電氣自動化在電氣工程中的融合運用分析

韓井利（1974.01.13-），男，漢族，吉林九臺，本科，電氣工程師，研究方向：電氣自動化。

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電氣工程項目的興建呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的勢頭。在電氣工程中，電氣自動化技術(shù)因其廣泛的應(yīng)用而變得不可或缺，尤其是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為載體的電氣自動化。本文對電氣自動化在電氣工程中的融合運用進行了系統(tǒng)分析，并對其中的設(shè)計理念和具體應(yīng)用情況進行了全面地闡述。最后，本文還指出了融合運用中存在的不足，并明確了其發(fā)展的方向。希望這些分析對當(dāng)前的電氣工程建設(shè)能有一定的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；電氣工程；融合；運用

一、引言

隨著計算機及自動控制相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，他們對各個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響。在這些技術(shù)的影響下，一些傳統(tǒng)工程領(lǐng)域的性能和功能得到了大幅提升。電氣自動化技術(shù)作為其中之一，在近年來取得了顯著的發(fā)展。特別是電氣自動化與電氣工程的充分融合，進一步提升了電氣工程的整體效能。尤其值得一提的是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，徹底改變了電氣工程的建設(shè)方式。因此，研究和實踐電氣自動化與電氣工程的融合運用具有重要的現(xiàn)實意義。

二、電氣自動化概述

近年來，電氣自動化技術(shù)得到了顯著發(fā)展，推動了電氣工程科學(xué)的進步。目前，電氣自動化的應(yīng)用已經(jīng)廣泛涵蓋了各個領(lǐng)域，成為許多高新技術(shù)的重要組成部分，在國民經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著巨大的作用和積極的影響。具體而言，與電氣工程相關(guān)的各個應(yīng)用領(lǐng)域，如系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗技術(shù)、研制開發(fā)、經(jīng)濟管理、電子與計算機技術(shù)應(yīng)用等，都離不開電氣自動化技術(shù)的有效應(yīng)用。從本質(zhì)上看，電氣自動化屬于電氣領(lǐng)域的新興科學(xué)，是以電氣工程與信息技術(shù)為基礎(chǔ)建立形成的新型電氣工程工作模式。因其重要性，可以將其視為衡量電氣工程建設(shè)水平的標準。

借助電氣自動化的發(fā)展，電氣工程建設(shè)水平也得到了顯著改善。電氣自動化與電氣工程的融合是非常關(guān)鍵的內(nèi)容，其融合程度將直接影響電氣自動化應(yīng)用的質(zhì)量。但根據(jù)實際情況發(fā)現(xiàn)，融合應(yīng)用不佳的情況還比較普遍，導(dǎo)致電氣自動化和電氣工程的綜合效能未能得到充分發(fā)揮。因此，要實現(xiàn)電氣自動化技術(shù)的功能，強化融合是非常必要和關(guān)鍵的條件。

三、電氣自動化在電氣工程中的設(shè)計

作為電氣工程的重要組成部分，電氣自動化的設(shè)計需要充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，以實現(xiàn)對電氣工程的有效控制和運營管理。在電氣自動化的設(shè)計中，主要可以從以下三個方面進行實際運用和設(shè)計。

（一）遠程管理設(shè)計

遠程管理是基于計算機網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)功能支持發(fā)展形成的電氣自動化應(yīng)用模式，是目前電氣工程智能化管理的基本設(shè)計理念。在該系統(tǒng)中，操作人員可以通過計算機對整個電氣系統(tǒng)設(shè)備運營狀態(tài)進行監(jiān)控，并通過輸入指令對這些設(shè)備進行控制和管理。這種設(shè)計所形成的交互性極大方便了用戶對電氣設(shè)備的使用，還可以大幅降低安裝和維護成本，提高設(shè)備的使用質(zhì)量。然而，遠程管理設(shè)計對電氣工程系統(tǒng)的信息處理能力有較高要求，同時對無線等通信方式的信號質(zhì)量也有較高要求。如果這些方面不能達到標準，將會造成遠程管理系統(tǒng)監(jiān)管效果較低的情況，甚至?xí)斐呻姎庀到y(tǒng)運營安全隱患。因此，在大型電氣工程中，比如大型電力工程，在電氣自動化遠程管理相關(guān)的設(shè)計方面需要采取更加穩(wěn)健的設(shè)計方案，以提升系統(tǒng)的安全性。

