電氣工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

王黎春

（濰坊安瑞檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)有限公司，山東 濰坊 261061）

0 引言

電氣工程及電氣自動(dòng)化在生活中的應(yīng)用廣泛且實(shí)際，從一個(gè)小小的開(kāi)關(guān)、出入的電動(dòng)車，到工業(yè)生產(chǎn)、航空工具的研究等，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域均有它的參與和應(yīng)用。電能更是成為我們生活和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。隨著世界能源匱乏情況的出現(xiàn)，不可再生能源日益減少，環(huán)保能源、可持續(xù)利用能源的發(fā)展正進(jìn)入最重要的時(shí)代。加上科技發(fā)展和人民生活水平的進(jìn)步，對(duì)于高品質(zhì)更安全能源的需求，也推動(dòng)和促進(jìn)了電氣自動(dòng)化技術(shù)的升級(jí)和應(yīng)用，通過(guò)各種電力工程造福人民，造福社會(huì)，為增強(qiáng)我國(guó)綜合國(guó)力提供動(dòng)力[1]。

1 電氣自動(dòng)化特點(diǎn)

1.1 理論基礎(chǔ)

電氣自動(dòng)化研究時(shí)間較長(zhǎng)，但一直無(wú)法做到核心技術(shù)的提升。早在20世紀(jì)，電氣自動(dòng)化的概念就得到了認(rèn)可，成為了研究的重要課題。從宏觀角度來(lái)說(shuō)，電氣工程自動(dòng)化包括多個(gè)學(xué)科的內(nèi)容，常見(jiàn)的是語(yǔ)言學(xué)和信息學(xué)，被譽(yù)為電氣工程技術(shù)的基礎(chǔ)。正是由于電氣工程自動(dòng)化內(nèi)容豐富，再加上學(xué)科學(xué)習(xí)的難度較高，才使得其發(fā)展緩慢。近年來(lái)，我國(guó)的科學(xué)水平不斷提升，尤其是重視自動(dòng)化技術(shù)的探索，取得了不錯(cuò)的成績(jī)，這也為電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展創(chuàng)造了條件[2]。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化技術(shù)不僅提高了電氣工程的質(zhì)量，更通過(guò)簡(jiǎn)單的操作，將電子設(shè)備等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程生產(chǎn)和操作的控制。利用電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)，優(yōu)化了人與人、人與設(shè)備的聯(lián)系，將更為復(fù)雜的控制理論和電力網(wǎng)理論進(jìn)行全面整合和應(yīng)用。電氣自動(dòng)化操作系統(tǒng)的特點(diǎn)有：（1）原設(shè)備處理信號(hào)轉(zhuǎn)化成智能設(shè)備可識(shí)別數(shù)據(jù)；（2）通過(guò)電氣設(shè)備信號(hào)和相關(guān)設(shè)備信號(hào)進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)，完成遠(yuǎn)程控制；（3）通過(guò)信號(hào)傳輸實(shí)時(shí)控制和分析電氣工程的生產(chǎn)效率。通過(guò)強(qiáng)弱電結(jié)合、機(jī)電結(jié)合、電工技術(shù)和電子技術(shù)的結(jié)合，達(dá)成了包含計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在內(nèi)的多領(lǐng)域整合技術(shù)的開(kāi)發(fā)和使用。

2 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 集成性

集成性主要體現(xiàn)在電氣自動(dòng)化技術(shù)的信息化方面?？萍及l(fā)展將自動(dòng)化技術(shù)大量應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中，對(duì)于電氣工程而言，復(fù)雜繁瑣的環(huán)節(jié)是其特定表現(xiàn)之一，在簡(jiǎn)化流程、降低工作負(fù)荷的要求下，自動(dòng)化不僅解決了這些問(wèn)題，還提高了生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，減少了人工操作帶來(lái)的一系列問(wèn)題和事故。將電氣設(shè)備、普通設(shè)備等的各種傳輸信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行合理的重組、轉(zhuǎn)換和集成，達(dá)到全面監(jiān)控和反饋的功能，即是電氣自動(dòng)化集成性的體現(xiàn)。集成性不僅改善了電氣工程的復(fù)雜性，更從可監(jiān)控、操控方面提高了使用效率[3]。

