電氣工程及其自動化施工關鍵技術

宋廣涵 陳巖

國網上海市電力公司青浦供電公司 上海 201799

引言

自動化施工關鍵技術是指利用先進的計算機技術，智能控制電氣工程的運行、設計和施工，將電氣工程的運行整合為全面的信息數據。通過對這些信息數據的控制與處理，可以更準確地了解電氣工程的建設過程。此外，自動化施工關鍵技術還可以動態(tài)監(jiān)控電氣工程的運行，最大限度地提高電氣設備運行的穩(wěn)定性。現(xiàn)階段，隨著科技水平不斷提高，我國已經逐漸進入自動化和智能化的時代，自動化施工關鍵技術在電氣工程領域已經取得了一定的成效與進展。同時，我國許多高校也設立了相應的電氣工程自動化專業(yè)，培養(yǎng)了大批具備高能力、高水平、高素質的專業(yè)技術人才。然而，由于我國自動化施工關鍵技術發(fā)展較晚，無論是在制度管理還是設施方面都并不完善，電氣工程施工技術還存在一定的缺陷、施工自動化水平不高、相關施工和管理經驗不足、電氣工程自動化工程的復雜性和集約化，這些因素都對自動化施工關鍵技術的應用提出了更高的要求，大大增加了電氣工程的建設風險以及工程量，引發(fā)了更多未知的危險。另外，電力工程設計施工單位中人員不平衡現(xiàn)象普遍存在，部分電力工程技術人員的專業(yè)水平較低，無法很好地保證工程質量。除此之外，部分電力企業(yè)缺乏嚴格的物資設備管理，容易導致不必要的電氣工程事故的發(fā)生。由此，為了提高自動化施工關鍵技術在電氣工程中的有效應用，企業(yè)需要對其一定的技術研究和分析，以此來實現(xiàn)電氣工程的進一步發(fā)展。

1 概述電氣工程及其自動化施工關鍵技術

與傳統(tǒng)設計相比，現(xiàn)階段我國的能源系統(tǒng)進入了智能化發(fā)展階段，電力工程的施工環(huán)境更加復雜，需要考慮更多的因素，自動化施工關鍵技術具備復雜性、精細化、復合性等多個特點。其中，復雜性主要體現(xiàn)在自動化施工關鍵技術在施工環(huán)境方面的應用。一般情況下，電力工程都會橫跨我國多個省份和地區(qū)，不同地區(qū)之間的地理差異和環(huán)境差異較大，施工單位需要掌握不同環(huán)境下自動化施工關鍵技術的應用方法，以此來提高電氣工程的質量和效率。此外，從整體層面出發(fā)，電氣工程具有以下幾個特征：自我維修性、兼容性、安全性、交互性和成本效益。自我修復特性使電氣工程能夠主動診斷和解決故障，因此具有非常重要的地位和修復能力。兼容性功能主要能夠使電氣工程與電源生產方法和設備類型完全兼容。如果主電源出現(xiàn)故障，兼容功能可以確保電源的穩(wěn)定性和安全性，使電源保持良好狀態(tài)。在交互功能方面，其提供了良好的用戶體驗，大大提高了電源管理功能。成本效益在一定程度上提高了電力利用率，降低了電氣工程的運營和維護成本。自動化施工關鍵技術不僅包括智能配電和電力轉換，同時還包括電力故障維修管理自動化等更為專業(yè)的技術，能夠根據實際情況自主選擇適當的技術進行應用。在電力工程自動化系統(tǒng)的開發(fā)過程中，企業(yè)要嚴格遵守理論知識和專業(yè)技術的實施標準，根據電力系統(tǒng)制定的要求，完善智能電力系統(tǒng)的技術特點。在傳統(tǒng)電氣工程中，生產過程的測量活動和輔助保護措施相對獨立，必要時可以將過程的各個部分連接起來，從而發(fā)揮其真正的作用。但是，在這種情況下，會大大降低電氣工程的自動化程度，而且在生產過程中經常發(fā)生故障和錯誤，總體性能非常一般。但是，隨著自動化施工關鍵技術引入后，控制系統(tǒng)和控制平臺可以實現(xiàn)完美、有效的結合，此模式綜合了硬件模式和程序模式，提高了控制和管理的性能和效果，主要改進部分可以很好地實現(xiàn)項目目標。由此，企業(yè)需要認真分析施工過程中施工的基本要求，做好施工過程的管理和控制，及時做好后續(xù)應用服務，充分發(fā)揮出自動化施工關鍵技術的優(yōu)勢和功能。

