電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用

趙全濤，楊國梁

(1.北大荒完達山乳業(yè)股份有限公司雙城分公司，哈爾濱150100； 2.黑龍江完達山哈爾濱乳品有限公司，哈爾濱150010)

隨著信息化的發(fā)展進步，電子信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更為成熟，由此誕生了電氣自動化技術(shù)，其具有功能多、質(zhì)量高、性能好等特點，已廣泛應(yīng)用于電力工程中。在現(xiàn)代技術(shù)的推動下，電氣自動化技術(shù)得到了迅速發(fā)展，技術(shù)人員需要兼顧電氣自動化系統(tǒng)的軟件設(shè)計和硬件操作，在電子信息技術(shù)的協(xié)同作用下[1]通過自動化系統(tǒng)傳感器進行采集、控制及實施[1]。

1 電氣自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

電氣自動化技術(shù)已應(yīng)用于各個領(lǐng)域，小到家里的開關(guān)，大到航天，實現(xiàn)了對航天機械的實時掌控和命令傳達，將其應(yīng)用于供電系統(tǒng)，可滿足對電路使用的綜合控制，實現(xiàn)合理用電，達到安全用電的目的，將其應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，可滿足企業(yè)要求，完成上達下行的工作指標，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)的管控，降低了工業(yè)成本，保證了高效率的工作狀態(tài)。電氣自動化技術(shù)經(jīng)過了改革創(chuàng)新已成為各行各業(yè)的核心技術(shù)之一，其用途廣泛，具有重要的研究價值。要提升工業(yè)生產(chǎn)效率，促進電氣工程的健康發(fā)展，就要將技術(shù)與現(xiàn)代環(huán)境有機結(jié)合，促進技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的融合，確保電氣自動化技術(shù)能夠快速發(fā)展。

2 電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用

在電氣工程中利用電氣自動化技術(shù)，需要綜合其他技術(shù)，如計算機技術(shù)。我國電氣工程中廣泛利用了計算機技術(shù)，如在電力生產(chǎn)、電力輸送、電力調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)中廣泛利用了計算機技術(shù)，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)利用電氣自動化，促進了我國電氣工程的發(fā)展。還可以利用信息技術(shù)，深入開發(fā)和應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，將其更好地應(yīng)用于電氣工程中。可以在電氣工程管理中利用信息技術(shù)，提高電氣工程管理水平。應(yīng)在各種電氣設(shè)備硬件中利用信息技術(shù)，緊密聯(lián)系各個設(shè)備，如應(yīng)用于各個終端系統(tǒng)中，提高整體運行效率。通過廣泛利用信息技術(shù)，改善電氣自動化技術(shù)水平，提高整體工作效率。

2.1 在發(fā)電廠中的應(yīng)用

電氣自動化技術(shù)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟價值[2]，在發(fā)電廠中，該技術(shù)可根據(jù)電氣工程區(qū)域分層，做好分層管控，實現(xiàn)單元設(shè)計。開發(fā)者將電氣自動化技術(shù)分為數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元和過程監(jiān)督單元兩部分，這兩個單元有著不同的功能，都需要根據(jù)工作人員的指令來運行，包括分類、圖像展示及遠程控制，以實現(xiàn)電氣自動化管理。工作人員可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)了解單元運行、動態(tài)變化、管理模式及運行狀態(tài)，以提供相應(yīng)的優(yōu)化方案。結(jié)合實際情況，可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程形成表格，通過查看表格，預(yù)測數(shù)據(jù)或運行情況，保證工作人員的后續(xù)管理，使其全面了解電力實時狀況，從而提高工作效率。在電力控制系統(tǒng)中，應(yīng)對電氣自動化技術(shù)模塊進行分析，實現(xiàn)準確預(yù)算，將數(shù)據(jù)分門別類，便于工作人員對系統(tǒng)進行更有效的調(diào)整，如電阻的曲線波動頻率問題，控制人員可以根據(jù)情況調(diào)節(jié)閥門，實現(xiàn)調(diào)控和約束。在對工作系統(tǒng)進行控制的過程中，不僅提高了電網(wǎng)運行效率，還實現(xiàn)了實時掌控，對發(fā)電廠工作的開展具有重要意義。

2.2 在變電站中的應(yīng)用

自動化可以節(jié)省人力[3]，將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于變電站中，效果良好。變電站逐步樹立了自動化工作理念，目的在于保證人工操作的安全性和運行監(jiān)管的全面性。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于變電站中，可以根據(jù)情況及時處理問題，當出現(xiàn)重大問題時，系統(tǒng)會發(fā)出警告，技術(shù)人員可根據(jù)報告內(nèi)容及時修整，保證機器和軟件的正常工作，實現(xiàn)理想的控制效果。電氣自動化系統(tǒng)功能強大，可以進行模式調(diào)整、實時監(jiān)控及信息預(yù)警等。電氣自動化系統(tǒng)運行具有全方位和多層次的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)理想化的工作狀態(tài)。目前，變電站廣泛應(yīng)用全微機化設(shè)備，增加了電氣自動化技術(shù)功效[4]，通過計算機電纜實現(xiàn)了監(jiān)管和調(diào)整，獲得了良好的工作效果。

