電氣工程中的電氣自動化技術(shù)研究

棗莊科技職業(yè)學(xué)院 張大偉

1 電氣自動化的技術(shù)優(yōu)勢分析

電氣自動化是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，其中涵蓋了諸多方面的內(nèi)容，如信息技術(shù)、控制技術(shù)等等。在電氣工程領(lǐng)域中，該技術(shù)之所以能夠在短短幾年中得到大范圍的推廣普及，與技術(shù)本身的各種應(yīng)用優(yōu)勢有著直接關(guān)系。通過對電氣自動化技術(shù)進(jìn)行深入具體地研究后，將其技術(shù)優(yōu)勢歸納為以下幾點(diǎn)：

其一，可靠性高。對于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)而言，其整個控制過程中必須借助控制器來完成，如果被控對象的復(fù)雜程度較高，那么僅僅憑借控制器很難達(dá)到精確控制的要求，由此可能會導(dǎo)致控制過程達(dá)不到預(yù)期的效果，在一些不可預(yù)見的因素影響下，被控對象會出現(xiàn)失控的情況。同時，還可能對控制模型的設(shè)計(jì)造成影響。若是上述問題不能得到有效解決，則控制模型的準(zhǔn)確性也就無法得到保障，由此可能會使自動化控制系統(tǒng)的作用得不到最大限度地發(fā)揮，而被控對象的運(yùn)行效率也將受到一定程度的影響。以電氣自動化技術(shù)為核心研發(fā)出來的智能型控制器，能夠使被控對象模型設(shè)計(jì)的工作量大幅度減少，很多控制問題得到了有效解決，在此基礎(chǔ)上，電氣工程的運(yùn)行可靠性得到進(jìn)一步提升。

其二，智能調(diào)控。在電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用中，智能調(diào)控是核心部分，它使被控對象的響應(yīng)時間大幅度縮短，實(shí)現(xiàn)了隨時調(diào)節(jié)和控制的目標(biāo)，在這一前提下，被控對象的性能顯著提升。不僅如此，電氣自動化系統(tǒng)還可進(jìn)行自我調(diào)節(jié)及遠(yuǎn)程調(diào)控，電氣自動化系統(tǒng)的這種性能優(yōu)勢，為電氣工程自動化控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

其三，一致性。以電氣系統(tǒng)化技術(shù)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程具有較強(qiáng)的一致性。電氣自動化系統(tǒng)的控制對象多數(shù)都是電氣設(shè)備，控制效果與自動化控制系統(tǒng)的性能有著密切的關(guān)聯(lián)，如果被控對象發(fā)生改變，則可能會造成預(yù)先設(shè)定好的控制模式無法實(shí)現(xiàn)，從而無法達(dá)到預(yù)期的控制目標(biāo)。所以在對電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，尤其是控制對象常常會發(fā)生變化，要結(jié)合實(shí)際對問題進(jìn)行全面具體分析，對各項(xiàng)控制要求進(jìn)行審查，確保一致，進(jìn)而達(dá)到有效控制的目的。

2 電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

電氣工程由于涉及的領(lǐng)域較多，從而使得工程本身具備了綜合性及復(fù)雜性的特點(diǎn)，為對各種電氣系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行有效地控制，可在電氣工程中，對電氣自動化技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用。

2.1 具體應(yīng)用

2.1.1 在電廠中的應(yīng)用

在不同類型的電廠，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域有所不同，雖然如此，在具體的應(yīng)用中，基本都是以分層分布系統(tǒng)為主，該系統(tǒng)歸屬于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的范疇，工業(yè)以太網(wǎng)是系統(tǒng)構(gòu)成中的核心部分，各種數(shù)據(jù)的實(shí)時通信，全都是基于以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)的，與控制中心與工作站之間的通信等等。電氣自動化技術(shù)借助分層分布測控系統(tǒng)可對廠內(nèi)各個控制單元進(jìn)行監(jiān)控。對火電廠而言，應(yīng)用電氣自動化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐、電的一體化控制，及時匯總和分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，快速查出和排除設(shè)備隱患，確?；痣姀S發(fā)電機(jī)組始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)，減少因設(shè)備故障給企業(yè)生產(chǎn)帶來影響。電氣自動化技術(shù)還可將單元爐機(jī)組進(jìn)行聯(lián)合控制，便于實(shí)時采集單元爐機(jī)組的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，提高火電電網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)控效率。對水電廠而言，應(yīng)用電氣自動化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)全廠設(shè)備的自動化運(yùn)行，包括單機(jī)運(yùn)行自動化、公用設(shè)備運(yùn)行自動化等，可大幅度提高水電廠供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行能力。

2.1.2 在電力調(diào)度中的應(yīng)用

對于電力系統(tǒng)而言，調(diào)度是一項(xiàng)較為重要的工作，直接關(guān)系到系統(tǒng)的運(yùn)行效率，可將電氣自動化技術(shù)在電力調(diào)度中進(jìn)行應(yīng)用，據(jù)此建立調(diào)度自動化系統(tǒng)，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、中心服務(wù)器、工作站、顯示器等軟硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的實(shí)時監(jiān)控和快速調(diào)度。同時，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)還可連接發(fā)電廠、變電站、工作站等終端，對區(qū)域內(nèi)的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施自動化調(diào)度。

