電氣自動化技術在電氣工程中的應用研究

朱雅娜 郝林娜

（陜西省地方電力設計有限公司 陜西西安 710000）

引言

電氣自動化技術是一項融合了電子信息與信息網絡技術的技術，對提高工作效率具有非比尋常的意義。目前，電氣自動化技術早已不單單在工業方面有著非常的廣泛應用，并且在大到高新技術領域小到人們衣食住行中，也都普遍應用，慢慢地成為了影響社會經濟發展的關鍵性因素。

1 電氣工程及電氣自動化概述

1.1 電氣工程

在當下，作為科研領域中的一個熱門學科，電氣工程已經在高新技術領域之中占有一席之地。其中計算機的發明對于電氣工程的發展具有鮮明的歷史意義，它不但推動了人類的文明發展，人類跨進信息時代，而且還把這個時代的發展模式進行了一番改變，同時發生改變的是人們的生活模式。

1.2 電氣自動化

電氣自動化的全稱是電氣工程及其自動化，屬于電氣工程中的一門分支學科。在各行各業，電氣自動化都被十分普遍的運用，無論是普通電路的鋪設，還是航空事業的發展，都離不開它。不難發現，電氣自動化技術的發達對于人們生活方式的全新改變，以及國家、民族的偉大復興都有著不可忽視的重要作用，這也是為什么在電氣工程中電氣自動化應該得到高度重視的原因。

2 電氣自動化在電氣工程中的設計理念、特點與原則

2.1 電氣自動化設計理念

電氣自動化在電氣工程中的設計理念主要包括遠程監控式設計理念和現場總線監控式設計理念。遠程監控設計主要應用于小型電氣工程，具有較大的靈活性與可靠性，遠程監控可以減少電纜的使用，有利于減少施工材料費用與各種施工成本。在電氣工程中，現場總線監控方式的應用較為廣泛，通過現場總線監控可以根據間隔不同而選擇不同的功能，具有一定的針對性。同時現場總線監控也具備遠程監控方式的優點，具有較好的經濟性。通過通訊設備將電氣智能設備與監控系統相連接可以減少電纜的使用，降低材料成本。現場總線監控的各個裝置功能均利用網路予以連接，具有相對獨立性、靈活性與可靠性，因此當其中任何一個裝置功能發生故障時也不會引起整體系統癱瘓。

2.2 電氣自動化設計特點

電氣自動化設計的特點主要是利用電子設備的相應連接，以達到相關設置功能自動化目的，同時具有一定的經濟性與實用性。如利用微型計算機進行連接，可以使控制與管理人性化、智能化，為現代化生活提供更多的方便，進而為人們生活及各行各業生產提供更好的服務。

2.3 電氣自動化設計原則

電氣自動化在電氣工程中的設計原則有三大點：①設計過程中，應根據市場需求選擇適合的電子設備，同時應確保自動化設計的質量過關及美觀性，且設計具備操作便捷與安全性；②正確處理電氣與機械間的關系是電氣自動化設計的基本目標；③應嚴格遵守電氣自動化設計的總原則，以最大程度滿足電氣自動化在生產產品及工藝方面的要求。

3 電氣自動化技術在電氣工程中的應用

電氣工程具有較大的復雜性，從生產到使用的整體中，包含著大量的復雜程序，通過運用自動化技術能夠優化電氣工程的管理程序，以便于簡化電氣工程各個環節，提高了電氣工程的運作效率和質量。因此，自動化技術在電氣工程中的應用范圍擴大，應用逐步效率提高。從當前我國自動化技術發展水平來看，其主要構成要素包括三方面，即自動電壓控制系統、自動發電量控制系統與動力機械自動控制。