2 自動化施工關鍵技術在電氣工程中的具體應用

自動化施工關鍵技術在電氣工程中廣泛使用，相比較其他領域，更多地應用在電力系統(tǒng)中，主要是電氣監(jiān)管系統(tǒng)、發(fā)電廠、電網調度、變電站、配電系統(tǒng)等，不僅給城市居民帶來了更多的便利與幫助，而且還在一定程度上促進了社會的進步。因此，企業(yè)有必要對自動化施工關鍵技術進行詳細、深入、透徹的分析和研究，以便更好地應用于電氣工程，實現(xiàn)持續(xù)、不間斷的發(fā)展。

2.1 利用自動化施工關鍵技術管理分布式電氣監(jiān)管系統(tǒng)

分布式電氣監(jiān)管系統(tǒng)可以利用自動化施工關鍵技術自主控制電氣系統(tǒng)的運行。分布式電氣監(jiān)管系統(tǒng)的核心功能是在電氣系統(tǒng)運行工作的過程，實現(xiàn)對電氣零部件的系統(tǒng)監(jiān)視和管理，不僅能夠24h不間斷地監(jiān)控其運行狀態(tài)，而且還可以觀察并記錄存儲下各個電氣部件的工作數據。分布式監(jiān)控裝置通常在電氣系統(tǒng)中使用分層結構裝置，通過對控制設備的檢測和調整，大大提高了電氣工程的穩(wěn)定性[1]。

2.2 配電管理系統(tǒng)自動化

與配電網自動化和通信系統(tǒng)一起提高配電網的自動控制能力。在配電管理系統(tǒng)自動化中，交互作用對提高配電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性起著重要作用。但是，其他配電自動化工具的實施存在一定的局限性，大大增加了故障發(fā)生的概率與頻次。此外，后續(xù)的維護檢修工作難度較大，要求非常嚴格，在操作和維護過程中無法實現(xiàn)最佳的自動化和分布式目標。面對這一嚴峻現(xiàn)象，企業(yè)需要深入分析和研究自動化施工關鍵技術，實現(xiàn)配電管理系統(tǒng)的自動化，使電氣工程可以在正常模式下有效地管理系統(tǒng)，進行遠程調度和自動化控制。另外，地理定位和故障監(jiān)控等功能夠使電氣工程有效地、準確地完成與整個配電系統(tǒng)的交互，從而提高管理的作用，這是提高配電系統(tǒng)安全運行的重要措施[2]。

2.3 變電站電氣自動化的使用

變電站是電壓變化的地方，變電站在電氣自動化方面的應用主要是指利用自動化處理技術、自動控制技術和信息傳輸技術全面監(jiān)控變電站各種電氣設備及其運行情況，自動化施工關鍵技術在變電站的應用體現(xiàn)在數據收集、數據處理、數據傳輸等方面。在智能計算機的幫助下，電氣工程擁有了其專屬的、獨立的、完善的變電站控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點是使用計算機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械設備，使用智能自動控制技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手動控制，不僅在很大程度上提高了運行效率，而且還增強了各種電器元件的安全性和穩(wěn)定性。變電站具有轉換電壓和分配電力的功能，主要是為特定電氣設備和用戶供電。變電站電氣自動化的應用主要是利用現(xiàn)代智能技術實現(xiàn)全面自動化監(jiān)控，同時還可以檢測變電站的設備和環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)潛在的危險和問題，大大減少停電用戶的損失。與此同時，繼電保護裝置中也適用于設備的自動檢測和設備故障的自動記錄，因此在自動化施工關鍵技術的幫助下，該技術的使用范圍和深度將會不斷擴大。其中，設計原則是利用自動化施工關鍵技術或計算機硬件系統(tǒng)取代現(xiàn)有的人工作業(yè)，避免變電站運行過程中出現(xiàn)誤差和速度減慢，及時發(fā)現(xiàn)對策不科學等一系列弊端，加強整體管理協(xié)調，提高自動化控制水平。具體而言，應用自動化施工關鍵技術后，變電站的工作是全方位、多層的，能夠在保證系統(tǒng)電力工作安全穩(wěn)定的同時，對各項工作和問題可以進行系統(tǒng)的、智能化的分析與研究，最終展現(xiàn)為可視化和智能化。變電站從數字化發(fā)展到智能化，實現(xiàn)了電子變壓器、組合裝置和初級設備的高效應用[3]。