（二）集中化監(jiān)控設(shè)計

集中化監(jiān)控是電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的一個重要應(yīng)用，其目的是通過在一個監(jiān)控系統(tǒng)中對所有電氣工程設(shè)備的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，實現(xiàn)對運行項目的整合監(jiān)控，從而有效監(jiān)督電氣工程的運行狀態(tài)。集中化監(jiān)控對設(shè)備要求相對較低，操作也非常簡便，可在系統(tǒng)的運行管理和檢修維護中發(fā)揮重要作用。

集中化監(jiān)控是遠程監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能之一，可以與其他信息處理功能進行整合，提升信息處理能力和監(jiān)管保障水平。通過集中化監(jiān)控，電氣工程可以有效降低成本、提升自動處理能力、減輕人員勞動強度。整個電氣工程的運營更加規(guī)范、有序和健康，能夠更有效地適應(yīng)電氣工程系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備共同工作的實際需要。目前，集中化監(jiān)控是電氣工程建設(shè)中最基本的要求，也是電氣自動化技術(shù)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)保障。

（三）現(xiàn)場總線監(jiān)控設(shè)計

現(xiàn)場總線監(jiān)控設(shè)計方式是電氣自動化領(lǐng)域的一項重要技術(shù)內(nèi)容，在我國的電氣工程中得到廣泛應(yīng)用。這項技術(shù)通過對電氣系統(tǒng)中不同工作模式的間隔性技術(shù)進行充分控制，實現(xiàn)整個電氣工程系統(tǒng)的有效兼容和功能整合。采用現(xiàn)場總線監(jiān)控設(shè)計方式不僅提升了電氣工程系統(tǒng)的整體性，還顯著提高了工作效率。對于大型電氣工程系統(tǒng)來說，現(xiàn)場安裝是一種常見的建設(shè)方式。它可以持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)電纜的連接，將電纜和設(shè)備調(diào)整到最佳狀態(tài)。這有利于在控制工程成本，節(jié)約成本的同時，提高整個系統(tǒng)的工作效率。此外，現(xiàn)場總線監(jiān)控模式減少了電氣工程端子柜的需求量，增加了空間利用率，還提升了電氣工程的工作效益。通過現(xiàn)場總線監(jiān)控設(shè)計，電氣工程的安全性得到了更充分的保障，使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠和高效。

四、電氣自動化在電氣工程中的融合應(yīng)用

電氣自動化在電氣工程領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用需要在技術(shù)融合方面做好充分準備，以確保應(yīng)用的有效性和效率。為了實現(xiàn)這一目標，需要通過合理選擇應(yīng)用模式來促進更強的系統(tǒng)兼容性，并由相關(guān)的電氣工程系統(tǒng)設(shè)計方、建設(shè)方和用戶共同參與來實現(xiàn)最大性價比的融合應(yīng)用水平。

（一）電氣自動化在電氣工程中的實現(xiàn)方式

電氣自動化在電氣工程中的實現(xiàn)方式主要包括兩種：一種是計算機控制的全自動控制操作模式，另一種是人機交互共同參與控制的半自動操作模式。這兩種實現(xiàn)模式各有特點，可以根據(jù)實際工程需要選擇具體的實現(xiàn)方式。

在計算機自動控制、調(diào)節(jié)及操作模式下，電氣工程系統(tǒng)的運營嚴格按照事先設(shè)計好的控制指令進行。控制信息可以通過有線和無線信道進入中心管理系統(tǒng)，并執(zhí)行控制操作命令，進而對系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備進行控制和調(diào)節(jié)。計算機可以轉(zhuǎn)換和設(shè)置系統(tǒng)中的電氣設(shè)備工作模式，比如報警信號復(fù)歸、設(shè)備開閉、修改操作限制和整定值賦值等。

而在人機交互半自動控制模式下，電氣工程系統(tǒng)中的一些運行操作需要人工和計算機共同完成。系統(tǒng)可以提供開放式的開發(fā)功能，能夠在系統(tǒng)升級時進行程序編寫，提高系統(tǒng)的工作效率和運行兼容性。操作人員可以根據(jù)需要調(diào)整視窗、修正系統(tǒng)參數(shù)定值、對設(shè)備進行實時監(jiān)控，并將相關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)保存成文檔或者直接打印。整個系統(tǒng)的功能開發(fā)非常便捷，而各種電氣設(shè)備的運行狀態(tài)也以畫面形式進行直觀顯示，方便操作人員了解系統(tǒng)的整體運行狀態(tài)。這些控制操作不僅針對系統(tǒng)運營狀態(tài)，還包括監(jiān)控管理等其他控制內(nèi)容。