2.2 可控制性

相比較我國(guó)近年來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)的普遍運(yùn)用和需求也在日益增加。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用更是多方面發(fā)展，人才的需求也日益增多，電氣自動(dòng)化技術(shù)的依賴性增強(qiáng)，其可控性就成為人們要求的重點(diǎn)要點(diǎn)。在大量的農(nóng)業(yè)、工業(yè)甚至國(guó)防航空行業(yè)中，對(duì)于電氣自動(dòng)化技術(shù)的要求不僅非常高，還非常全面，通過(guò)大量信息的處理、加工，在電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)施后，形成具有控制管理的系統(tǒng)，通過(guò)操作這種控制系統(tǒng)，達(dá)成了電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，更收集了外圍數(shù)據(jù)和信息，促成電氣自動(dòng)化技術(shù)的革新和發(fā)展。因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)的可控性優(yōu)勢(shì)，能夠穩(wěn)定電氣工程運(yùn)行的安全可靠，更提升我國(guó)電氣工程的行業(yè)發(fā)展[4]。

3 解決電氣自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用問(wèn)題的有效方法

3.1 優(yōu)化電氣自動(dòng)化技術(shù)的節(jié)能能力

電氣自動(dòng)化技術(shù)的節(jié)能原理，主要來(lái)自電氣線路主體材料的生產(chǎn)工藝和不斷更新升級(jí)。當(dāng)選取消耗相對(duì)更小的線路材料時(shí)，不僅可以將線路的布局進(jìn)行適當(dāng)改善，更能制造電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的科學(xué)合理，設(shè)計(jì)路線的簡(jiǎn)約、實(shí)用，減少了過(guò)多線路運(yùn)行導(dǎo)致的電能損耗，降低了電阻等其他耗電問(wèn)題，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.2 增強(qiáng)對(duì)通用電氣設(shè)備、自動(dòng)化制造設(shè)備以及外界各種環(huán)境因素的安全防護(hù)

安全防護(hù)不僅是用電的基礎(chǔ)原則，也是電氣自動(dòng)化技術(shù)的首要課題。電子設(shè)備使用的環(huán)境能夠影響其自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)行及設(shè)備性能的改變，更是安全防護(hù)的重要環(huán)節(jié)。因此，改善電氣設(shè)備使用環(huán)境，特別是對(duì)使用環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，保證電氣設(shè)備性能。另外，任何設(shè)備的運(yùn)行都不能拋開(kāi)日常維護(hù)和養(yǎng)護(hù)進(jìn)行，對(duì)設(shè)備的各種必要的養(yǎng)護(hù)，是保證電氣工程順利運(yùn)行的基礎(chǔ)，在日常檢測(cè)中，對(duì)暴露的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行檢修，是對(duì)設(shè)備最基礎(chǔ)的養(yǎng)護(hù)工作。

4 電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

4.1 電能調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

自動(dòng)化電能調(diào)度，是指通過(guò)自動(dòng)化的電能配備來(lái)完成電力工程中電力設(shè)備的正常運(yùn)行和穩(wěn)定輸出，因此，設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，電能的調(diào)度和供給是最為關(guān)鍵的。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，將收集的設(shè)備數(shù)據(jù)通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)化成自動(dòng)化和智能化的數(shù)據(jù)。一旦電能調(diào)度無(wú)法自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)，電力系統(tǒng)安全事故發(fā)生，電網(wǎng)的正常運(yùn)行就會(huì)受到很大影響。同時(shí)，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也就無(wú)法發(fā)揮其調(diào)度能力，繼而出現(xiàn)電能重大安全事故，電氣系統(tǒng)運(yùn)行崩潰甚至瓦解，一切設(shè)備將無(wú)法運(yùn)行。因此，電能調(diào)度的自動(dòng)化運(yùn)行的安全，是整個(gè)電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用的首要關(guān)鍵因素。

