電氣自動化在電氣工程中的應用研究

王香齡

[摘? ? 要]電氣自動化是一種綜合性較強的技術，需要多種技術協同進行，隨著電氣工程的快速發展，技術人員正不斷對電氣自動化技術深入研究，并在此基礎上逐步加強其在電氣工程的應用。基于此，本文詳細分析電氣自動化技術的優勢，并提出在電氣工程中具體的應用方式，以此提升電氣工程運行的穩定性與高效性，給予相關部門提供一些參考。

[關鍵詞]電氣;自動化;電氣工程

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–0–02

Application of Electrical Automation in Electrical Engineering

Wang Xiang-ling

[Abstract]electrical automation is a comprehensive technology， which needs a variety of technologies to cooperate. With the rapid development of electrical engineering， technicians are constantly studying electrical automation technology， and gradually strengthening its application in electrical engineering. Based on this， this paper analyzes the advantages of electrical automation technology in detail， and puts forward specific application methods in electrical engineering， so as to improve the stability and efficiency of electrical engineering operation， and provide some references to relevant departments.

[Keywords]electrical; automation; electrical engineering

電氣自動化的應用，在一定程度上降低了相關工作人員的勞動強度，還有效提高了工作人員的工作效率，在電氣工程中發揮了重要作用。隨著電氣自動化的不斷創新，電氣工程正快速發展，相關部門應重視電氣自動化的應用效果。

1 電氣自動化與電氣工程概述

1.1 電氣自動化

計算機技術的高精計算特點正不斷應用在各種領域中，與社會發展和日常生活緊密相連，而隨之形成的自動化技術在各領域中體現出巨大作用，尤其是在電氣工程中，還構建了PLC等電氣自動化相關學科，其具備的高效、智能以及失誤率低的特點，幾乎在所有的電氣工程中都已經應用。例如：車間自動化生產，集成電路自動化生產等，一套較為健全的自動化系統對于操作人員的專業要求極低，同時生產效率十分高效與安全。因此，工業化的發展與信息化的進步與電氣自動化技術的不斷創新聯系十分

緊密[1]。

1.2 電氣工程

現階段的電氣工程有兩種定義，主要分為傳統定義與現代化定義。傳統定義中，電氣工程的范圍包括研究或生產電氣、電子類的相關學科。傳統定義的電氣工程較為寬泛，其中電子與光子的領域是最為重要的關鍵點，是現階段信息化技術領域的前身，為工業化發展奠定了良好基石。而現代化定義主要是隨著信息技術與工業化的快速發展，電氣工程的范圍進一步擴大，計算機技術的進步給予電氣工程二次轉變的理念，計算機的融合為傳統的電子和光子領域提供了發展動力。因此，現代化定義下，電氣工程幾乎包括了現階段所有的電子和光子有關的領域。

2 電氣自動化的優勢

2.1 操作簡單

電氣工程在生產過程中，操作過程的簡易程度直接影響電氣工程的生產效率與質量。傳統的電氣工程生產操作較為復雜，在實際生產時，生產效率十分不穩定。其中主要由于電氣工程作為應用型工程，設備中的元件較多，控制系統復雜，操作人員無法全面掌握設備的操控程序，在綜合能力不足的人員操作下，極易發生生產事故。在電路工作領域，工程量龐大且結構復雜，日常維護保養操作時，為相關工作人員帶來較大的困難。伴隨計算技術而出現的電氣自動化技術會對電路的控制程序進行科學設計，并對路線開展合理布局，在嚴密的測試下，自動化的控制程序便能夠穩定投入使用。與傳統的人工控制系統相比，優勢十分明顯，最突出的一點是可以全面改進控制系統的結構，將所有的控制系統集中在同一計算機屏幕上，控制人員不需要到各控制系統的地點進行操控，工作壓力極大的降低，在一個地點便可以全面地掌握電氣工程的實時運行情況。

2.2 方便調控

在電氣自動化應用后，對于一些突然出現的系統漏洞，操作人員在自動化的判定中，能夠迅速明確漏洞的位置，并且可以使用計算機進行處理，改正程序漏洞，保障電氣工程實際生產的穩定性。在轉變生產任務時，需要改變大量的控制器數據參數，使用傳統的電氣工程對于轉變需要繁復的程序，過多的閥門，控制器的復雜結構，這些在操作人員手動轉變時極易出現誤差，進而影響生產效率。而電氣自動化可以有效地解決這類問題，需要轉變時，在自動化程序的控制下，操作人員只需要在控制計算機中輸入指定的程序代碼，相關設施可以迅速的完成生產任務的轉變，使調控過程簡易化，極大地提升工作效率。

2.3 一致性高

電氣工程的設備控制工作是最為重要的關鍵點，傳統的手工形式的控制系統缺點較多，最為突出一點為控制進度無法達到一致性標準，在一定程度上這是一個十分嚴重的問題。實際生產中，為應對突發問題與控制系統轉變時帶來的不穩定問題，雖然預留了充足的數據驗證區域，不過仍存在一些生產安全問題，嚴重時會造成電氣工程的工作質量下降。而電氣自動化的應用有效地緩解了電氣工程一致性不高的問題。在一些完善的工業生產中，大部分配備了自動化操作系統，例如：DCS系統等，借助這些自動化系統，操作人員能夠較為直觀的了解電氣工程整體的各閥門與控制器實際情況，并且可以通過自動化系統對所有控制單元進行控制，保證控制效果的一致性。這種自動化控制系統不受控制單位多、設備老化等問題的影響，一致性高是最為突出的優點。