2.1.3 在變電站的應(yīng)用

目前，自動化操作系統(tǒng)已經(jīng)替代了變電站中的部分人工操作，在規(guī)避人工操作失誤、提高變電站運(yùn)行效率等方面，該系統(tǒng)的作用得到充分發(fā)揮。通過技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對變電站運(yùn)行情況的實(shí)時監(jiān)控，在出現(xiàn)安全隱患時可在最短的時間內(nèi)采取排除措施，使變電站始終保持安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。隨著電氣自動化的應(yīng)用范圍越來越廣，部分變電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“無人值班”，在節(jié)約成本的同時，提高了變電站的運(yùn)行水平，推動了變電站運(yùn)行管理步入信息化、智能化時代。在“無人值班”管理模式下，變電站還要解決一些技術(shù)問題，確保電氣自動化技術(shù)與其他技術(shù)無縫對接，滿足變電站自動化運(yùn)作需要。

2.1.4 在配電網(wǎng)中的應(yīng)用

在我國配電網(wǎng)運(yùn)行中，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍較小，未能形成較大的應(yīng)用規(guī)模。當(dāng)前，我國應(yīng)用電氣自動化技術(shù)構(gòu)建起的配電自動化模式，其中比較典型的是集中控制的配電自動化模式。我國應(yīng)用較為普遍的配電自動化模式為前兩種模式，這兩種模式都是分布式結(jié)構(gòu)，能夠建立起主站與子站之間的聯(lián)系。由于我國配電網(wǎng)對電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用尚處于初級階段，所以使得電氣自動化技術(shù)在該領(lǐng)域具備良好的應(yīng)用前景，為此我國配電網(wǎng)建設(shè)要積極推進(jìn)電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用。

2.2 發(fā)展趨勢

為使電氣自動化技術(shù)在電氣工程中得到更加廣泛的應(yīng)用，在未來一段時期，電氣自動化技術(shù)應(yīng)當(dāng)朝著如下方向發(fā)展：

2.2.1 智能化方向

通常情況下，在電氣工程中，一次設(shè)備與二次設(shè)備之間的安裝距離較遠(yuǎn)，有的在幾十米左右，有的甚至達(dá)到上百米。為實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)備的控制，需要借助電纜將二者連接到一起。而一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化之后，可以在設(shè)計(jì)布局時，借助二次設(shè)備的信號采集功能來對一次設(shè)備進(jìn)行精確控制，由此便可以減少線纜的設(shè)置，不但降低了前提的建設(shè)成本，而且后期的運(yùn)行維護(hù)成本也隨之降低，控制效果大幅度提升?？蓪?，在未來一段時期，電氣自動化技術(shù)在電氣工程中應(yīng)當(dāng)以智能化的應(yīng)用為主要發(fā)展方向。

2.2.2 在線監(jiān)測

在電氣工程中，為保證發(fā)電機(jī)、變壓器以及斷路器等設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，需要對相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，因此，電氣自動化技術(shù)應(yīng)當(dāng)滿足電氣工程在線監(jiān)測的要求，同時，還應(yīng)當(dāng)能夠?qū)σ恍┲匾獏?shù)可能出現(xiàn)的變化進(jìn)行預(yù)測，由此可以判斷設(shè)備發(fā)生故障的可能性，進(jìn)而達(dá)到延長設(shè)備使用壽命的目的。

2.2.3 光電一體化

在電氣工程中，互感器是比較重要的設(shè)備，其最為突出的作用是對輸電線路上的高電壓及大電流進(jìn)行調(diào)整，從而使其保持在允許的范圍內(nèi)，而當(dāng)前應(yīng)用的電力互感器在調(diào)控方面存在一定的缺陷，如當(dāng)線路中的電壓等級過高時，無法達(dá)到絕緣的效果；輸出的信號無法與微機(jī)進(jìn)行直連；信號動態(tài)變化范圍較小，增大了飽和狀態(tài)下畸變的可能性。為了解決電力互感器存在這些缺陷，在未來一段時期，應(yīng)當(dāng)加大光電一體化互感器的研究力度，保證信號的有效傳輸，只有這樣，才能使電氣自動化技術(shù)在電氣工程中得到更為廣泛的應(yīng)用，也才能使其作用得以最大限度地發(fā)揮。

3 結(jié)論

綜上所述，電氣自動化以其自身所具備的諸多技術(shù)優(yōu)勢，在電氣工程領(lǐng)域中的諸多方面得到了廣泛應(yīng)用。在未來一段時期，應(yīng)當(dāng)不斷加大對電氣自動化技術(shù)的研究力度，針對其中的存在的不足和缺陷進(jìn)行優(yōu)化，并開發(fā)新的技術(shù)，以此來為電氣工程服務(wù)，這對于推動電氣工程領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。