4.2 電氣自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電廠中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)運(yùn)行中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用最為重要，其控制和監(jiān)控能力得到準(zhǔn)確運(yùn)用。電力系統(tǒng)是非常復(fù)雜的運(yùn)行系統(tǒng)，人工操作和檢測(cè)可能無(wú)法保證運(yùn)行的穩(wěn)定、安全和運(yùn)行效果等。自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)，完成了對(duì)電力系統(tǒng)的全面監(jiān)控和實(shí)時(shí)監(jiān)控，甚至遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作，及時(shí)方便地解決了運(yùn)行中的諸多問(wèn)題。首先，智能電子設(shè)備的運(yùn)用，解決了人工現(xiàn)場(chǎng)管控的問(wèn)題，從安全和預(yù)警等方面有了更大的提高，越是危險(xiǎn)系數(shù)越高的程序，越應(yīng)該通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行操控。其次，集中化的監(jiān)控減少了諸多電子元器件的使用，在減少運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)，降低了電力耗能，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和可控操作提供了幫助。實(shí)際操作中，通過(guò)控制和監(jiān)控作用，接收到具體環(huán)節(jié)重點(diǎn)部位的電氣信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析等，將電氣信號(hào)與計(jì)算機(jī)信號(hào)進(jìn)行對(duì)接轉(zhuǎn)換，將實(shí)際操作信號(hào)傳輸?shù)诫姎庑盘?hào)中，調(diào)控機(jī)組的實(shí)際、具體運(yùn)行情況[5]。

4.3 電氣自動(dòng)化在變電站中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的變電站通過(guò)電纜進(jìn)行作業(yè)，容易影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)供電中斷等問(wèn)題時(shí)，整個(gè)的電力系統(tǒng)也會(huì)受到損壞，更不用談電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行。電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在變電站中，改善了上述問(wèn)題的發(fā)生，其分布配置的方式穩(wěn)定了電能的有效傳輸，更使自動(dòng)化技術(shù)提高了變電站工作效率。自動(dòng)化技術(shù)中的控制和監(jiān)測(cè)功能，不僅保護(hù)了電廠電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，更將運(yùn)行狀態(tài)和具體情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)探查和發(fā)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備、各條線路的運(yùn)行情況，保證故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)解決。通過(guò)實(shí)際操作和運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，變電站自動(dòng)化技術(shù)有以下特點(diǎn)：第一，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化，設(shè)備管理自動(dòng)監(jiān)管運(yùn)行。第二，電氣設(shè)備和計(jì)算機(jī)信號(hào)的相互轉(zhuǎn)化，保證了通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控、監(jiān)測(cè)等工作。第三，用光纖代替變電站傳統(tǒng)的電纜，從信號(hào)接收和采集，到設(shè)備都完成集成化、網(wǎng)絡(luò)化，系統(tǒng)的運(yùn)行更為穩(wěn)定，更為安全。第四，控制和監(jiān)控系統(tǒng)保證了變電站、電廠、電力系統(tǒng)的全面監(jiān)控，促進(jìn)了相互聯(lián)系和運(yùn)行效率。由此可見(jiàn)，電氣自動(dòng)化技術(shù)改善了原有傳統(tǒng)的變電站設(shè)備及操作運(yùn)行，全面控制和全盤監(jiān)控提升了變電站的工作效率，強(qiáng)化了變電站的不斷進(jìn)步和發(fā)展。

