，現(xiàn)代技術(shù)的飛速發(fā)展。在電氣工程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，提高電氣設(shè)備的自動(dòng)化水平，可為電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的技術(shù)支撐，確保電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量，切實(shí)降低停電、斷電等現(xiàn)象對(duì)居民生活的影響。在本文中，筆者結(jié)合自身的理論知識(shí)和工作實(shí)際，從電力工程和自動(dòng)化技術(shù)的概念和自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用幾個(gè)方面分析了自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。