應(yīng)用電子技術(shù)在電氣運(yùn)行與控制中的應(yīng)用

林麗

（沈陽廣播電視大學(xué)，遼寧沈陽，110003）

0 引言

現(xiàn)今，應(yīng)用電子技術(shù)廣泛普及，為電氣工程技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造新的時代機(jī)遇。其中應(yīng)用電子技術(shù)在電氣運(yùn)行與控制中應(yīng)用，提高電氣設(shè)備運(yùn)行管理自動化、數(shù)字化及信息化水平，有效解決當(dāng)前階段電氣工程技術(shù)發(fā)展存在部分技術(shù)問題，彌補(bǔ)電氣工程技術(shù)在設(shè)備設(shè)計中不足，促使電氣工程技術(shù)發(fā)展水平達(dá)到新的高度。

1 應(yīng)用電子技術(shù)發(fā)展歷史背景

十八世紀(jì)末期，電學(xué)理論研究為電子技術(shù)發(fā)展夯實基礎(chǔ)。隨著電學(xué)理論研究逐步深入，電動機(jī)、變壓器及三相輸電線等設(shè)備運(yùn)用，進(jìn)一步擴(kuò)寬電學(xué)理論研究發(fā)展領(lǐng)域，電氣工程發(fā)展水平得到充分提高。直至十九世紀(jì)末期，經(jīng)過不斷技術(shù)探索及技術(shù)積累，電子技術(shù)學(xué)科發(fā)展初見規(guī)模，針對電子技術(shù)研究也逐步向電子管及微電子線路等方向進(jìn)行延伸。十九世紀(jì)中葉是電子技術(shù)發(fā)展高峰階段，這一階段誕生世界首個集成電子電路，電子計算機(jī)、微處理器及電子儲存技術(shù)，也在電子技術(shù)發(fā)展推動下進(jìn)入時代新紀(jì)元。早期階段電子技術(shù)發(fā)展研究由于存在一定技術(shù)壟斷，加之電子技術(shù)體系尚不完善，電子技術(shù)更多運(yùn)用于電子設(shè)備開發(fā)及電氣設(shè)備自動控制等相關(guān)領(lǐng)域?；ヂ?lián)網(wǎng)普及加速電子技術(shù)發(fā)展，使電子技術(shù)得以在更多領(lǐng)域得以運(yùn)用，充分構(gòu)建以電子技術(shù)應(yīng)用發(fā)展為中心技術(shù)應(yīng)用新體系。

2 應(yīng)用電子技術(shù)在電氣運(yùn)行與控制中運(yùn)用優(yōu)勢

■2.1 提高電氣運(yùn)行與控制管理安全性

早期階段，電氣運(yùn)行及控制管理大部分依賴人工操作，技術(shù)人員技術(shù)水平直接與管理安全性及核心生產(chǎn)力掛鉤，極大增加電氣設(shè)備管理、維護(hù)及使用操作人力資源成本。電子技術(shù)在電子運(yùn)行及控制中廣泛普及，充分打破技術(shù)局限性，使電氣設(shè)備使用、操作，可以一定程度降低人為因素影響，在降低人力資源成本的同時，進(jìn)一步提高電氣設(shè)備運(yùn)行、控制安全性。電子技術(shù)之所以能實現(xiàn)對電氣設(shè)備運(yùn)行及控制安全管理，主要得益于設(shè)備遠(yuǎn)程操作及電氣設(shè)備一體化設(shè)計兩個方面支持。遠(yuǎn)程控制使電氣設(shè)備運(yùn)行管理無需控制人工接觸，即可實現(xiàn)對電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)控制，避免人工干預(yù)所產(chǎn)生安全風(fēng)險。而電氣設(shè)備一體化設(shè)計，則是將電氣工程技術(shù)及電子技術(shù)進(jìn)行充分結(jié)合，使電氣設(shè)備在電子傳感器、電子信號接收器等電子技術(shù)支持下，更好實現(xiàn)對管理功能有效集成，降低人工操作產(chǎn)生安全問題可能性，為電氣設(shè)備安全使用夯實基礎(chǔ)。