4.4 電氣自動(dòng)化在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)電力發(fā)展也得到了較大的進(jìn)步，智能電網(wǎng)的建設(shè)水平得到飛速提高。智能電網(wǎng)，最重要的就是電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化技術(shù)，整體來(lái)看，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用主要通過(guò)以下兩方面來(lái)體現(xiàn)：第一，控制和減少電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成本，在保障電網(wǎng)安全的同時(shí)，提升我國(guó)智能電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益。第二，自動(dòng)化程度的覆蓋保證了對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的全面監(jiān)控，保證了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。通過(guò)自動(dòng)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓、符合的科學(xué)控制，避免了電網(wǎng)運(yùn)行異常和問(wèn)題的發(fā)生。同時(shí)，電網(wǎng)的合理調(diào)度和運(yùn)行，保證了電廠電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，對(duì)于變電站和各大用電企業(yè)、工廠提供了更為穩(wěn)定的能源供給，也就保證了企業(yè)效益和企業(yè)持續(xù)發(fā)展。因此，為了保障這些相互關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)、部門的正常運(yùn)行，通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)提高電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行水平，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更為充足的電力保障。

4.5 電氣自動(dòng)化技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

相較于其他行業(yè)，配電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用尚待開(kāi)發(fā)和大力推廣。對(duì)于配電系統(tǒng)，主要是主站與子站的相互關(guān)聯(lián)和監(jiān)控，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)，整合配套成完善的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，降低人工參與度，減少電力危險(xiǎn)對(duì)人工造成的傷害，同時(shí)提高工作中的難度和強(qiáng)度，在保證配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，提高配電系統(tǒng)的工作效率。

5 提高電氣自動(dòng)化與電氣工程融合運(yùn)用的措施

當(dāng)前，科技發(fā)展和人民生活水平得以進(jìn)步，對(duì)于高品質(zhì)更安全能源的需求，也推動(dòng)和促進(jìn)了電氣自動(dòng)化技術(shù)的升級(jí)和應(yīng)用，為增強(qiáng)我國(guó)綜合國(guó)力提供動(dòng)力。

5.1 電氣工程自動(dòng)化控制

要想使得電子工程自動(dòng)化穩(wěn)定運(yùn)行，就必須掌握其基本組成部分，并強(qiáng)化組成元件的質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全面控制的目的。當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，控制中心將會(huì)在第一時(shí)間做出反應(yīng)，即開(kāi)啟保護(hù)功能，該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是信息的交互性強(qiáng)，可在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的協(xié)助下將錯(cuò)誤的信息傳遞給技術(shù)人員，以便做出應(yīng)對(duì)處理。電氣工程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)需要結(jié)合GPS定位技術(shù)，此時(shí)技術(shù)人員即使不在現(xiàn)場(chǎng)，也可對(duì)工程進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的修改來(lái)控制電氣工程的運(yùn)行。值得注意的是，傳感器獲得的數(shù)據(jù)不僅會(huì)傳遞給技術(shù)人員，而且還可以進(jìn)行智能化分析，掌握電氣工程的運(yùn)行狀態(tài)，避免問(wèn)題的發(fā)生。在大數(shù)據(jù)的應(yīng)用下，電氣工程可獲得精確的技術(shù)人員指令，并根據(jù)要求開(kāi)展相關(guān)工作，改善了管理質(zhì)量。

5.2 電氣設(shè)備自動(dòng)優(yōu)化配置

電氣設(shè)備能夠直接影響到電氣工程的運(yùn)行狀態(tài)，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。初步研究發(fā)現(xiàn)，合理的電氣工程配置對(duì)于提高設(shè)備穩(wěn)定性有著積極的作用。優(yōu)化電氣設(shè)備的配置是當(dāng)前的首要內(nèi)容，傳感器通過(guò)電氣設(shè)備了解產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，做到產(chǎn)品的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)電氣工程運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和分析，如果線路的電流增加明顯，就極有可能出現(xiàn)線路老化，技術(shù)人員需要根據(jù)數(shù)據(jù)的變化去判斷設(shè)備的配置情況，對(duì)于不符合要求的設(shè)備可直接考慮替換。不同電氣工程所采用的設(shè)備不同，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不匹配的現(xiàn)象，技術(shù)人員需要做的是掌握電氣工程的真實(shí)情況，根據(jù)需求采購(gòu)設(shè)備，盡可能確保電氣設(shè)備的質(zhì)量。傳感器屬于重要的電氣設(shè)備，其采購(gòu)過(guò)程需要格外注意，不得因價(jià)格昂貴而使用劣質(zhì)的產(chǎn)品，造成電氣工程自動(dòng)化安全隱患，降低產(chǎn)品的質(zhì)量。