2.3 在電氣工程設(shè)計中的應(yīng)用

電氣工程設(shè)計需要以電氣和電路相關(guān)理論為基礎(chǔ)，根據(jù)經(jīng)驗進行設(shè)計。在電氣工程設(shè)計中，多數(shù)電氣設(shè)備都應(yīng)用了電氣自動化技術(shù)，為了貼合實際，設(shè)計人員不僅需要豐富的知識儲備，還需要具備電力設(shè)備設(shè)計技能和經(jīng)驗。基于傳統(tǒng)設(shè)計理念，從經(jīng)驗出發(fā)，與實際問題相結(jié)合，使電氣設(shè)備設(shè)計具有可行性，如果不能解決設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題，將導致電氣設(shè)備達不到預(yù)期效果，降低工作效率。要對傳統(tǒng)技術(shù)進行創(chuàng)新，結(jié)合現(xiàn)代發(fā)展需要，借助計算機輔助軟件和電氣自動化技術(shù)，對電氣設(shè)備進行設(shè)計。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，使電氣設(shè)備設(shè)計時長縮短，提高了電氣設(shè)備工作效率，保證了其質(zhì)量和基本性能，提高了對設(shè)計的控制。從某種意義上說，電氣自動化技術(shù)是電氣工程設(shè)計的優(yōu)化手段，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期效果[5]。

2.4 在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度的調(diào)控和管理十分重要，對保障電網(wǎng)平穩(wěn)運行具有重要意義。電網(wǎng)調(diào)度利用電氣自動化技術(shù)，實現(xiàn)了高效運行。從硬件和軟件兩方面分析，電網(wǎng)調(diào)度硬件是指設(shè)備，包括繼電保護裝置、變壓裝置和監(jiān)控裝置等；軟件設(shè)備是指電氣自動化技術(shù)的核心軟件，使用過程中可以根據(jù)實際進行調(diào)度，保證其運行處于良好狀態(tài)。電網(wǎng)調(diào)度可以應(yīng)用技術(shù)實現(xiàn)及時預(yù)警，加大管控力度，及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度中存在的問題[6]。

2.5 在能源設(shè)備自動化中的應(yīng)用

近些年，我國不斷加大力度促進新能源設(shè)備的應(yīng)用，在市場中投入了太陽能工程、風能工程、汽車充換電工程等新能源項目。要提高新能源設(shè)備的利用率，就要加強設(shè)備運行監(jiān)控，實現(xiàn)智能化操作。例如：太陽能工程可以自動調(diào)整角度，更好地迎合光線，達到垂直角度之后即可發(fā)電，利用自動化技術(shù)可以調(diào)節(jié)光，無須人工操作。將自動化技術(shù)應(yīng)用于風能系統(tǒng)中，可以自動化垂直迎風，顯著提高發(fā)電效率。在充換電工程中利用自動化技術(shù)，可提高充換電過程的安全性，實時檢查充換電狀態(tài)，如果充換電過程中出現(xiàn)異常的通信信號，將會自動斷電并發(fā)出報警信號。在上述項目中，人工操作無法實現(xiàn)工作目標，為了良好地應(yīng)用新能源，需要應(yīng)用自動化技術(shù)[7]。

2.6 在管控一體化中的應(yīng)用

在電氣工程中利用電氣自動化，需要構(gòu)建管控一體化系統(tǒng)。電器行業(yè)發(fā)展迅速，電器種類和型號不斷增多，故而加大了電氣工程管控難度，應(yīng)充分發(fā)揮電氣自動化技術(shù)優(yōu)勢，完善管控一體化系統(tǒng)，有效銜接電氣工程的各個環(huán)節(jié)，智能化地調(diào)節(jié)電氣設(shè)備，提升工程運行效率。應(yīng)結(jié)合電氣工程運行狀態(tài)，合理選擇合適的電氣自動化技術(shù)，優(yōu)化傳輸和通信部分，高效接收和傳遞信號，提高信號指令傳輸?shù)倪B貫性。利用電氣自動化技術(shù)可構(gòu)建集成化系統(tǒng)，完成網(wǎng)絡(luò)信號等傳輸工作指令，有效控制電氣設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)備一體化控制目標。如果電氣設(shè)備發(fā)生故障，控制系統(tǒng)可以發(fā)出報警信號，及時確定故障位置和類型等，提高故障檢修效率，保障電氣工程質(zhì)量。綜合遠程監(jiān)控技術(shù)和在線檢修技術(shù)，有利于實現(xiàn)無人值守的目標，降低人力成本投入，保障企業(yè)綜合效益，但是遠程監(jiān)控技術(shù)和在線檢修技術(shù)還不夠完善，技術(shù)人員應(yīng)繼續(xù)加大研究力度[8]。