■2.2 強(qiáng)化電氣運(yùn)行及控制管理作業(yè)時效性

電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為滿足不同環(huán)境下電氣設(shè)備使用需求，電氣設(shè)備運(yùn)行及管理操作，需要一套繁瑣管理流程，在設(shè)備運(yùn)行前及運(yùn)行過程中，需要時刻做好對電氣設(shè)備不同構(gòu)建運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，保證電氣設(shè)備使用、操作及運(yùn)行能按照規(guī)范流程科學(xué)開展。該方式雖然一定程度保障設(shè)備運(yùn)行、使用安全性、穩(wěn)定性，但卻增加時間成本、人力資源成本投入，降低電氣設(shè)備運(yùn)行、使用效率。將電子技術(shù)應(yīng)用于電氣運(yùn)行與控制，則可有效解決以上問題。集成電子技術(shù)可以運(yùn)用加裝紅外監(jiān)控、溫度控制設(shè)備方式，通過接入計算機(jī)設(shè)備實現(xiàn)對電氣設(shè)備運(yùn)行、控制實時監(jiān)控，并能利用數(shù)字化自檢程序，提高電氣設(shè)備安全檢查效率，簡化不必要電氣設(shè)備使用、管理操作流程，提高電氣設(shè)備運(yùn)行效率，使電氣設(shè)備運(yùn)行、操作及使用能更好統(tǒng)一控制，極大提高電氣設(shè)備運(yùn)行與控制管理時效性。

■2.3 降低電氣運(yùn)行與控制管理故障率

長期以來，設(shè)備故障始終是影響電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行主要因素。導(dǎo)致電氣設(shè)備產(chǎn)生故障因素較為復(fù)雜，包括環(huán)境濕度、設(shè)備磨損及操作不當(dāng)?shù)榷鄠€方面。設(shè)備故障排查、維修過程中所產(chǎn)生成本，對于企業(yè)生產(chǎn)管理、經(jīng)濟(jì)效益將產(chǎn)生不利影響。而電子技術(shù)在電氣運(yùn)行、控制中應(yīng)用，則能有效避免這一問題，提高電氣設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。電氣設(shè)備運(yùn)行及控制對于電子技術(shù)運(yùn)用，可以采取接入計算機(jī)設(shè)備進(jìn)行數(shù)字信號管理方式加以開展。計算機(jī)設(shè)備軟件程序，能根據(jù)對電氣設(shè)備數(shù)據(jù)信息匯總，結(jié)合電氣設(shè)備能效比、功耗指數(shù)、運(yùn)行時間等數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行大數(shù)據(jù)采集與分析，通過數(shù)據(jù)分析了解電氣設(shè)備潛在故障隱患，并提前進(jìn)行安全管理預(yù)警，使操作人員能在第一時間內(nèi)了解可能產(chǎn)生故障問題，并為后續(xù)階段電氣設(shè)備維修提供一定數(shù)據(jù)參考。以此，保證電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

■2.4 推動電氣設(shè)備設(shè)計及設(shè)備應(yīng)用模塊化發(fā)展

初期階段，電氣設(shè)備設(shè)計需要結(jié)合行業(yè)需求及電氣工程技術(shù)做好合理布局，確保電氣設(shè)備設(shè)計使用，能符合企業(yè)生產(chǎn)等工作的基本需求。除此之外，根據(jù)企業(yè)電氣設(shè)備使用需求進(jìn)行個性化電氣設(shè)備定制，也使電氣設(shè)備設(shè)計主要方向，這其中所產(chǎn)生技術(shù)、生產(chǎn)成本相對較高，難以實現(xiàn)電氣設(shè)備多領(lǐng)域應(yīng)用。將應(yīng)用電子技術(shù)運(yùn)用于電氣運(yùn)行及控制，則為電氣設(shè)備設(shè)計模塊化發(fā)展指明方向。電氣設(shè)備模塊化設(shè)計，是最近幾年所興趣的新概念，其意義在于技術(shù)設(shè)備規(guī)格、設(shè)備模塊參數(shù)統(tǒng)一，實現(xiàn)設(shè)備構(gòu)件同步應(yīng)用，使企業(yè)能根據(jù)自身生產(chǎn)需求自行購買、組織相關(guān)設(shè)備模組，進(jìn)一步提高電氣設(shè)備使用、管理及維修便捷性，同時降低技術(shù)應(yīng)用成本，使電氣設(shè)備設(shè)計應(yīng)用，能以應(yīng)用電子技術(shù)發(fā)展為載體，更好實現(xiàn)滿足電氣設(shè)備運(yùn)行、控制及使用多元化需求。