5.3 自動(dòng)化系統(tǒng)故障檢測(cè)

（1）故障自動(dòng)化控制。技術(shù)人員工作任務(wù)繁重，不具備充足的時(shí)間對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的檢查。電氣工程智能化技術(shù)的出現(xiàn)有效地解決了這個(gè)問(wèn)題，可對(duì)故障進(jìn)行自我控制。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，自動(dòng)化技術(shù)可對(duì)電氣工程實(shí)施控制，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，將會(huì)對(duì)故障信息進(jìn)行分析，并傳遞給技術(shù)人員。從以往的情況來(lái)看，電氣工程出現(xiàn)問(wèn)題只能靠技術(shù)人員維修，而維修的過(guò)程只能做到一一排查，浪費(fèi)了大量的時(shí)間，極易引發(fā)安全事故。智能化技術(shù)出現(xiàn)后，設(shè)備故障可進(jìn)行獨(dú)立分析，并主動(dòng)切斷潛在的安全隱患，避免設(shè)備故障對(duì)其他零件造成損傷。另外，智能化技術(shù)將故障的原因和位置發(fā)送至技術(shù)人員手中，技術(shù)人員只需要根據(jù)信息的提醒開(kāi)展維修故障即可，節(jié)約了故障修正時(shí)間。

（2）故障提示與解決。電氣工程中融入了多樣化的科技元素，常見(jiàn)的是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，近年來(lái)，其逐漸與智能化技術(shù)相結(jié)合，在故障的審核和維修方面表現(xiàn)出了積極的作用。要想在第一時(shí)間掌握電氣工程故障的原因和位置，就需要引入智能化技術(shù)，要求相關(guān)的智能軟件相互作用，做好電氣工程全面監(jiān)控的任務(wù)。電氣工程的主要特點(diǎn)是線路繁瑣，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)明確故障的發(fā)生原因，而智能化技術(shù)可根據(jù)電流的變化，分析電氣數(shù)據(jù)，明確故障的具體位置，為后續(xù)技術(shù)人員的故障解決奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。電氣工程智能化是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，其能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提高了問(wèn)題處理的效率，降低了技術(shù)人員的工作壓力。

6 結(jié)語(yǔ)

電氣工程的穩(wěn)定運(yùn)行和效率的提高，主要依賴電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和普及，引導(dǎo)電氣工程智能化程度的不斷推進(jìn)。電氣工程企業(yè)在運(yùn)營(yíng)中，要重視電氣自動(dòng)化技術(shù)的融入和應(yīng)用，提高自動(dòng)化技術(shù)服務(wù)理念，更要加強(qiáng)專業(yè)人員的培養(yǎng)和招聘，提高現(xiàn)有工作人員的專業(yè)能力的同時(shí)，加強(qiáng)管理和綜合素質(zhì)的提升，確保人才儲(chǔ)備，提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著科技進(jìn)步的發(fā)展和電力設(shè)備、電氣材料等的不斷更新和升級(jí)，電氣自動(dòng)化技術(shù)的更新?lián)Q代也在不斷加速。在不斷探索研究下，將電氣工程中的自動(dòng)化技術(shù)不斷完善和發(fā)展，提升電氣工程的自動(dòng)化性能、智能化性能，順應(yīng)信息化社會(huì)的發(fā)展與需求，為電氣工程行業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。