電氣自動化在電氣工程中的應用研究（1）

黎杰

摘要：著我國經濟的不斷發展和科技的不斷進步，自動化技術被廣泛地應用于各個領域中，尤其是電氣自動化技術在電氣工程中的應用最為普遍，這對于電氣工程的發展以及推動我國經濟建設的步伐有著十分重要的作用。本文在分析電氣工程及電氣自動化的設計原則與特點的基礎上，對電氣自動化的構成進行了分析，并以某冶煉廠為例，分析了電氣綜合自動化系統的應用，以及這樣設計的主要優點進行了闡述。

關鍵詞：電氣自動化；電氣工程；應用；冶煉廠

緒論

電氣自動化技術對于我國國民經濟的發展有著十分重要的作用，該技術的出現有著劃時代的意義，大約經過半個世紀的發展，電氣自動化技術發展得已經相當成熟，被廣泛地應用在各個領域中，尤其是電氣工程領域。所謂電氣自動化技術，是指在傳統電氣設計方案和自動化設計思路的基礎上，對原有電氣技術進行改進和完善而形成的新型電氣技術。通過結合具有自動控制與檢測功能的裝置，來實現對電氣系統的監測、調節、控制和管理，來保證系統的安全穩定運行[1]。

一、電氣工程及電氣自動化的設計原則與基礎特點

電氣自動化在電氣工程中的應用，其設計原則首先是自動化技術要最大限度地滿足產品實現及生產工藝的要求；在滿足應用自動化技術的基礎上，其設計方案要兼顧經濟、高效的原則；在具體的設計過程中，電氣自動化技術應用地設計要應妥善處理好機械與電氣之間的關系，兩者應是一個完美融合的整體。目前，工業化的生產基本都是采用電氣自動化技術來實現具體的生產過程的，電氣自動化的設計要從工藝要求、制造成本、結構的復雜程度、使用維護的便攜性等方面來綜合考慮，要統籌、協調、處理好相關指標之間的關系，才能最終形成一個理想的設計方案；必須要遵循一定的設計原則，才能使其實現滿足各方的要求。傳統的電氣工程中，其計量、控制以及保護等功用是由一些相互獨立的配件來實現的，要實現生產過程的連續化作業，還需要通過各個功能模塊之間的連接與配合才能完成，自動化的程度并不高。電氣自動化中計算機技術的引入，形成了以計算機為核心的自動化控制系統，通過硬件和軟件的組合使系統控制管理更加智能化和人性化，各個功能模塊間的銜接實現了自動對接，從而最大程度的滿足了自動化的設計要求[2]。

二、電氣自動化系統的構成

電氣自動化技術，為電力系統的平穩運行提供了良好的條件，并且隨著發展，電力系統也得到了更為優質的服務。一般的電氣自動化系統包括以下幾個方面，首先是傳輸信號的接收部分，通過相應的簡單操作來實現電氣設備信號的輸入；其次為設備的信號處理部分，對于相應的傳輸信號進行處理；最后為電氣設備的信號輸出部分，用作輸出處理信號。電氣自動化技術的基礎是對其控制系統的完善設計，主要設計思路集中于監控方式，包括遠程監控和現場總線監控。在電氣自動化控制系統的設計中，作為系統核心的計算機其主要作用是對所有信息進行動態協調，實現相關數據儲存和分析。計算機系統是整個電氣自動化系統運行的基礎。在實際運行中，計算機主要完成數據的輸入與輸出數據，并對所有數據進行分析處理。通過計算機快速完成對大量數據的一系列操作從而達到控制系統的目的。

三、電氣自動化在冶煉廠電氣工程中的應用

以某冶煉廠供的實際情況和需求為例，分析電氣自動化系統在冶煉廠電氣工程中的應用。提出建立一套全廠電氣綜合自動化系統，實現對全廠所有電氣設備進行集中監視和控制的同時，能夠對全廠供配電系統進行綜合管理和合理調度，對各種運行風險和可能后果進行計算和評估，對電力系統安全穩定量化分析和優化決策，保證全廠的供電系統的連續性、安全性、穩定性和可靠性。

