電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用

張小敏 孫福財(cái)

摘 要：伴隨社會(huì)進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大量高新技術(shù)涌入及引進(jìn)，我國(guó)電氣工程自動(dòng)化程度大幅度提升，電氣自動(dòng)化技術(shù)得到越來(lái)越多技術(shù)人員的關(guān)注及重視。如何結(jié)合電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及發(fā)展方向增強(qiáng)電氣工程自動(dòng)化水平，是相關(guān)技術(shù)人員在實(shí)際工作過(guò)程中所面臨的主要挑戰(zhàn)。本文電氣工程及電氣自動(dòng)化為切入點(diǎn)分析其基礎(chǔ)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)原則，就提出具體的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行深入探究，旨在為相關(guān)從業(yè)人員積累更多的工作經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；電氣工程；應(yīng)用

作為現(xiàn)階段高新技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)重要地位的關(guān)鍵性技術(shù)之一，電氣工程（英文簡(jiǎn)稱EE）是現(xiàn)代化科學(xué)研究領(lǐng)域的熱門學(xué)科，以電子通訊技術(shù)為典型成功例子，所取得的發(fā)展及進(jìn)步推動(dòng)信息時(shí)代發(fā)展進(jìn)程，從根源上改變大眾的生活模式及工作模式。從某種意義角度來(lái)看，電氣工程發(fā)達(dá)程度是衡量國(guó)家科技進(jìn)步水平的主要指標(biāo)[1]。同時(shí)，電氣自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用范圍較為廣泛，涉及各行各業(yè)，輕者電氣開關(guān)設(shè)計(jì)重者科技航天研究均無(wú)法脫離其支持。電力發(fā)展是提高生產(chǎn)技術(shù)及提高人均生活水平的前提條件，而新時(shí)代背景下電氣自動(dòng)化程度是衡量人民生活現(xiàn)代化水平及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的重要指標(biāo)。鑒于此，本文針對(duì)電氣工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化的研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1.電氣工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則及基礎(chǔ)特點(diǎn)

1.1設(shè)計(jì)原則

一般說(shuō)來(lái)，電氣工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)以最大程度滿足生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)產(chǎn)品對(duì)電氣自動(dòng)化要求為前提條件，確保自動(dòng)化應(yīng)用設(shè)計(jì)方案符合經(jīng)濟(jì)性及簡(jiǎn)單化的原則，妥善處理電氣與機(jī)械件聯(lián)系[2]?，F(xiàn)階段我國(guó)大部分民用或高科技產(chǎn)品均選擇電氣自動(dòng)化滿足其具體應(yīng)用要求，促使電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)納入使用維護(hù)便攜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、制造成本及工藝要求等指標(biāo)相互協(xié)調(diào)切實(shí)解決相關(guān)問(wèn)題。同時(shí)，電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)以保證使用安全性及可靠性為基礎(chǔ)，必須科學(xué)合理選擇相關(guān)電器元件，促使電氣自動(dòng)化制造出產(chǎn)品美觀大方、操作安全、維護(hù)簡(jiǎn)單、管理人性化及質(zhì)量可靠。

1.2基礎(chǔ)特點(diǎn)

從傳統(tǒng)電氣工程角度來(lái)看，傳統(tǒng)電氣設(shè)備制造方法中保護(hù)、控制及計(jì)量均交由單一獨(dú)立配件進(jìn)行操作，而用戶所需配電產(chǎn)品主要通過(guò)連接各個(gè)配件及配合各個(gè)功能組合而成[3]。一旦電氣自動(dòng)化引入微型計(jì)算機(jī)則形成與微型計(jì)算機(jī)相對(duì)應(yīng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，促使微型計(jì)算機(jī)利用軟件與硬件間組合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理智能化及系統(tǒng)控制人性化，滿足更多用戶的要求。同時(shí)，由于最初電氣設(shè)備中電氣及自動(dòng)化均屬于獨(dú)立狀態(tài)且相互間不存在任何關(guān)聯(lián)，客觀上要求施工過(guò)程中各個(gè)設(shè)備專業(yè)操作人員前往作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合管理原則及標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)劃分相互關(guān)聯(lián)的界面實(shí)現(xiàn)有效協(xié)調(diào)連接。

2.電氣工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化的實(shí)踐要點(diǎn)