3.1 應用在發電廠中

在發電廠中，電氣自動化技術一般都應用在分散測控系統。所謂分散測控系統，指的是把測控系統分層分布，網絡系統的組成主要利用了以太網、遠程工作站以及數據通訊系統等單元。在此系統下，監督、控制單元能一目了然地顯示在生產過程中，使操作人員的控制變得簡單了許多。另外，分散測控系統在收到生產過程中發出的信號之后，將打印運行的數據，操作人員對數據加以分析，就可很快把握是時設備的運營狀態，使工作簡化，極大程度地提高工作效率。在火電廠中應用該技術，讓火電廠向了機、電、爐三位一體的單元制運行模式轉變。操作人員在對監控系統進行操作的同時，對機械設備的運作情況相關數據開展及時的分析及匯報，對潛在的安全隱患迅速采取措施。如此一來，就可以不但把火電機組的發電潛能發揮最大化，還能夠使其發電機組的維護成本有所減少。同時，統一單元爐機組，不但方便了數據的收集，還讓其電網的管理效率得到了提升。

3.2 應用在電網調度中

電網調度的自動化系統分為軟件與硬件兩部分，其中眾所周知，軟件一般就是指計算機的網絡系統，而硬件則指的是工作站、中心服務器和相關操作設備等。簡單來說，所謂電網調度的自動化，就是利用計算機網絡系統對電網中的不同業務實行監控和調度。利用區域電力系統網絡，把變電站、發電廠和工作站等終端進行相互聯系以及契約，對其展開自動化的調度工作。作為市場發展的必要條件，電氣自動化技術在電網調度中的應用對于管理者及時收集和分析與電網在運作過程中出現的相關數據提供了很大的幫助，甚至直接影響了電力生產、運營等自動控制的過程，在提升電網調度效率的工作中起到了關鍵性的作用。

3.3 電氣工程中發電廠的分散控制系統應用

自動化控制系統在發電廠電氣工程中應用最為明顯的就是分散控制系統的應用與推廣，該系統的結構是以分層分步式的方式實現對電廠的控制，其主要由高速數據通訊網、過程控制單元、遠程控制單元、以太網、遠行人員工作站等分布式結構構成，該系統中關鍵部分是遠程控制單元和過程控制單元，前者是由主控模塊、輸入模塊和輸出模塊等組成的，其中主控模塊是借助于總線和冗余智能輸入和輸出模塊來實現系統通訊的，而后者不僅能夠實時接受發電廠生產過程中所形成的熱電阻、開關量等設備發出的信息并以此為指引進行指令動作，還能夠將發出信號中所傳達的電氣設備的具體運行數據打印出來，為工作人員具體分析運行數據并監控、監測設備運行狀態提供支撐。

3.4 電氣自動化在變電站中的應用

傳統的變電站主要采用人工操作形式進行作業，如在數據收集、整理、分析方面，在監控與信息反饋方面。這種人工形式過于耗時、耗力，工作效率及效益不高。同時過多的人為因素極易導致工作過程中出現失誤或錯誤，工作效率無法保證，也存在較大的安全隱患。此外，進行監控時，人工操作具有一定的局限性，無法進行全面性、直接性監控。在變電站中應用電氣自動化技術，大大提高變電站操作效率，其監控技術與能力也相應得到提高，提高變電站運行水平。如以網絡計算機替換電磁表裝置設備，采用計算機電纜傳輸數據信號，使得監控與操作可以通過計算機屏幕進行觀察與監督，實現運行自動化和管理自動化。

3.5 交流調速系統

交流電機的使用初期，在應用領域交流電機的各項性能都非常實用，特別是在工業上，但是交流電機也存在一定的缺陷，也就是調速相對較困難，尤其是在精確轉速時，交流電機不能滿足實際的要求，因此人們只能采用直流電機，但是直流電機的缺點是比較容易損壞，且還要定期對電刷進行更換。而在工業中一般都是用交流電，為了使用直流電機還需要配送直流電，在使用起來非常不方便，而在交流調速的方法的推廣以及使用有效解決了這個問題，目前交流調速大多采用的是直接控制轉矩方法，雖然還不能與直流電機相比較，但已經能應用于更廣泛的場合。

4 結語

總而言之，電氣工程作為一個國家現代化科學技術發展水平的關鍵性標志，其電氣自動化技術水平體現了現代化生產水平的發展程度，它不但是現代電氣工程發展的重要支點，也是眾多工業技術進步的前提條件與源泉。是以，在這么多年來，我國電氣工程中電氣自動化的應用也得到了相當快速的發展，并且在各行各業之中的應用也變得愈來愈廣泛。

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