1. 系統軟件配置

整個電氣自動化系統由系統軟件、支撐軟件、應用軟件等組成：系統軟件提供最底層的、系統級的支持，包括：UNIX操作系統、TCP/IP網絡軟件。系統軟件具有系統生成功能，使其能適應硬件和實時數據庫的變化。系統軟件能有效的管理各種外部設備，外部設備的故障不會導致系統的崩潰。數據庫管理系統采用Oracle商用數據庫軟件。支撐軟件建立在系統軟件基礎之上，是應用軟件的支撐平臺。支撐軟件包括：數據庫管理系統，面向對象的全圖形人機支撐系統，網絡通訊管理系統等；應用軟件在支撐軟件平臺上實現SCADA系統的各種功能，主要包括系統監控、報警處理、事故記錄、歷史數據記錄、公式計算、進程管理、網絡通訊、報表編輯、圖形編輯等各個功能模塊[3]。

2.電氣監控中心

電氣監控中心是整個冶煉廠電力自動化系統中電力一次、二次設備的監測、記錄、控制和全廠電力數據采集處理、監測、控制、數據交換以及全廠電力一次、二次設備運行、維護的重要樞紐，特別是整個項目電氣監控中心負責調度、管理整個電力自動化系統的運行和對外數據交換，是整個項目供配電系統的指揮中心，極其重要。

全廠電氣自動化及安全穩定一體化系統的信息數據上行流向是一次、二次設備→保護、測控、穩控裝置→分站（子站）變電所微機監控系統→電氣監控中心；控制命令下行流向是電氣監控中心→分站（子站）變電所微機監控系統→保護、測控、穩控裝置→裝置執行控制命令完成對一次設備的操作各分站及分站下轄的子站監控系統通過專門的光纖通道接至全廠的電氣系統。

3.分站監控系統

每個分站監控系統是一個獨立完善的電力自動化系統。分站電力系統負責采集和處理站內所有電氣量完成對本站所有電氣設備監視、控制的同時，對下負責接收自身下轄的子站監控系統上送來的數據，對子站進行監視管理；對上將本站及所轄子站的數據上送到監控中心并接受監控中心的控制和管理。在全廠電氣自動化系統中，分站起著承上啟下的作用。分站的重要性僅次于監控中心，每個分站監控系統采用一套NSC-200NT變電站監控系統。子站系統配置不含后臺監控系統， 畫面監視和控制在上一級分站實現，子站只配置通訊管理機將相應的保護測控裝置及其它智能裝置的信息上傳給分站監控系統。

三、電氣自動化技術在電氣工程中的發展前景分析

在未來電氣工程中，電氣自動化技術的應用會更加廣泛，且技術會更加成熟，光電式電力互感器會逐漸地被廣泛應用起來，但是需要克服信號傳播性能較差、電磁絕緣性能較低等困難。還能夠實現對電力一次設備的在線監測，并對相關參數進行無間斷檢測，對可能出現的故障進行比較準確的預判，促進與二次設備之間的聯系。此外，還可采用新思想、新技術、新標準滿足電網調度、監控、運行和管理應用新需求，完善靈活的應用功能，開放性的系統結構，靈活的系統軟硬件配置，適用于電氣管理。確保系統安全穩定可靠運行，從而大大提高電氣系統的運行、管理、維護水平。

結論

總之，電氣自動化是現代電氣工程的重要支撐，隨著我國社會經濟的飛速發展，電氣工程正呈現蓬勃發展之勢.電氣工程中利用電氣自動化技術有著十分廣闊的發展前景，需要對實際問題進行系統研究，不斷地完善技術，才能促進電氣工程行業乃至整個國民經濟體系的健康發展。

參考文獻

[1]劉琳，董桂華.某冶煉廠廠區電纜隧道電氣設計探討[J].云南冶金， 2017，46（1）：78-80.

[2]艾世杰.解析智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用[J].機電一體化，2014（3）：112-112.

[3]趙峰，勞文.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用體會[J]. 機電一體化，2014（4）：105-105.