電氣工程中電氣和自動化設計的融合應用研究

王鶴群 薛冬春

摘 要：本文深入探討了電氣工程與自動化設計融合應用的相關內容，基于對這些內容的深入探討，得到有關電氣自動化設計的相關知識體系和實踐基礎，對于相關設計工作也是非常重要的發展方向，應該予以高度重視。

關鍵詞：電氣工程;電氣自動化;融合

1 我國電氣與自動化設計融合應用現狀

我國電氣自動化存在的代表性問題主要表現在三個方面：一是技術應用不成熟，主要是各種技術發展參差不齊，技術層面難以形成有力的互相支持和共同促進的發展效果。二是外部運行環境比較苛刻，電氣自動化對于所施加的外部電壓有較高的要求，由此導致對電網建設實現更高的生產標準，國家各地區的電網工作穩定性較差，這使得電氣自動化在運行過程中要面臨很大的環境考驗。三是一些關鍵技術難題未能有效解決，比如防雷以及抗電磁干擾方面，就還沒有得到很好的解決。而這些問題的存在將導致電氣自動化設備的工作穩定性非常差，因此，加大相關技術融合的研究是非常必要的突破。

2 電子工程領域電氣和自動化設計的融合應用分析

在電子工程建設領域，電氣與自動化的融合設計是比較普遍的應用領域，但在實際的設計和應用過程中，常常因為某些原因導致融合程度不高的問題。這些問題如果不能從根本上得到有效解決，將會對整個技術的實施應用產生較大的負面影響。因此，必須從設計理念和實際應用等環節，進行深入分析，推動融合技術取得更大的技術應用效果。

2.1 電氣自動化設計相關理念

在所有的電氣自動化設計中，都需要首先確定其設計理念，以此為指導原則，完成相關的設計工作，這樣得到的設計結構和技術指標才可以滿足實際的應用效果。具體來說，電氣自動化設計通常需要堅持三個設計理念，下面分別加以闡述。

（1）集中化設計。對于電氣工程的電氣自動化設計而言，將電氣技術與自動化技術進行全面融合設計主要是考慮兩個方面：一是要對電氣系統實施信息的集中收集和處理，因為當工程規模持續擴大，采用過去的處理方式將面臨巨大的壓力，自動化系統能夠有效處理復雜信息，使整個過程更加便捷，因而可有效降低電氣系統運營主機的工作負擔。二是可以同時完成監控等方面的功能，尤其是對整個系統運行穩定性和安全性的實時監控功能，通過電子自動化的集中化設計，能夠取得非常好的使用效果。

（2）遠程化設計。因為整個工程中需要接入大量的電纜等設施，這樣可以驅動電力系統運行。但過多電纜會造成系統的所負擔的各種壓力，進而導致運行穩定性以及安全性方面的損失。基于遠程設計方法的運用，可有效解決電氣電纜對于整個系統的實際依賴性。但此應用盡管可以大幅降低電纜的使用規模，但也使得信息處理設備數量顯著增加。因此，該設計理念更多用于項目較小的工程中，在大型電氣工程項目中使用并不廣泛。

（3）現場總線式設計。現場總線屬于網絡通信技術范疇，是信息化發展和應用的具體體現，以現場總線技術為基礎的自動化設計可以更具針對性。在整個工程建設過程中，在不同階段采用不同的設計技術，可以確保功能的總體穩定性。采用現場總線設計的技術理念，不但可實現遠程進行設計的便捷性優勢，而且該技術的擴展性非常好，目前已是電氣工程建設領域比較常用的設計理念。

2.2 電氣自動化在電氣工程中的融合運用

對于電氣自動化設計的具體融合運用，主要從四個方面進行相應的處理，以取得設計預期是應用效果。

（1）電氣自動化與繼電保護技術的融合運用。自動化技術融合運用于繼電保護，這是目前比較常見的融合應用方式，其設置目的主要針對安保裝置的檢測等功能，簡而言之，當系統發生某故障，有關該故障的具體信息會經通信單元送抵控制中心，同時切斷電源并報警。根據設計的初始功能，電氣自動化的設計可使整個過程功能發揮更加準確高效。在實際的電氣工程建設過程中，繼電裝置通過自動化融合，可有效完成電路的整個監控工作，并能夠給實際的遠程管理提供物理支持，可以有效解決繼電保護分辨速度慢以及因誤差引起錯跳變等一系列問題。

（2）自動化在變電站電氣工程中的綜合運用。對于變電站來說，自動化系統可以有效提升其工作的效率和穩定性，所融合的自動化控制技術術語高精度和高效率兼備的自動控制體系。變電站內的各種電氣設備，其工作的復雜性較高，而且處于相對危險的環境中，并不適合工作人員在運行狀態下進行人工控制。自動化技術融合應用可以有效解決這一問題，并能夠使得整個變電站的工作狀態更加穩定、安全，一旦發生任何故障或危險問題，自動化體系會自動進行接管設備的管理控制，使得變電站不發生更大的風險問題。由此，其智能化和自動化的優勢得以凸顯，也因此成為工程建設過程中必不可少的技術內容。

（3）調度網中采用的自動化融合技術。對于電能及信號的管理，需要進行調度管理，在整個網絡中廣泛運用融合自動化技術，通常可以包括一些常用的電氣設備，比如中心服務器、打印機設備、預警設備等，利用這些設備在網絡中的職能發揮，可以實現網絡的自動控制。電氣自動化技術可以自動完成客戶的用電情況測量，并基于測量結果來自動分析用戶的實際需求情況，進而為各種用戶提供更為全面系統高質量的服務。利用內置的監控系統設備，可在最短時間獲知網絡實際調度情況，對業務人員做出具體的任務提示，確保系統運營的穩定和安全性。

綜上所述，我國的電氣工程在電氣自動化技術方面與先進的西方國家相比，處于比較明顯的弱勢地位，其最主要的表現就是融合難以達到應有的密切程度。其問題源于兩個方面：一是技術發展不均衡，在電氣技術方面技術能力相對較強，但在最大化設計領域，則有非常顯著的技術差距;二是技術融合程度低，相關的技術發展都以自己為主導，缺乏配合和融合的理念指導，往往取得的技術進步對另一方而言沒有實際價值。要解決這兩個問題，就要打破技術壁壘，加強融合研究，推動電氣自動化作為一個方向得到有效的發展。

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