談電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

王明宇

摘要：電氣自動(dòng)化技術(shù)作為一項(xiàng)知識(shí)密集型技術(shù)，其需要工程師有著較高的技術(shù)水平。電氣自動(dòng)化是電氣工程中的一個(gè)分支，全稱為電氣工程及其自動(dòng)化，其在各個(gè)行業(yè)都有著非常廣泛的應(yīng)用，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，電氣工程的組成部分越來越繁雜，高新技術(shù)在生產(chǎn)、科研和生活中的應(yīng)用如：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，高科技通訊系統(tǒng)等的推廣應(yīng)用，使電氣工程所占的位置越來越重要。筆者結(jié)合自身工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、電氣自動(dòng)化應(yīng)用的構(gòu)成形式、電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用以及電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)等方面對(duì)電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，供同行參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；電氣工程；發(fā)展趨勢(shì)

一、傳統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)和自動(dòng)化設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)和特點(diǎn)

按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造方式提供的電氣設(shè)備其控制、保護(hù)和計(jì)量主要由分立的、機(jī)械的、物理的方式和部件來完成，其相互之間的功能組合構(gòu)成達(dá)到用戶要求的配電產(chǎn)品。與其對(duì)應(yīng)的完全由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通過軟硬件組態(tài)達(dá)到用戶要求的系統(tǒng)控制管理功能。上述兩類設(shè)備分別由不同類的制造商提供，界限徑渭分明，它們由項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場信號(hào)條件和統(tǒng)一的控制管理原則劃定互聯(lián)的明顯界面，進(jìn)行協(xié)調(diào)連接。電氣設(shè)計(jì)根據(jù)用電設(shè)備的用電負(fù)荷、負(fù)荷特點(diǎn)和用電設(shè)備的分布情況，設(shè)置高中低壓變配電系統(tǒng)。進(jìn)而根據(jù)供電方條件、要求和用電設(shè)備要求和特點(diǎn)進(jìn)行高中低壓變配電系統(tǒng)二次計(jì)量、保護(hù)、控制的設(shè)計(jì)；根據(jù)工藝控制要求和自動(dòng)化系統(tǒng)要求，進(jìn)行配電系統(tǒng)末端的用電設(shè)備就地控制設(shè)備的設(shè)計(jì)。

二、電氣自動(dòng)化應(yīng)用的構(gòu)成形式

（一）電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

一般的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)包括以下幾個(gè)方面，首先是傳輸信號(hào)的接收部分，通過相應(yīng)的簡單操作來實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備信號(hào)的輸入；其次為設(shè)備的信號(hào)處理部分，對(duì)于相應(yīng)的傳輸信號(hào)進(jìn)行處理；最后為電氣設(shè)備的信號(hào)輸出部分，用作輸出處理信號(hào)。

（二）電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中微型計(jì)算機(jī)的導(dǎo)入

微型計(jì)算機(jī)導(dǎo)入自動(dòng)化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化記錄與分析自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)反饋，并根據(jù)相應(yīng)的運(yùn)行趨勢(shì)進(jìn)行判定其誤差與內(nèi)部發(fā)展情況。此外，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，基本應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域之中，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中也不例外，同過微型計(jì)算機(jī)的引入，使得電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制更加的智能化與人性化，更加適應(yīng)于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展。

三、電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用

（一）電氣自動(dòng)化電網(wǎng)調(diào)度的應(yīng)用

電氣工程中電網(wǎng)調(diào)度是指通過電網(wǎng)調(diào)度的服務(wù)器以及相應(yīng)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化。這種自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要功能有，首先通過對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)調(diào)度實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行；其次通過對(duì)于相應(yīng)的電力生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、分析，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)負(fù)荷的自動(dòng)預(yù)測(cè)；另外通過相關(guān)數(shù)據(jù)的顯示，可以迅速有效的確定電網(wǎng)系統(tǒng)的故障點(diǎn)，使得排除故障的過程更加的有效率。

（二）電氣自動(dòng)化在發(fā)電廠發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

發(fā)電廠的分散監(jiān)控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)、過程控制單元以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際運(yùn)行中，發(fā)電廠的發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)一般使用分層結(jié)構(gòu)布置。其中，發(fā)電廠發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)中過程控制單元是指實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)中的單元，通過監(jiān)控生產(chǎn)單元的熱電阻、脈沖量等信號(hào)，通過對(duì)相應(yīng)單元的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)于所監(jiān)測(cè)信號(hào)的及時(shí)處理，對(duì)于一些相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)處理，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)發(fā)電廠生產(chǎn)過程的檢測(cè)與控制。

（三）電氣自動(dòng)化在變電站中的應(yīng)用

變電站中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用主要是指通過變電站中通過結(jié)合應(yīng)用信息處理技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)以及相關(guān)的傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)裝置的引入，形成的變電站的運(yùn)行管理的自動(dòng)化系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的主要特點(diǎn)在于：通過微機(jī)化的設(shè)備來取代之前的電磁時(shí)設(shè)備；以智能化的操作界面代替原來的實(shí)時(shí)人工操作；以高效安全的生產(chǎn)理念取代原有的不發(fā)達(dá)的生產(chǎn)狀況。變電站中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括自動(dòng)測(cè)量裝置、自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備、以及簡單的開關(guān)操作設(shè)備，通過電氣自動(dòng)化的加入，也使得變電站的發(fā)展更趨向于綜合自動(dòng)化方向。