（二）電氣自動化在電氣管理中的融合應(yīng)用

為了實現(xiàn)電氣自動化技術(shù)在電氣管理中的融合應(yīng)用，需要充分展現(xiàn)電氣自動化技術(shù)在自動處理方面的功能性優(yōu)勢，以獲得應(yīng)用融合的最佳效果。在電氣管理過程中，需要針對多種復(fù)雜情況做出有效判斷，這要求功能的編程和調(diào)試工作十分重要。電氣自動化技術(shù)的優(yōu)勢可以在軟件編程中體現(xiàn)，以提升應(yīng)用管理的多樣化要求。在電氣自動化技術(shù)的融合應(yīng)用中，它能夠完成電氣流量、溫度、壓力等重要電氣參數(shù)數(shù)據(jù)的獲取，并依據(jù)這些數(shù)據(jù)進行設(shè)備狀態(tài)檢測，進而實現(xiàn)輸出控制功能。通過電氣自動化技術(shù)，可以對設(shè)備進行精確控制和管理，以滿足設(shè)備管理的要求。

此外，通過數(shù)據(jù)獲取和檢測，電氣自動化技術(shù)能夠保證系統(tǒng)運行的準確性和可靠性。在電氣管理中，為了提高電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，操作人員必須嚴格遵守操作規(guī)程，避免不專業(yè)行為可能導(dǎo)致的安全風(fēng)險。同時，保證數(shù)據(jù)的獲取和檢測質(zhì)量也是非常重要的。為了實現(xiàn)電氣自動化技術(shù)在電氣管理中的有效應(yīng)用，還需要建立健全的管理制度和標準，以確保系統(tǒng)管理效率達到預(yù)期要求。

（三）電氣自動化在分散測控中的融合應(yīng)用

在電氣工程中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有重要意義和影響。通過電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于分散測控系統(tǒng)，以以太網(wǎng)、工作站、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式作為過程控制單元的應(yīng)用基礎(chǔ)，電氣自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用分層結(jié)構(gòu)構(gòu)建。在分散測控時，網(wǎng)絡(luò)工作站的運行模式主要包括工程師模式和運行員模式。工程師工作站負責(zé)對各分散測控系統(tǒng)進行診斷和維護。而運行員工作站則必須按照職能對工作種類進行劃分，以確保分散測控的安全性和穩(wěn)定性得到有效落實。

（四）電氣自動化與繼電保護裝置的融合應(yīng)用

繼電保護裝置在電氣工程中是必不可少的設(shè)備，其主要功能是保護電氣系統(tǒng)，防止設(shè)備故障、過載、短路等情況對電氣系統(tǒng)造成更大的損害。通過與電氣自動化的融合應(yīng)用，繼電保護裝置能夠在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，立即發(fā)出警示信號，并迅速切斷線路中的各種電氣裝置，提高系統(tǒng)判斷的準確性，避免傳統(tǒng)繼電保護裝置容易出現(xiàn)的誤動和拒動等情況。

具體實現(xiàn)方式是通過對繼電自動化裝置的實時監(jiān)測，準確把握電氣系統(tǒng)中所有電氣設(shè)備的運行狀態(tài)。同時，基于電氣自動化的遠程控制等功能，系統(tǒng)還可以進行長時間帶電作業(yè)，增強整個系統(tǒng)的功能。

在正常工作狀態(tài)下，繼電保護裝置能夠有效地發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)中所有線路或電氣設(shè)備的異常運行，并判斷是系統(tǒng)故障還是其他情況。借助電氣自動化融合應(yīng)用，繼電保護裝置還可以增強對特定電氣設(shè)備或線路的監(jiān)測能力，通過實時監(jiān)測提供更高質(zhì)量的保護。一旦檢測到電氣設(shè)備或線路發(fā)生故障或異常，繼電保護自動化裝置會立即按照設(shè)定的程序進行救援操作，保證執(zhí)行效率并最大程度地避免故障損害擴大。

（五）電氣自動化技術(shù)在變電站電氣工程中的融合運用

在電氣工程電力系統(tǒng)中，變電站是非常關(guān)鍵的電力變電中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)。變電站涉及復(fù)雜的電氣自動化技術(shù)內(nèi)容，對電氣自動化的融合運用有很高的要求。