2.4 全面監控

這一優勢主要在計算機的相關軟硬件發展情況下，保證了電氣自動化可以對電氣工程各環節的運行狀態全面實時監控。傳統電氣工程無法及時獲取整體系統的運行狀況，只能對較為重要的控制器數據進行監管，這樣處理方式在一定程度上具有十分嚴重的安全隱患，同時數據信息無法及時獲取，工作人員的相關工作也無法有效開展。而自動化控制主要使用電子系統調控各控制單元，并且還能夠進行實時監反饋給相關軟件中，操作人員通過軟件的作用實現遠程實時監控，隨時調取各項的數據信息進行了解分析，一些自動化軟件還具備預警功能，極大地提升了工作效率，保障了電氣工程穩定運行[2]。

3 電氣自動化在電氣工程中具體應用

3.1 電廠監測系統

現階段，對于一些大型的發電廠中較為分散的控制系統，若要實現電廠自動化控制，需要借助電氣自動化技術。尤其是提升電廠運行的自動化控制過程，電氣自動化核心系統與分布式監測功能的應用，在電廠系統中是最為重要的監測控制關鍵點。電廠電氣監測控制系統的設計方案中，整體系統與控制對象主要包括發電器、備用電源、變壓器等。其中，各設備的運行時的標準信號、異常信號以及各種設備參數都是監測系統的主要管理內容。在電力調度環節中，中心服務器、顯示器、工作站以及計算機控制程序網絡共同構建了整體的網絡系統，其中電力系統獨有的局域網絡處于電力調度區域的中心，以此可以實時監測電力系統的實際運轉情況，再結合所監測到數據信息對電力負荷預測，進而開展最合理的電力調度，實現電網自動化控制。此外對于發電環節設計的數據信息，也要加以監測，滿足電廠的運營標準要求。

整體的監測系統能夠全面監控電廠中所有的系統與設備。其主要運行方式是在現場監控單元進行數據信息采集，進而檢測出存在的故障、事件的狀態信息，并開展各類預處理措施，完善數據庫信息。此外，一些無法交流采集的參數，可以使用直流采集實現采集工作的有效性，操作人員還可以直接在工作站進行數據庫連接、編輯等工作。例如：系統屏幕中顯示電氣接線圖，詳細展示電氣工程的實時情況，同時也會展出各類設備的歷史參數信息。

3.2 繼電自動保護

變電站在電氣自動化的幫助下，能夠完成繼電保護等自動化控制工作，由于計算機監控本身具備同步功能，自動化系統與變電站系統之間可以無縫連接，以通信的方式開展各種自動化操作。例如，現階段的變電站運行過程，應用電氣自動化主要是為了代替人工的監控方式，以智能化的設備完成全方位實時監控工作，具體過程應全面使用計算機電纜，代替電力信號電纜，以此實現自動化監控運行與記錄[3]。

繼電保護。近些年的網絡繼電器元件主要保護有輸電線，母線以及一些在線監測裝置，這些裝置保護機制以單獨組網的方式控制發電與電壓情況等。比如：繼電保護中的自動電壓控制就是在穩定的運行情況下，監視電網無功電壓并且在線進行優化計算，進而開展分層調節電源，以此實現在安全電壓約束下的無功潮流運行。當前自動化控制系統與實地裝置間能夠實現自動閉環控制，有效讓電壓在規定的標準范圍內運行，還能夠讓電能質量與系統安全全面達到穩定。

3.3 建筑供配系統

建筑供配電的電氣自動化系統設計主要包括照明、防雷接地、配電等。若要以電氣自動化技術做為設計基礎，需要明確規劃常見的技術參數。

現階段的高層建筑中，需要預先計算好電力負載情況再進行分級處理，以此完成整體配電設計。其主要目的是滿足高層建筑較為穩定的用點需求，設計標準應嚴格按照低壓配電設計的相關標準開展。當前高層建筑的高度較高，用點人數較多，電力需求量較大，需要十分精密的電力負載計算，可以使用系數法精確計算單相電氣的參數，而對于商用的建筑，還需要結合公共區域的照明用電，電梯用電以及車庫供電等的情況，這些用電數據的算法具有一致性，可以借助相關電力線路的數據信息[4]。

計算完成負載電路后，還需要對短路電流進行相關計算，現階段的城市建筑的配電過程中經常出現短路情況，通常分為3種情況：單相電路、兩相電路、三相電路。建筑電氣設計過程中，一定要對短路電路進行精準計算，特別是三相電路。其中使用的計算方法有對稱分量法和短路容量法等。

建筑物種的電氣工程設計時，還需要對供配電的相關設備進行選擇，例如：變壓器的選擇，高層的建筑通常電力需求較大，在高層建筑中安設變壓器會直接接入電網中，這種連接方式對變壓器帶來嚴重的不良影響，極大地提升變壓器的損耗速度。基于此，設計時應明確變壓器的容量，工作模式以及相關參數等，并結合高層建筑的實際用電情況，預判電網的負荷情況，以此保障高層建筑中的供電穩定。

4 結束語

現階段大部分電氣工程中都已經運用電氣自動化技術，促使電氣工程實現集成化管理，進而保證了電氣工程的安全穩定性，不過目前的電氣自動化正處于起步階段，一些技術還不夠完善，需要技術人員不斷深入創新研究，不斷結合先進技術，推動電氣自動化技術向著多元化發展。

參考文獻

[1] 關文博.電氣自動化技術在電氣工程中的應用研究[J].環球市場，2020（6）：341.

[2] 金月.論電氣自動化在電氣工程中的應用研究[J].設備管理與維修，2020（12）：52-54.

[3] 楊帆，錢東，吳志強，等.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用探討[J].科學技術創新，2020（18）：18-19.

[4] 鄒健.探討電氣自動化在電氣工程中的應用[J].商品與質量，2020（3）：79.