電氣工程中電氣和自動化設(shè)計的融合應(yīng)用研究

趙勁博　付長有

摘 要：本文深入探討了電氣工程與自動化設(shè)計融合應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容，基于對這些內(nèi)容的深入探討，得到有關(guān)電氣自動化設(shè)計的相關(guān)知識體系和實踐基礎(chǔ)，對于相關(guān)設(shè)計工作也是非常重要的發(fā)展方向，應(yīng)該予以高度重視。

關(guān)鍵詞：電氣工程;電氣自動化;融合

1 我國電氣與自動化設(shè)計融合應(yīng)用現(xiàn)狀

我國電氣自動化存在的代表性問題主要表現(xiàn)在三個方面：一是技術(shù)應(yīng)用不成熟，主要是各種技術(shù)發(fā)展參差不齊，技術(shù)層面難以形成有力的互相支持和共同促進的發(fā)展效果。二是外部運行環(huán)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(dǎo)致對電網(wǎng)建設(shè)實現(xiàn)更高的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，國家各地區(qū)的電網(wǎng)工作穩(wěn)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(huán)境考驗。三是一些關(guān)鍵技術(shù)難題未能有效解決，比如防雷以及抗電磁干擾方面，就還沒有得到很好地解決。而這些問題的存在將導(dǎo)致電氣自動化設(shè)備的工作穩(wěn)定性非常差，因此，加大相關(guān)技術(shù)融合的研究是非常必要的突破。

2 電子工程領(lǐng)域電氣和自動化設(shè)計的融合應(yīng)用分析

在電子工程建設(shè)領(lǐng)域，電氣與自動化的融合設(shè)計是比較普遍的應(yīng)用領(lǐng)域，但在實際的設(shè)計和應(yīng)用過程中，常常因為某些原因?qū)е氯诤铣潭炔桓叩膯栴}。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(shù)的實施應(yīng)用產(chǎn)生較大的負面影響。因此，必須從設(shè)計理念和實際應(yīng)用等環(huán)節(jié)，進行深入分析，推動融合技術(shù)取得更大的技術(shù)應(yīng)用效果。

2.1 電氣自動化設(shè)計相關(guān)理念

在所有的電氣自動化設(shè)計中，都需要首先確定其設(shè)計理念，以此為指導(dǎo)原則，完成相關(guān)的設(shè)計工作，這樣得到的設(shè)計結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)才可以滿足實際的應(yīng)用效果。具體來說，電氣自動化設(shè)計通常需要堅持三個設(shè)計理念，下面分別加以闡述。

2.1.1 集中化設(shè)計

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

2.1.2 遠程化設(shè)計

因為整個工程中需要接入大量的電纜等設(shè)施，這樣可以驅(qū)動電力系統(tǒng)運行。但過多電纜會造成系統(tǒng)的所負擔(dān)的各種壓力，進而導(dǎo)致運行穩(wěn)定性以及安全性方面的損失。基于遠程設(shè)計方法的運用，可有效解決電氣電纜對于整個系統(tǒng)的實際依賴性。但此應(yīng)用盡管可以大幅降低電纜的使用規(guī)模，但也使得信息處理設(shè)備數(shù)量顯著增加。因此，該設(shè)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。

2.1.3 現(xiàn)場總線式設(shè)計

現(xiàn)場總線屬于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)范疇，是信息化發(fā)展和應(yīng)用的具體體現(xiàn)，以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)的自動化設(shè)計可以更具針對性。在整個工程建設(shè)過程中，在不同階段采用不同的設(shè)計技術(shù)，可以確保功能的總體穩(wěn)定性。采用現(xiàn)場總線設(shè)計的技術(shù)理念，不但可實現(xiàn)遠程進行設(shè)計的便捷性優(yōu)勢，而且該技術(shù)的擴展性非常好，目前已是電氣工程建設(shè)領(lǐng)域比較常用的設(shè)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(shè)計的具體融合運用，主要從三個方面進行相應(yīng)的處理，以取得設(shè)計預(yù)期是應(yīng)用效果。

2.2.1 電氣自動化與繼電保護技術(shù)的融合運用

自動化技術(shù)融合運用于繼電保護，這是目前比較常見的融合應(yīng)用方式，其設(shè)置目的主要針對安保裝置的檢測等功能，簡而言之，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生某故障，有關(guān)該故障的具體信息會經(jīng)通信單元送抵控制中心，同時切斷電源并報警。根據(jù)設(shè)計的初始功能，電氣自動化的設(shè)計可使整個過程功能發(fā)揮更加準(zhǔn)確高效。在實際的電氣工程建設(shè)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(jiān)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。

2.2.2 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(tǒng)可以有效提升其工作的效率和穩(wěn)定性，所融合的自動化控制技術(shù)術(shù)語高精度和高效率兼?zhèn)涞淖詣涌刂企w系。變電站內(nèi)的各種電氣設(shè)備，其工作的復(fù)雜性較高，而且處于相對危險的環(huán)境中，并不適合工作人員在運行狀態(tài)下進行人工控制。自動化技術(shù)融合應(yīng)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(tài)更加穩(wěn)定、安全，一旦發(fā)生任何故障或危險問題，自動化體系會自動進行接管設(shè)備的管理控制，使得變電站不發(fā)生更大的風(fēng)險問題。由此，其智能化和自動化的優(yōu)勢得以凸顯，也因此成為工程建設(shè)過程中必不可少的技術(shù)內(nèi)容。

2.2.3 調(diào)度網(wǎng)中采用的自動化融合技術(shù)

對于電能及信號的管理，需要進行調(diào)度管理，在整個網(wǎng)絡(luò)中廣泛運用融合自動化技術(shù)，通常可以包括一些常用的電氣設(shè)備，比如中心服務(wù)器、打印機設(shè)備、預(yù)警設(shè)備等，利用這些設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的職能發(fā)揮，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動控制。電氣自動化技術(shù)可以自動完成客戶的用電情況測量，并基于測量結(jié)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(tǒng)高質(zhì)量的服務(wù)。利用內(nèi)置的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備，可在最短時間獲知網(wǎng)絡(luò)實際調(diào)度情況，對業(yè)務(wù)人員做出具體的任務(wù)提示，確保系統(tǒng)運營的穩(wěn)定和安全性。

3 結(jié)束語

綜上所述，我國的電氣工程在電氣自動化技術(shù)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(xiàn)就是融合難以達到應(yīng)有的密切程度。其問題源于兩個方面：一是技術(shù)發(fā)展不均衡，在電氣技術(shù)方面技術(shù)能力相對較強，但在最大化設(shè)計領(lǐng)域，則有非常顯著的技術(shù)差距;二是技術(shù)融合程度低，相關(guān)的技術(shù)發(fā)展都以自己為主導(dǎo)，缺乏配合和融合的理念指導(dǎo)，往往取得的技術(shù)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(shù)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(fā)展。

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