電氣工程中自動化技術的應用研究

河南師范大學國際教育學院 王 涵 李 哲 姚 興

現代科技的發展促進了各行業的進步，自動化技術是其中的佼佼者，其運用也越來越廣泛，對于電氣工程的發展起著重要的作用。它的有效應用，加快了電氣工程自動化控制的進程，在運行效率方面更是遠超以往，而人工和設備維護的成本卻降低了很多。關于電氣自動化技術系統的設計，需要相關的工作人員熟練掌握它的理論知識、技術特點等，并且借助于現代電子信息技術，實現技術的創新。電力工業和自動化技術之間相互依存、相互促進，電力工業因為自動化技術得以快速發展，自動化技術因為在電力工業的中的應用而不斷完善。

電氣自動化技術對人們的日常生活、社會經濟建設和國家發展都作出了貢獻。因此，其在電氣工程中的應用應引起重視。可以說，電氣自動化在電氣工程中的應用在一定程度上促進了電氣工程的發展。所以，自動化技術能否在電氣工程中得到有效的應用，就顯得尤為重要。

1 電氣自動化介紹

作為電氣工程的一個重要分支，電氣自動化的運用十分廣泛，小到電氣開關設計，大到航空航天領域，都能看到它的身影。電力作為重要的能源，大到國家的發展，小到個人的使用，都離不開它。為此，我們應該繼續加大對電氣自動化技術應用的研究，以促進國民經濟與生活水平的提升。電氣自動化的優勢在于減少了人工的參與，保證了電氣設備的安全性和穩定性。本文就電氣自動化的技術特點進行深入分析，圍繞它的優勢和缺點展開討論，并且對其在電氣工程中的應用情況進行了研究。

2 電氣自動化技術的特點

2.1 電氣自動化技術的應用范圍廣泛

科技的飛速發展使得電氣元件不斷更新，人們對電力的需求也在不斷增加。為了滿足人們的需求，已經開發出了許多新的電氣部件并將其用于相關設備中，這極大地促進了電氣自動化的發展。同時，電氣自動化已連接到網絡，從而大大提高了其準確性和效率。人們可以通過使用網絡中的自動化軟件程序來優化電氣自動化，也可以將自動化應用于硬件設施，以使與硬件設施有關的設備更加完善。

2.2 電氣自動化技術的一致性

傳統的電氣技術和當前的電氣自動化技術區別很大。在過去的生產中，當操作相關設備時，會因為環境和條件的不同，產生不同的控制效果。比如，工人 在操作機器時，因為操作的失誤使得設備出現故障，運行受阻。在操作過程中發生錯誤，將對整個生產過程造成致命影響，并且無法達到預期的效果。在電氣自動化的長期運用中發現其一個重要的特征就是一致性。分析不同情況下的自動化，使得其一致性得到保證，包括功率和輸出功率的一致性，最終實現預期的效果。

2.3 電氣自動化技術對電子技術有一定的依賴性

自動化的實現主要是通過電子設備的工作來完成，而電子設備使用網絡將其連接到工作中。電子技術的發展在自動化之前就比較成熟了，這為電氣自動化的發展提供了基礎支持，它可以轉換計算結果以方便電氣自動化接收相關信號的要求。不難看出電子技術在電氣自動化中扮演重要角色，是實現電氣自動化的重要前提。

3 電氣自動化技術的優缺點

3.1 電氣自動化技術的應用優勢

當前，我們已經解決了不能精確地控制運動中的受控對象的問題。目前，工程師已經在自動化領域成功開發了智能控制程序，這使得電氣系統自動化的計算和分析能力不斷提高。另外，相關從業人員職業素質的提升，可以提升有關機械設備的運行效率，使得其在更多的行業中得到運用。

3.2 電氣自動化技術應用的弊端

首先，電氣自動化對環境的要求比較高，使用銅芯絕緣導體連接是基本要求，并且在其中不能看到有雙線電線的使用。其次，電氣自動化系統雖然使操作過程變得更加簡單，但是無法控制對象以實現復雜的動作。

圖1 電廠分布式監控系統圖

4 電氣自動化技術在電氣工程中的應用

4.1 電氣自動化技術在電廠中的應用

基于電廠發散監控系統，自動控制的實施是電氣工程自動化的重要性能。電廠分布式監控系統主要采用分層分布方式。數據通信網絡、以太網、控制單元和操作工作站是其重要組成部分。如圖1所示。

過程控制單元可以實現電、熱點和脈沖的輸入和輸出。同時，它輸出操作參數和狀態并起到檢測、控制和保護系統的作用。在發電廠的分布式監控系統中，電氣自動化具有許多應用，例如總線、輸入、輸出、主控制等。在工作站運行期間，可以發出過程控制命令，并且可以將重要信息傳輸至控制單元。

