電氣工程及其自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用

李沫函

摘? ? 要：在全面實(shí)施信息化建設(shè)，提倡科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的背景下，有必要加強(qiáng)電氣自動(dòng)化及其在電氣工程中應(yīng)用的研究，以更好指導(dǎo)實(shí)踐，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化;應(yīng)用

1? 引言

電氣工程是發(fā)展經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的根本保障，與我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活與學(xué)習(xí)存在密切關(guān)聯(lián)性。隨著科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展與普及應(yīng)用，電氣自動(dòng)化技術(shù)逐漸應(yīng)用于電氣工程中，實(shí)現(xiàn)電氣工程科學(xué)水平的提升，推動(dòng)電氣工程向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，為相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)與管理質(zhì)量、效率的提升，提供了技術(shù)支持。

2? 電氣自動(dòng)化的特點(diǎn)

2.1? 遠(yuǎn)程控制

在電氣自動(dòng)化技術(shù)支持之下，電氣工程技術(shù)工作人員能夠利用信息技術(shù)終端設(shè)備或計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)對裝置和設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，在線遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制能夠使大量的人力物力得到解放，降低成本，并且具有較高的準(zhǔn)確度和靈活性。但是我們同樣不能忽略它的弊端，在遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制的時(shí)候，通信的速度就成了其一個(gè)非常重要的影響因素，通信的速度下降了，遠(yuǎn)程處理的速度也就隨之下降。因此范圍比較小的局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加適用，不能滿足一些大的智能化系統(tǒng)的使用需求。

2.2? 集中控制

通過電氣自動(dòng)化技術(shù)，還可以將整個(gè)電氣工程系統(tǒng)的所有功能集中到一起，通過一個(gè)處理器進(jìn)行集中處理。這種集中監(jiān)控和控制技術(shù)最大的特點(diǎn)就是運(yùn)行方便、設(shè)計(jì)簡單且技術(shù)要求不高。但由于處理器只有一個(gè)，在任務(wù)眾多的時(shí)候，系統(tǒng)處理速度就會(huì)下降，另一個(gè)影響運(yùn)行的因素就是纜線增加的時(shí)候維護(hù)工作量也隨之增加，加大了成本。

2.3? 現(xiàn)場控制

隨著實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的增加，當(dāng)前電氣工程中采用較多的一種監(jiān)控和控制的方式為現(xiàn)場總線監(jiān)控控制。這種技術(shù)需要根據(jù)裝置的不同功能，在設(shè)計(jì)上采用間隔式，這樣就有效省略了端子箱和隔離設(shè)備，使投入成本大大降低。另一方面確保了裝置都具備相對獨(dú)立的功能，同時(shí)具有更加靈活的組合形態(tài)，能夠充分保障監(jiān)控和控制的穩(wěn)定性和可靠性。

3? 電氣工程及其自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用

3.1? 變電站綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)

變電站綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用變電站現(xiàn)代化、智能化建設(shè)的重要手段，也是電氣自動(dòng)化在電力工程中應(yīng)用的具體表現(xiàn)。變電站綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了集約控制向分散控制的有效轉(zhuǎn)化，器自適應(yīng)性、設(shè)備獨(dú)立性更強(qiáng)。通常情況下，在系統(tǒng)構(gòu)建過程中，主要以以控制分散、集中管理、現(xiàn)實(shí)操作為設(shè)計(jì)理念，以微處理器為基礎(chǔ)，應(yīng)用“分層分級、合作自治”結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對控制對象工藝流程的管控，對維護(hù)工藝操作穩(wěn)定，保障電力企業(yè)生產(chǎn)與管理質(zhì)量，提升電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益存在重要影響。相對于傳統(tǒng)封閉式結(jié)構(gòu)的變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，電子自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，有效實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，進(jìn)行系統(tǒng)性能的優(yōu)化，改善了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性不強(qiáng)，操作不易，維護(hù)養(yǎng)修困難的弊端，有利于促進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用作用的充分發(fā)揮。例如，將現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用于分散控制系統(tǒng)I/O總線上，進(jìn)一步提升分散控制系統(tǒng)信息采集、處理質(zhì)量與效率，保證系統(tǒng)控制器中顯示的信息與設(shè)備卡中信息的相一致，提升信息應(yīng)用的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。加之現(xiàn)場總線控制技術(shù)具有容錯(cuò)能力強(qiáng)、安全性高、操作簡便、使用成本低等特征，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)到通信，性能的全面優(yōu)化，促進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用效果的提升，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。