2.1電網(wǎng)調(diào)度

電氣工程中電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)由服務(wù)器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、工作站、打印設(shè)備及調(diào)度中心大熒幕顯示器共同組成，主要負(fù)責(zé)經(jīng)濟(jì)調(diào)度電網(wǎng)運(yùn)行、全面分析電力市場(chǎng)運(yùn)行需求、監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行情況及安全狀況、實(shí)時(shí)收集電力生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)、自動(dòng)化控制發(fā)電、實(shí)時(shí)評(píng)估電力系統(tǒng)狀態(tài)及預(yù)測(cè)電力負(fù)荷實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)合理調(diào)度確保其正常運(yùn)行[4]。同時(shí)，電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)能分析電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)處理相關(guān)安全事故，尤其是電網(wǎng)中常見運(yùn)行故障或運(yùn)行異常，一旦判斷失誤或處理不當(dāng)則直接威脅設(shè)備使用壽命及人員生命安全。由此可見，電氣工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化對(duì)于實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行安全性找出故障源頭提出相應(yīng)的處理方案具有積極作用。

2.2發(fā)電廠分散測(cè)控

發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)由高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)、工程師工作站、運(yùn)行人員工作站、過(guò)程控制單元及以太網(wǎng)共同組成，實(shí)際運(yùn)用時(shí)普遍采取分層分布式結(jié)構(gòu)，并且過(guò)程控制單元不止可直接用于生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程的單元，更能接受脈沖量、開關(guān)量、現(xiàn)場(chǎng)變送器、電氣量、熱電偶及熱電阻等信號(hào)。同時(shí)，過(guò)程控制單元接收信號(hào)運(yùn)算處理完畢后，可實(shí)時(shí)畫面顯示運(yùn)行參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出及任務(wù)打印，用于直接監(jiān)控執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由此可見，電氣工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中控制、聯(lián)鎖保護(hù)及檢測(cè)等功能，對(duì)于保護(hù)工作人員生命安全及提高生產(chǎn)效率具有顯著價(jià)值作用。

2.3變電站電氣自動(dòng)化

變電站電氣自動(dòng)化技術(shù)指變電站將自動(dòng)化控制技術(shù)、信息處理技術(shù)與傳輸技術(shù)有機(jī)結(jié)合利用電氣自動(dòng)化裝置或計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)替代人工操作進(jìn)行作業(yè)增強(qiáng)變電站管理水平提高變電站管理效率的自動(dòng)化系統(tǒng)。從某種意義角度來(lái)看，變電站自動(dòng)化技術(shù)以實(shí)現(xiàn)全方位多層次監(jiān)控變電站各種電器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及安全狀態(tài)為主要目標(biāo)，其主要特點(diǎn)包括微機(jī)化設(shè)備替代以往使用電磁式裝置，促使操作監(jiān)控模式向智能化及圖像化轉(zhuǎn)變。伴隨社會(huì)進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，設(shè)備故障自動(dòng)記錄設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備、遠(yuǎn)動(dòng)開關(guān)操作、自動(dòng)測(cè)量設(shè)備及繼電保護(hù)設(shè)備被廣泛應(yīng)用于變電站中，促使變電站向集成化方向發(fā)展。

總而言之，發(fā)電機(jī)、短路器及變壓器等設(shè)備廣泛應(yīng)用，客觀上要求不間斷實(shí)時(shí)檢測(cè)相關(guān)設(shè)備關(guān)鍵性參數(shù)，以在線反饋設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)為前提條件，基本實(shí)現(xiàn)分析預(yù)測(cè)設(shè)備中重要參數(shù)變化趨勢(shì)，為判斷設(shè)備故障起因及壓縮設(shè)備保養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)設(shè)備使用年限提供強(qiáng)有力的支持，而電氣工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化可充分發(fā)揮其在線監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)，是電力設(shè)備檢修工作順利進(jìn)行的重要保障。同時(shí)，電力系統(tǒng)中二次設(shè)備及一次設(shè)備間安裝地點(diǎn)必須保持一定間隔，盡量使用強(qiáng)信號(hào)電力電纜及大電流控制電纜進(jìn)行連接。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文探究，認(rèn)識(shí)到由于電氣工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)，而電氣自動(dòng)化不止是現(xiàn)代化電氣工程的重要支撐，更是工業(yè)發(fā)展的夯實(shí)基礎(chǔ)及后續(xù)動(dòng)力。伴隨科學(xué)技術(shù)向全球化、國(guó)際化及現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變，電氣工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化水平得到蓬勃發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域及學(xué)科。因此，相關(guān)技術(shù)人員積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)工作理念，結(jié)合技術(shù)發(fā)展進(jìn)程力求廣開思路、積極創(chuàng)新，不斷提高電氣工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化水平，為我國(guó)電氣工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定夯實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：1 沈陽(yáng)佳信戶外用品制造有限公司；2 遼寧欣科電氣股份有限公司）