（四）電氣自動(dòng)化在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

對(duì)于繼電保護(hù)裝置而言，其主要功能就是當(dāng)電氣系統(tǒng)發(fā)生了故障或者出現(xiàn)了過載、短路等情況時(shí)，可以在第一時(shí)間傳遞出警示的信號(hào)，并能夠快速的切斷線路連接的裝置。眾所周知，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置較為容易發(fā)生拒動(dòng)以及誤動(dòng)等故障，而利用繼電自動(dòng)化裝置則可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有效地控制好電氣系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。同時(shí)，其還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，可以實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的帶電工作。通常情況下，繼電保護(hù)裝置可以有效地檢測(cè)到電氣系統(tǒng)中全部線路或者某些電氣設(shè)備中可能會(huì)出現(xiàn)的異?；蛘吖收系葐栴}。同時(shí)，其還可以對(duì)電氣系統(tǒng)中某些相對(duì)特定的范圍內(nèi)部分電氣設(shè)備或者線路進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，一旦監(jiān)測(cè)到范圍內(nèi)有電氣設(shè)備或者線路有故障或者異常情況的出現(xiàn)，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置就可以在第一時(shí)間做出連續(xù)的解救反應(yīng)。如某電氣設(shè)備或者線路出現(xiàn)過載或者短路等問題，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置能夠立刻切斷和它相連接的線路，進(jìn)而通過傳遞危險(xiǎn)信號(hào)的方式來上報(bào)此故障。但是，因?yàn)槔^電保護(hù)裝置的主要作用是在電氣系統(tǒng)中發(fā)揮預(yù)防的功效，所以，其能夠真正直接發(fā)揮功效的機(jī)會(huì)和條件并不多。而對(duì)于繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的運(yùn)行特點(diǎn)，其主要有誤動(dòng)和拒動(dòng)兩種故障方式。對(duì)于誤動(dòng)而言，其主要指的是在電氣系統(tǒng)沒有發(fā)生異常或者故障時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置卻發(fā)出錯(cuò)位的信號(hào)或者錯(cuò)誤的動(dòng)作；而對(duì)于拒動(dòng)而言，其是繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置在電氣系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蛘吖收蠒r(shí)，沒有在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)該故障或者異常情況，無法有效的處理故障或者異常，起不到其應(yīng)該發(fā)揮的功效。另外，相比較與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置能夠?qū)τ谔囟ǖ碾姎庠O(shè)備或者線路進(jìn)行較長時(shí)間的帶電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)τ谄渌O(jiān)測(cè)到的電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)作控制。

四、電氣自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

（一）電氣自動(dòng)化未來發(fā)展趨勢(shì)，成本低

隨著市場競爭越來越激烈，我們對(duì)未來發(fā)展的展望是實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)。如今軟件、計(jì)算機(jī)以及信息技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化涉及到的主要技術(shù)?，F(xiàn)代分布式、開放式的信息化是工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)可以促進(jìn)電氣工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)，也可以帶動(dòng)信息化的發(fā)展。

（二）提高電氣自動(dòng)化工作人員的專業(yè)化

目前，部分企業(yè)對(duì)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和設(shè)備安裝時(shí)操作人員的培訓(xùn)不到位，導(dǎo)致設(shè)備受損的可能性增大，也為將來設(shè)備運(yùn)行過程中埋下了發(fā)生事故的隱患。因此，相關(guān)企業(yè)必須高度重視電氣自動(dòng)化裝備操作人員的專業(yè)素質(zhì)的提高，在電氣自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，一定要對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行到位、專門的培訓(xùn)，讓操作員熟悉設(shè)備工作原理和操作流程，并且對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效及時(shí)的處理，從而將故障造成的影響降到最小。

電氣自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備的市場化隨著我國經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深化，任何企業(yè)的生產(chǎn)都終將直接面向客戶、面向市場。電氣自動(dòng)化企業(yè)也要根據(jù)市場需求調(diào)整自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。根據(jù)市場的變化及時(shí)調(diào)整運(yùn)行措施；同時(shí)有計(jì)劃的對(duì)關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)與研究，利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)擴(kuò)大市場占有率，生產(chǎn)出更多市場需求的電氣自動(dòng)化設(shè)備。

五、結(jié)語

電氣工程是一個(gè)國家現(xiàn)代化文明發(fā)展水平的重要標(biāo)志，而電氣自動(dòng)化水平則是現(xiàn)代化生活生產(chǎn)水平的重要體現(xiàn)，不但支撐著現(xiàn)代電氣工程的發(fā)展，更是一切工業(yè)發(fā)展的前提與原動(dòng)力。電氣自動(dòng)化在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著巨大的作用，提高生產(chǎn)效率，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展可降低運(yùn)行成本，提高企業(yè)生產(chǎn)的智能化，經(jīng)濟(jì)效益及自動(dòng)化水平，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)、快速發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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