3 現(xiàn)代應(yīng)用電子技術(shù)在電氣運(yùn)行與控制中應(yīng)用

■3.1 自動控制

3.1.1 信號回路、自動回路系統(tǒng)

信號回路系統(tǒng)在電氣設(shè)備中較為常見，主要針對電氣設(shè)備控制自動化實現(xiàn)信號自主控制。早期階段，電氣設(shè)備信號回路系統(tǒng)設(shè)計，大部分采取信號器外置方案，方便操作人員根據(jù)數(shù)據(jù)信號變化控制設(shè)備。隨著電子技術(shù)在電氣設(shè)備運(yùn)行、控制中應(yīng)用，現(xiàn)階段電氣設(shè)備信號回路設(shè)計采取一個系統(tǒng)兩個模塊的設(shè)計方案，外置信號器及內(nèi)置傳感器同時進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控，操作人員即可進(jìn)行外部手動控制干預(yù)，同時，也可基于傳感器控制實現(xiàn)對電氣設(shè)備控制信息化操作，提高操作效率及安全性。手動回路系統(tǒng)與自動回路系統(tǒng)，均是現(xiàn)代電氣設(shè)備控制主要模組，手動回路系統(tǒng)大部分用于設(shè)備條件，自動回路系統(tǒng)則更多接入電子信息設(shè)備使用對緊急事故處理管控，提升對安全風(fēng)險控制能力。

3.1.2 制動停車回路系統(tǒng)

緊急制動在電氣設(shè)備使用中較為常見，電子技術(shù)在電氣設(shè)備制動停車回路系統(tǒng)中應(yīng)用，主要降低制動延遲，并提高在制動過程中對電氣元器件保護(hù)能力。傳統(tǒng)的電氣設(shè)備制動停車，大部分采用機(jī)械制動、電氣制動方法，機(jī)械制動雖然一定程度避免電氣元器件受損問題，但卻無法保證制動安全性，容易產(chǎn)生一定制動延遲，從而，造成更為嚴(yán)重后果。由電氣系統(tǒng)控制制動，則可解決制動停車延遲高基本問題，但卻存在容易對電氣元器件造成損害的問題。利用電子技術(shù)實現(xiàn)對電氣設(shè)備高效制動，則能在解決以上兩項問題的同時，使其在不同條件下均可采取制動操作。

3.1.3 自鎖、閉鎖回路系統(tǒng)在多臺設(shè)備同時運(yùn)行情況下，需要采取交叉電啟動模式開展作業(yè)，兩臺設(shè)備之間必須有一臺采用非電啟動方式保障安全性，通過串聯(lián)的方式實現(xiàn)設(shè)備閉鎖，但由于電氣設(shè)備使用環(huán)境存在差異，運(yùn)用接觸器動合觸點串聯(lián)方式接入電路設(shè)備，形成電氣設(shè)備自鎖回路，亦可更好滿足多元化電氣設(shè)備使用需求。因此，電子技術(shù)在電氣設(shè)備運(yùn)行與控制中應(yīng)用，不僅可以針對單一設(shè)備提高使用安全性、穩(wěn)定性，同時亦可針對多設(shè)備串聯(lián)提升設(shè)備使用效率，為電氣設(shè)備在安全環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障。

■3.2 安全保護(hù)

3.2.1 過電流保護(hù)系統(tǒng)