2.7 在電廠分散測控系統(tǒng)中的應(yīng)用

部分發(fā)電廠采用分散系統(tǒng)，以分層結(jié)構(gòu)為主，主要包括高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、以太網(wǎng)及運行工作站等。過程控制單元包括主控模件和輸入輸出模件等，主控模塊通過融入實現(xiàn)通信連接，不僅可以用于過程控制單元，還可以接收各種信號，經(jīng)過運算處理后顯示出設(shè)備運行參數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)打印和輸出，利用這種方式來直接驅(qū)動運行機構(gòu)，有利于監(jiān)測和保護生產(chǎn)過程。

3 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢和不足

3.1 優(yōu)勢

電氣自動化技術(shù)在實際應(yīng)用中功能強大，表現(xiàn)為監(jiān)測功能強、智能化管理強、風險防控強。電氣工程運行需要依靠線路，而電氣自動化技術(shù)在遙測、遙控等方面具有優(yōu)勢，能夠把控各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)參數(shù)處理和實時監(jiān)控。光纖差動等裝置能夠有效保護定值、修正參數(shù)及調(diào)整數(shù)據(jù)，起到了很好的防控作用。智能化管理相比于人工管理，具有精準、有效、實施方便成本低等優(yōu)勢，可根據(jù)系統(tǒng)運行狀態(tài)進行管理，實現(xiàn)高水平、高效能的運行。電氣自化技術(shù)在風險防控上也具有優(yōu)勢，該技術(shù)與智能技術(shù)相結(jié)合，令管理水平不斷提升，實現(xiàn)了多維度防控，降低了風險，提高了工作效率。

3.2 不足

電氣自動化技術(shù)使用過程中存在著不足，應(yīng)注重人才培養(yǎng)，做好電氣工程建設(shè)，但由于高技術(shù)人才稀缺，部分人員知識儲備不完善，融會貫通能力差，導致電氣自動化技術(shù)應(yīng)用效果一般。電氣自動化技術(shù)創(chuàng)新能力有待提高，由于缺少研發(fā)資金，無法滿足企業(yè)發(fā)展需要，導致科技競爭力下降。管理制度不完善，技術(shù)管理規(guī)范性不強，尤其是監(jiān)管過程中未根據(jù)實際情況及時處理問題，造成了損失。

4 合理應(yīng)用電氣自動化技術(shù)的措施

4.1 科學選擇電氣自動化技術(shù)

為了在電力工程中更好地應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，要統(tǒng)一電氣自動化系統(tǒng)開發(fā)平臺，節(jié)省設(shè)計時間和成本，保證測試的完整性，提高系統(tǒng)運行水平，全面滿足客戶需求。要保證電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計的人性化，根據(jù)電力工程特征，合理選用電氣自動化技術(shù)，提高系統(tǒng)運行效率。

4.2 科學處理電網(wǎng)安全事故

電網(wǎng)運行中容易發(fā)生安全事故，要科學判斷處理，保障操作人員和用電設(shè)備的安全。有效應(yīng)用電力工程電氣自動化技術(shù)，分析電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，提供安全保障。制定電網(wǎng)監(jiān)控策略，避免發(fā)生安全事故，保障電網(wǎng)運行的安全性。

4.3 堅持創(chuàng)新發(fā)展

廣泛應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，有利于實現(xiàn)電力行業(yè)的智能化發(fā)展，推動電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。電力工程中，電氣自動化技術(shù)應(yīng)用還不完善，應(yīng)不斷研究和引進先進技術(shù)，創(chuàng)新電氣自動化技術(shù)。要改變開環(huán)檢測狀態(tài)，根據(jù)實際情況嚴格控制發(fā)電量，避免浪費電力資源。要轉(zhuǎn)向低壓電發(fā)展，提高配電管理水平，實現(xiàn)電力工程管理的經(jīng)濟化。廣泛應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，豐富電力工程功能，實現(xiàn)電力生產(chǎn)的立體化和自動化。不斷加強電氣自動化技術(shù)的智能化和信息化發(fā)展，實現(xiàn)電力運營的自動化，保障電力企業(yè)綜合效益，提高社會服務(wù)水平。

5 結(jié)語

電氣自動化技術(shù)是電氣工程發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)[9-10]，應(yīng)用范圍廣，能夠促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，滿足人們的需要。應(yīng)不斷創(chuàng)新，充分發(fā)揮電氣自動化技術(shù)的價值，提升工作效率，做到精準控制，實時調(diào)控，改善其不足，不斷引進技術(shù)人員，提高技術(shù)創(chuàng)新能力，完善管理制度，促進我國電氣工程的發(fā)展。