4.2 電氣自動化系統在供配電系統中的應用

在供電和配電中，合理使用當前先進的自動化技術可以促進我國電網功能的改善，并保護電網的平穩運行。在供電和配電系統中，分層分布式自動監控技術的應用廣泛，使得信息收集的完整性得到了提升，電力系統運行的安全性和穩定性也得到了保證。

4.3 電氣自動化技術在電網調度中的應用

現階段，在中國電力工業的建設和發展中，電力資源分配不均現象比較普遍，導致區域經濟差異明顯。根據2018年度調查可知，電力資源分配差異巨大，如表1所示。

表1 2018年全國主要城市、主要省市電力余缺表

因此，電氣自動化在電網調度中的應用可以為技術人員提供全面準確的系統運行數據，幫助相關人員準確分析和有效處理重要數據，并嚴格控制和規范電氣設備的運行。電力調度自動化的核心是基于計算機網絡系統實現電力網絡服務的調度和監控，并在電力網絡的支持下將電站、發電廠、調度中心和工作站的各種服務集成在一起，提高網絡調度的自動化水平。

4.4 電氣自動化技術在變電站中的應用

變電站在電力長距離傳輸中充當了重要角色，電源是否穩定和變電站的運行質量息息相關。以往的變電站管理技術，已不能適應現代電網運行的基本要求。所以變電站管理需要往自動化方向發展，這也是實現現代電網自動化和智能化的基礎。變電站中運用電氣自動化可以在運行成本、安全性、可靠性方面得到有效的保障。借助互聯網技術和自動化，變電站的遠程監控具有非常積極的意義。系統管理員還可以使用遠程監視技術來有效降低故障率，減少故障排除時間并縮短故障時間，提高了供電質量。

5 電氣工程自動化技術的應用方向

在電氣工程發展的過程中，電氣工程企業想要得到進一步的發展，就需要根據目前市場對于電力的需求合理的選擇電氣自動化技術，并將其應用在企業操作流程中。目前在我國電氣工程實際應用中，自動化技術的應用類型可以劃分為三種類型，分別為實時仿真系統自動化技術、綜合自動化技術以及人工智能電氣自動化技術。

5.1 實時仿真系統

電氣工程市場在不斷發展，自動化技術和電氣工程也越來越密不可分。對于電氣工程企業而言，為了進一步提升相關電力系統的運行效率和穩定性，就需要實時仿真系統的幫助。如圖2所示。

在電氣工程開展的過程中，實時仿真系統針對電氣工程的需求為電氣工程企業提供全方位綜合性的仿真模擬場景。通過仿真模擬場景，電氣工程企業能夠對電氣工程提前展開相關的模擬實驗，通過仿真模擬實驗，在后續電氣工程運行中，電氣工程企業的工作人員就能夠及時對各類可能發生的問題制定相關的改善措施，提升電氣工程的運轉穩定性、安全性。除此之外，實時仿真系統還能夠對電氣工程的運轉狀態展開全方位全天候的實時監控，通過實時仿真系統，電氣企業的管理質量以及管理效率能夠得到顯著的提升。

5.2 人工智能電氣系統

為了確保居民的用電安全，電氣工程企業必須采取相應的措施定期檢查電氣工程的運行情況。隨著電力系統復雜程度的提升，傳統的人工檢測已不再適用于現階段的檢測工作，取而代之的是更加便捷和高效的人工智能電氣系統。在電氣工程運轉的過程中，通過人工智能電氣系統，電氣工程企業能夠全天候無死角的對電氣工程的運行情況展開檢測，及時發現存在的問題，保障電氣系統的穩定運行。隨著人工智能技術的進一步發展，未來人工智能電氣系統在電氣工程之中的應用會越來越廣泛。

5.3 綜合自動化技術

綜合自動化技術的主要作用是對電力系統保護裝置的運行狀態進行探查。隨著電氣工程的進一步發展，電氣工程的技術含量也在不斷提升。為了確保電力系統的穩定運行，在電氣工程建設過程中，電氣工程企業通常會選擇多種方式保障電力系統的穩定運行。為了確保電氣系統保護裝置的穩定運行，電氣企業需要合理有效的利用綜合自動化技術，使得電力系統的安全性得到提升。

圖2 電氣實時仿真系統模擬圖

結束語：目前，電氣工程體系因為多種自動化技術的應用得到了完善，該體系作為電氣工程的核心，保障了我國電氣工程的整體運行質量,如出現故障，將會導致嚴重的安全事故。所以，我們更應加強對電氣自動化的研究，并加以改進、完善、創新和發展，使它能夠為我國電氣工程做出貢獻。