電氣設(shè)備中各個元器件運(yùn)行電流存在較大數(shù)據(jù)差異，一旦供電、電流控制器等設(shè)備在電流控制方面，未能基于元器件電流使用需求控制電流大小，即有可能造成短時間內(nèi)元器件損壞。從電氣設(shè)備元器件設(shè)計、使用角度來看，在設(shè)計過程中通常會考慮電流波動對元器件影響。因此，會在合理范圍內(nèi)制定一定上限值，若電流沖擊能在短時間內(nèi)將電流數(shù)據(jù)調(diào)整為正常值，則電氣設(shè)備元器件不會在短時間產(chǎn)生損毀，僅會產(chǎn)生過度老化及設(shè)備過度損耗問題。如一旦遇到強(qiáng)電流沖擊，實際電流參數(shù)超過元器件可接受數(shù)值上限，即可對電氣設(shè)備元器件構(gòu)成損壞，嚴(yán)重者可能對周邊設(shè)備造成影響。電氣設(shè)備過電流保護(hù)，采取電流繼電器與接觸器進(jìn)行閉合設(shè)計對電流數(shù)值進(jìn)行控制，一旦電流數(shù)值超過額定值，即可采用切斷電路、調(diào)整電流轉(zhuǎn)換率及更改供電線路等方式實現(xiàn)對電氣設(shè)備元器件保護(hù)，最大限度在保證設(shè)備正常運(yùn)行的同時，降低電流波動或電流沖擊對電氣設(shè)備運(yùn)行影響。

3.2.2 過載保護(hù)系統(tǒng)

電氣設(shè)備運(yùn)行過載問題尤為常見，主要影響因素是設(shè)備長時間使用導(dǎo)致構(gòu)件過度老化、磨損，或電壓增大使元器件溫度升高，使電氣設(shè)備難以在常規(guī)條件下運(yùn)行。這一問題對電氣設(shè)備影響，僅是控制系統(tǒng)，同時也包括集成電路板、供電設(shè)備等設(shè)施。因而，需要利用過載保護(hù)提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。與過電流保護(hù)系統(tǒng)不同，過載保護(hù)系統(tǒng)是通過判斷電壓值、電流參數(shù)及設(shè)備元器件設(shè)備溫度等方式進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控，一旦電氣設(shè)備中某一設(shè)備模組運(yùn)行出現(xiàn)參數(shù)異常，即可用過熔斷器或短路保護(hù)裝置切斷電路系統(tǒng)。此外，根據(jù)電氣設(shè)備使用需求，過載保護(hù)系統(tǒng)也可選用具有斷相保護(hù)功能的熱繼電器加以實現(xiàn)，進(jìn)一步避免設(shè)備過載對同一設(shè)備模組內(nèi)其余元器件造成損壞。

3.2.3 短路保護(hù)系統(tǒng)

電氣設(shè)備使用環(huán)境相對復(fù)雜，在使用過程中產(chǎn)生接線錯誤、靜電弧等問題，即有可能造成設(shè)備短路。此時，需要及時的切斷電源，保障電氣設(shè)備系統(tǒng)不受二次打擊與損壞。因此，短路保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)充分考慮到電氣設(shè)備使用需要，在各個設(shè)備模組中做好對短路保護(hù)系統(tǒng)串聯(lián)，降低電氣設(shè)備短路對各個模組影響。當(dāng)前階段，短路保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計主要采用熔斷器保護(hù)和低壓斷路器保護(hù)兩種方法。熔斷器保護(hù)雖然在保護(hù)延遲上相對較低，但并不適用于電子系統(tǒng)及微電路系統(tǒng)短路保護(hù)控制。而低壓斷路保護(hù)器則在保護(hù)電子設(shè)備系統(tǒng)中具有優(yōu)勢，兩種方法僅僅在使用參數(shù)上存在差異，需要結(jié)合電氣設(shè)備使用需要，合理調(diào)整短路保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用方案，使電子技術(shù)在電氣運(yùn)行及控制中應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)揮最大優(yōu)勢。

3.2.4 失電壓保護(hù)系統(tǒng)