為了實現(xiàn)電氣自動化裝置的功能設(shè)定，變電站配備了具備綜合功能的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)將自動裝置、信號系統(tǒng)、繼電保護和測量儀表等設(shè)備在應(yīng)用功能方面充分融合，通過重新組合和功能設(shè)計來實現(xiàn)整體性能的優(yōu)化。該系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€變電站中各種設(shè)備的運行信號進行監(jiān)測、控制、調(diào)度、測量和通信處理等。

變電站所需的電氣自動化技術(shù)的核心是計算機技術(shù)和通信技術(shù)。同時，針對變電設(shè)備及其輔助系統(tǒng)、輸配電線路等，還采用了先進的現(xiàn)代電子技術(shù)。通過充分利用這些設(shè)備和技術(shù)，變電站綜合自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)小型化、智能化和操作便利等一系列優(yōu)點。這些優(yōu)點對于變電站的正常運營、工作狀態(tài)下的安全穩(wěn)定性以及運營管理成本的控制等方面都非常有幫助，為整個變電站提供了技術(shù)保障措施。

五、基于互聯(lián)網(wǎng)的電氣自動化技術(shù)融合應(yīng)用發(fā)展

為了保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，電氣自動化技術(shù)得到充分應(yīng)用并發(fā)揮關(guān)鍵作用至關(guān)重要。電氣自動化技術(shù)最大的優(yōu)勢在于其快速準確的反應(yīng)能力，相比傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)，它能夠更準確地執(zhí)行各項功能和任務(wù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及其在電氣工程中的應(yīng)用，電氣自動化技術(shù)的融合效能也得到了極大提升，尤其是與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的電氣自動化裝置的實際應(yīng)用，使整個電氣工程性能得到了質(zhì)的飛躍。

基于互聯(lián)網(wǎng)的電氣自動化裝置可以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，大大節(jié)約人力物力成本，同時提高系統(tǒng)工作效率。它能與全球定位系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)融合應(yīng)用，快速報警并定位疑似故障部位，對各種異常情況進行準確報警，提高系統(tǒng)檢測和反饋效率。盡管相關(guān)技術(shù)目前尚未成熟，實際運用可能引發(fā)一些問題，例如繼電保護誤動作等，但在實際建設(shè)和運用中，可以根據(jù)具體情況選擇更穩(wěn)定的技術(shù)和保障方式。

電氣自動化裝置對計算機工作環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量有較高要求，系統(tǒng)的穩(wěn)定性必須得到充分保障，因此在實際建設(shè)中，設(shè)備的質(zhì)量和穩(wěn)定性是關(guān)鍵。此外，電氣自動化裝置還需要具備抗雷擊和抗電磁輻射等能力，目前主要采用外加防護措施來防止電磁干擾，但其整體效果有限，增加了建設(shè)成本。

盡管基于互聯(lián)網(wǎng)的電氣自動化技術(shù)在實際應(yīng)用中還比較有限，主要在一些弱電應(yīng)用領(lǐng)域或?qū)Ψ€(wěn)定性要求不高的地方使用，但它在電力工程系統(tǒng)中仍有巨大的發(fā)展空間。未來的發(fā)展方向包括提升相關(guān)設(shè)備性能，使電氣自動化裝置及附屬設(shè)備能夠更穩(wěn)定運行，以及通過整體性能的提升實現(xiàn)電氣工程質(zhì)量的顯著優(yōu)化。

六、結(jié)束語

綜上所述，電氣自動化技術(shù)已經(jīng)在電氣工程中得到廣泛應(yīng)用，對整個系統(tǒng)的功能和效率都產(chǎn)生了巨大的拓展和提升。在具體的融合應(yīng)用過程中，需要充分結(jié)合電氣工程應(yīng)用需要，并在具體管理等環(huán)節(jié)進行強化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣自動化中有著重要的影響，是實現(xiàn)遠程管理和控制的必要條件。基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電氣自動化技術(shù)融合應(yīng)用具有極大的發(fā)展?jié)摿ΑＮ磥恚陔姎庾詣踊夹g(shù)的發(fā)展中，應(yīng)結(jié)合具體需求，加強系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)方面的探索，并在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用中不斷創(chuàng)新，以實現(xiàn)更加可靠、高效和安全的電氣工程系統(tǒng)。

作者單位：韓井利 長春財經(jīng)學(xué)院

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