2.4 電力自動化技術在發(fā)電廠的應用

目前，我國的發(fā)電廠分為火力發(fā)電廠和水力發(fā)電廠。不同的電廠類型在發(fā)電原理上有很大差異，使用的發(fā)電設備也不同，這意味著自動化技術的應用也有一定的差異。對于火力發(fā)電廠來說，自動化系統(tǒng)必須覆蓋所有信息數據，才能保護電氣設備。此外，自動化施工關鍵技術還必須實現(xiàn)鍋爐、發(fā)電機等相關設備的自動控制。對于水電站來說，主要利用水輪機、調速器發(fā)電。這種電廠自動化控制比較簡單，直接采用短板自動化即可。與此同時，還可以使用梯子式系統(tǒng)自動控制發(fā)電設備。自動化施工關鍵技術在電廠的應用可以提高發(fā)電效率，加強電廠運行的安全性[4]。

2.5 電網調度自動化

電力自動化在電廠的應用主要是通過傳輸系統(tǒng)內部的電子信息來實現(xiàn)反饋電阻信號采集，優(yōu)化系統(tǒng)結構，以達到高效、低成本的目的。在網格調度中，首先要收集和記錄原始數據，然后通過大數據進行整合和優(yōu)化，最后與歷史周期模型進行比較，預測網格的負載容量。自動化施工的核心技術在能源網絡的分配中起著很大的作用，不僅提高了工作的整體效率，而且推動了整個電力系統(tǒng)的運行效率。此外，自動化施工關鍵技術的應用也包括遠程控制方面。遠程監(jiān)控可以自動顯示反饋信息，在控制界面上，單個對象和設備的實際操作可以準確、及時地反映在可視化信息平臺上。另外，在電網的合理調度中，企業(yè)必須保證電網運行的經濟性和合理性，旨在提高電網運行效率，保證電網運行的穩(wěn)定性和安全性。同時，企業(yè)能夠利用自動化技術監(jiān)測各電氣設備的運行狀態(tài)和相關數據信息，分析數據信息，計算電氣系統(tǒng)的負荷。除此之外，企業(yè)還可以利用自動化技術監(jiān)測電氣設備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)電網故障，并結合實際情況采取合理措施，確保電網正常運行[5]。

3 促進電氣工程及其自動化施工關鍵技術發(fā)展的對策

3.1 逐步完善電氣工程和自動化功能

為了進一步促進電氣工程以及自動化施工關鍵技術的應用，企業(yè)有必要建立科學、合理、統(tǒng)一的自動化系統(tǒng)。具體而言，要根據企業(yè)的實際情況，適當引進該領域的先進技術，使管理走上科學高效的道路，有效實施電力系統(tǒng)運行初期所需的設計流程應用系統(tǒng)模型，促進我國電氣工程及其自動化的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 提高電氣自動化系統(tǒng)的綜合能力

要想提高電氣自動化系統(tǒng)的綜合能力，可以通過兩種方式完成此操作。首先，不同企業(yè)之間使用相同的電氣工程和自動化系統(tǒng)平臺，便于與企業(yè)資源共享數據，提高整個電氣產業(yè)的發(fā)展水平。其次，通過對電氣工程和自動化人員的培訓，提高知識和能力水平，使員工不僅能夠工作，而且能夠自主創(chuàng)新新技術、新產品，實現(xiàn)整個電氣工程的自動化。

3.3 完善電氣自動化系統(tǒng)，提高生產力

目前，在我國建筑電氣工程和自動化方面，與其他發(fā)達國家相比，我國仍然存在一些不足，由此，可以適當借鑒國外先進技術，以此來完善電氣自動化系統(tǒng)。當然，企業(yè)還可以通過改進編程方法來完善自動化系統(tǒng)。同時，信息和數據共享也是完善電氣自動化系統(tǒng)的手段之一。電氣工程在數據和信息通信方面的障礙對這個行業(yè)的發(fā)展產生了很大影響。如果在電氣工程和自動化領域共享數據和信息，能夠大大促進中小企業(yè)的發(fā)展。此外，信息共享會增加企業(yè)之間的溝通，從而使得電氣工程自動化技術發(fā)生創(chuàng)新。

4 結束語

為了進一步提高電氣工程及其自動化施工關鍵技術的發(fā)展，相關企業(yè)不僅要在理論知識的學習上打下堅實的基礎，同時在實際工作中也要不斷總結經驗。要在現(xiàn)有自動化技術的基礎上不斷改進和創(chuàng)新，有效解決電氣工程及其自動化中存在的問題，使電氣工程及其自動化更好地服務于當前的工業(yè)生產，給人們帶來便利，促使電氣工程及其自動化的更好發(fā)展，以此來實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化技術走向國際化、走向全球化的目標。