3.2? 在電氣工程電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度一般由自動(dòng)化電廠的信點(diǎn)通道、站端和控制中心組成。其中，電網(wǎng)調(diào)度工作站是最為重要的部分。將電氣自動(dòng)化應(yīng)用于電氣工程中的電網(wǎng)調(diào)度，就是利用系統(tǒng)局域網(wǎng)將區(qū)域內(nèi)多個(gè)站點(diǎn)的測量監(jiān)控設(shè)備連接在一起，通過電網(wǎng)調(diào)動(dòng)服務(wù)器和自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，從而可以對生產(chǎn)過程進(jìn)行有效的監(jiān)督和分析。具體來說，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以更好地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷的自動(dòng)測試，通過分析收集到的數(shù)據(jù)，工作人員可以迅速確定電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的故障，提高故障檢修的速度，為電網(wǎng)系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。

3.3? 在發(fā)電廠發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化在發(fā)電廠發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用也是十分重要的方面。從分散監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)上來看，其構(gòu)造通常呈現(xiàn)為分層分布式，并且由以太網(wǎng)、過程控制單元、高速通訊網(wǎng)、運(yùn)行工作站、工作人員等多個(gè)部分組成。電氣自動(dòng)化技術(shù)可以直接應(yīng)用于過程控制單元的輸入、輸出、主控單元，接收過程中的各類信號。對這些接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和運(yùn)算后，形成可以進(jìn)行實(shí)時(shí)展示的數(shù)據(jù)，再利用打印設(shè)備將運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行輸出，為工作人員提供決策支持，最終實(shí)現(xiàn)電力過程的監(jiān)測、控制和連鎖保護(hù)。此外，電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用還可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)接口的通訊，過程控制單元從運(yùn)行工作站中發(fā)出指令，將信息及時(shí)的發(fā)送至工作人員，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)組設(shè)備更為高效的實(shí)時(shí)監(jiān)控與控制。更為重要的是可以實(shí)現(xiàn)對電氣系統(tǒng)組態(tài)的診斷與維護(hù)，幫助修改設(shè)置電氣工程。

3.4? 電氣自動(dòng)化在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

主要的應(yīng)用在當(dāng)其系統(tǒng)發(fā)生故障之時(shí)。此功能可以及時(shí)而清晰的發(fā)送提示信息，并直接切斷電路設(shè)備。以往的繼電保護(hù)裝置，發(fā)生信息錯(cuò)報(bào)、誤報(bào)的情況非常多，給技術(shù)人員在造成了極大的不便。繼電自動(dòng)化裝置擁有人性化的優(yōu)點(diǎn)，可以有效控制系統(tǒng)各部分的工作與運(yùn)行。除此之外，繼電自動(dòng)化裝置，也擁有遠(yuǎn)程控制的功能，且續(xù)航能力也十分強(qiáng)大，性能優(yōu)化升級。在繼電保護(hù)裝置的工作期間，其可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測電氣線路，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)中全部線路的故障問題。同時(shí)，如果工作人員有需要，該裝置還可以針對系統(tǒng)內(nèi)的制定設(shè)備或線路，進(jìn)行跟蹤監(jiān)測一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，保護(hù)裝置會(huì)立刻進(jìn)入警備狀態(tài)，做出相應(yīng)的解決處理的舉措。比如：當(dāng)一個(gè)電氣裝置或電氣線路發(fā)生了故障情況時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置，會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，將其與它所連接的線路切斷。在第一時(shí)間，將故障的緣由及解決方式，報(bào)告給相關(guān)人員。繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置，有兩個(gè)主要的運(yùn)行特點(diǎn)，分別是誤動(dòng)和拒動(dòng)。其中，誤動(dòng)主要指，在電氣系統(tǒng)沒有發(fā)生異?；蛘吖收蠒r(shí)，其裝置向管理人員發(fā)送了錯(cuò)誤的信號或訊息。而拒動(dòng)主要指，其自動(dòng)化裝置在發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤運(yùn)行時(shí)，沒有立刻向管理人員發(fā)送了錯(cuò)誤的信號或訊息，使管理人員沒有機(jī)會(huì)及時(shí)處理故障和問題，因此造成了工作的延誤或損失。而與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置相比，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置因?yàn)槠渥詣?dòng)化的特性，可以長時(shí)間連續(xù)的對系統(tǒng)進(jìn)行了監(jiān)測，為裝置的管理工作提供了極大的便利。

4? 結(jié)語

綜上，電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用，對維護(hù)電氣工程設(shè)備與系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全與可靠，促進(jìn)相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升存在重要影響。

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