保證電力供應(yīng)穩(wěn)定，是電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，但在實際設(shè)備使用過程中，受人為因素及外部因素干擾，極有可能造成設(shè)備停滯，或因供電不穩(wěn)定產(chǎn)生設(shè)備間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)。此時，需要通過失電壓保護(hù)實現(xiàn)提高電氣設(shè)備運(yùn)行安全性。失電壓保護(hù)主要由兩個部分構(gòu)成，第一部分通常由UPS系統(tǒng)構(gòu)成，通過UPS系統(tǒng)供電，延緩電力供應(yīng)延遲對設(shè)備失電壓影響，并能在一段實踐內(nèi)維持電氣設(shè)備正常運(yùn)行。第二部分則由放電設(shè)備及自鎖電路構(gòu)成。若電氣設(shè)備在使用過程中突然斷電停滯，一旦供電恢復(fù)極有可能造成設(shè)備使用安全隱患，瞬時電流的高壓沖擊，不僅對電氣設(shè)備的元器件產(chǎn)生負(fù)面影響，同時亦可對操作人員形成威脅。因此，需要在設(shè)備失去電壓之后，及時做好設(shè)備放電處理，避免在回復(fù)供電之后造成設(shè)備自啟動問題，進(jìn)一步遏制電氣設(shè)備運(yùn)行安全風(fēng)險，提高電氣設(shè)備運(yùn)行、控制安全穩(wěn)定性。

■3.3 監(jiān)控及故障處理

目前，現(xiàn)代電氣設(shè)備安全監(jiān)控，基本實現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)控管理，但對于部分半機(jī)械化設(shè)備而言，仍需采用人工干預(yù)實現(xiàn)對電氣設(shè)備監(jiān)控。此時，一旦出現(xiàn)設(shè)備故障問題，則需要通過調(diào)查故障原因、分析故障影響因素方式做好故障排查。在此過程中，可以采用在電路設(shè)備中進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的辦法，針對設(shè)備故障前運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對存在較大數(shù)據(jù)波動電氣設(shè)備模組進(jìn)行檢測。這其中，電子技術(shù)在電氣設(shè)備運(yùn)行與控制中應(yīng)用，能為電氣設(shè)備故障排查與維修處理提供數(shù)據(jù)參考，提高電氣設(shè)備維修處理安全性及實際效率。

4 應(yīng)用電子技術(shù)發(fā)展趨勢及在電子運(yùn)行、控制中應(yīng)用方向

未來階段，人工智能技術(shù)在生產(chǎn)、制造領(lǐng)域廣泛運(yùn)用，將進(jìn)一步完善電子技術(shù)應(yīng)用體系，使電子技術(shù)在電氣設(shè)備運(yùn)行、控制運(yùn)用能深入更深層次，從根本上實現(xiàn)智能化管控、生產(chǎn)作業(yè)，有效解決當(dāng)前階段電子技術(shù)存在技術(shù)瓶頸，促使電子技術(shù)發(fā)展能充分助力電氣工程技術(shù)應(yīng)用。在此過程中，電子技術(shù)將在信息化管理聯(lián)動、自動化控制及自主安全檢測等多個領(lǐng)域，實現(xiàn)對電氣工程技術(shù)應(yīng)用水平的提高，使電氣設(shè)備運(yùn)行與控制，能在電子技術(shù)輔助之下達(dá)到更高技術(shù)水平。另外，5G物聯(lián)技術(shù)普及，也將為電子技術(shù)更好在電氣運(yùn)行、控制中發(fā)展技術(shù)優(yōu)勢創(chuàng)造有利條件，使電子技術(shù)能與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展實現(xiàn)深度融合，切實將電子信息化、數(shù)據(jù)化及大數(shù)據(jù)技術(shù)有效并聯(lián)，從最基礎(chǔ)電氣運(yùn)行管理環(huán)節(jié)上，提高電子技術(shù)在電氣控制中應(yīng)用水平，為后續(xù)階段電氣工程技術(shù)高速發(fā)展做好充分鋪墊。

5 結(jié)語

綜上所述，應(yīng)用電子技術(shù)在電氣運(yùn)行與控制中應(yīng)用，進(jìn)一步提高電氣工程技術(shù)發(fā)展水平，彌補(bǔ)電氣設(shè)備運(yùn)行及控制中技術(shù)不足，使電氣設(shè)備運(yùn)行使用安全性及控制管理有效性均得到充分提升，確保電氣設(shè)備在不同環(huán)境下，均可實現(xiàn)高效化穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，降低設(shè)備故障及設(shè)備安全管理問題產(chǎn)生可能性，為未來階段電氣工程技術(shù)發(fā)展及電氣設(shè)備運(yùn)行管理提供新的技術(shù)保障。