莊智

摘 要 電氣工程是支撐資源開發(fā)和輸送的重要基礎(chǔ)，在維護能源安全中所發(fā)揮的作用是無可替代的。正因為如此，本文將以電氣工程的發(fā)展為切入點，從電氣自動化應(yīng)用的角度出發(fā)，分析電氣自動化的基本內(nèi)涵，并列舉出其應(yīng)用現(xiàn)狀，分析其未來的發(fā)展方向，以期能夠給相關(guān)從業(yè)人員帶來有利的參考和幫助。

關(guān)鍵詞 電氣自動化 電氣工程 電網(wǎng)調(diào)度

中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）01-0022-03

在工業(yè)化和城市化發(fā)展的大背景下，當下各類產(chǎn)業(yè)建設(shè)和群眾生產(chǎn)生活對資源開發(fā)的需求，相較于以往而言，也有了更加明顯的調(diào)整和轉(zhuǎn)變，不再以簡單的量化生產(chǎn)為本位，而是更加強調(diào)質(zhì)量和技術(shù)的升級，這種變化也給企業(yè)的創(chuàng)新提供了更加鮮明的思路。電氣自動化技術(shù)作為支撐傳統(tǒng)能源和工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，在這種情況下也應(yīng)當受到更加高度的重視和關(guān)注，企業(yè)應(yīng)當進一步關(guān)注電氣自動化技術(shù)在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用，了解現(xiàn)階段存在的不足，并對未來的發(fā)展主線予以確認。

1 分析電氣工程與電氣自動化的基本內(nèi)涵

1.1 概述

電力向來是支撐各行各業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，在現(xiàn)代科技的引導(dǎo)下，電力也實現(xiàn)了廣泛的延伸和拓展，無論是應(yīng)用水平還是應(yīng)用領(lǐng)域，都呈現(xiàn)出了縱深的趨勢。與此同時，電氣工程也在高新技術(shù)的開發(fā)中占有一席之地，電氣自動化就是電氣工程及其自動化的簡稱，已經(jīng)與社會發(fā)展的各個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了深度的結(jié)合，例如航空航天和家電制造等等。這一技術(shù)的轉(zhuǎn)型與升級，不僅可以降低工作人員的勞動強度，同時也可以進一步提高電氣的產(chǎn)能和效率。

1.2 基本特點

電氣自動化技術(shù)集合了信息學和語言學等多個方面的內(nèi)容，而且也在計算機的支撐下，變得更加具有可操作性和實驗性。這也就足以說明，電氣自動化技術(shù)涵蓋了諸多領(lǐng)域，其自身的難度和復(fù)雜程度也是顯而易見的。電子信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是當下電氣自動化的重要支撐，需要針對硬件和軟件作出合理的規(guī)劃，并設(shè)計出有效的運行方案。除此之外，電氣自動化技術(shù)對現(xiàn)代電子的依賴是尤為明顯的，之所以會出現(xiàn)這一現(xiàn)象，主要原因在于電子計算機技術(shù)本身就支撐著電氣自動化系統(tǒng)的正常運維，而且采用了不同類型的傳感器。

2 分析電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的電氣工程建設(shè)中，當數(shù)量較多的獨立設(shè)備在完成了各自的配件制作之后，操作主體也會根據(jù)這些配件進行組合，最終完成產(chǎn)品的輸出，但電氣工程的發(fā)展本身就牽涉到社會的各個層面，人工作業(yè)會限制加工的精確性和準確性，即便是組合了成品也有可能出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問題，而且也無法保證完成的速度和效率。但在電氣自動化技術(shù)的引導(dǎo)下，數(shù)量眾多的制造體系能夠有效地整合到一起，形成一個先進的現(xiàn)代化系統(tǒng)，并借助計算機技術(shù)，自動控制現(xiàn)場的各項生產(chǎn)，實現(xiàn)勞動力的大幅度解放，讓操作人員可以把時間和精力花費在更為高精尖的研究上。在這里，電氣自動化技術(shù)對人為勞動力的要求并不十分嚴格，然而卻依舊可以有效的控制施工的成本，能夠進一步提高加工的精確度。但不可否認的是，由于電氣自動化技術(shù)的研究需要緊跟時代發(fā)展的潮流和腳步，所以也需要吸引更多的創(chuàng)新型人才參與到科研事業(yè)中，將科技成果有效的轉(zhuǎn)化化為生產(chǎn)力。部分企業(yè)也需要從傳統(tǒng)的理念中尋求改革和創(chuàng)新，要注重對長線投資的規(guī)劃設(shè)計，積極引進手段，凸顯出自身的核心競爭力。

2.1 電網(wǎng)調(diào)度的自動化

電網(wǎng)調(diào)度自動化的實現(xiàn)有賴于計算機網(wǎng)絡(luò)自動監(jiān)控體系的建設(shè)，能夠有效置換傳統(tǒng)的人工勞動力，利用網(wǎng)絡(luò)把整個系統(tǒng)的調(diào)度中心、變電站和工作站充分連接到一起，然后再展開靈活的調(diào)節(jié)和處理。在這里，調(diào)度中心必須要配備能夠連接所有設(shè)備的計算機，而且還要讓計算機與中心服務(wù)器和大顯示屏器交叉滲透，并輔之以高效率的工作團隊，對專屬局域網(wǎng)進行控制，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動調(diào)整。也就是說，電氣自動化技術(shù)可以針對電氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)展開評估和監(jiān)督，并根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)對電力負荷情況作出預(yù)測，由此為切入點展開靈活調(diào)整，讓發(fā)電控制環(huán)節(jié)能夠省略許多繁瑣的步驟。值得注意的是，電氣工程對數(shù)據(jù)的采集和處理，必須要緊跟系統(tǒng)運行的規(guī)律，只有這樣才可以及時應(yīng)對用戶的多元化需求。

2.2 變電站自動化

傳統(tǒng)的變電站是以人工操作為主的，無論是監(jiān)控還是最終的信息反饋，都需要依靠操作人員來完成，而數(shù)據(jù)的收集和整理，也都需要依靠主體來實現(xiàn)，并沒有滿足變電站全局監(jiān)控的需求。但在電氣自動化技術(shù)的引導(dǎo)下，變電站能夠用新的手段來實現(xiàn)自動監(jiān)控，可以明顯的提高運維的效率和質(zhì)量，借助權(quán)威設(shè)備來代替之前的電磁裝置，讓操作和監(jiān)視的過程能夠變得屏幕化。同時，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，也可以用計算機電纜的形式來收取信號，排除外界的干擾和影響。

2.3 發(fā)電廠測控系統(tǒng)的自動化

發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)大多都是以分層分布的結(jié)構(gòu)為主的，能夠在太網(wǎng)、運行工作站、高速通訊網(wǎng)以及過程控制單元的幫助下，實現(xiàn)分散測控的目標。在這其中，過程控制單元能夠直接影響電力的生產(chǎn)和輸送，及時反映出設(shè)備的運行狀態(tài)，并打印好相關(guān)的參數(shù)，快速的傳輸信號，由此來實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動，滿足連鎖性保護和控制的需求。對于工作站本身來講，主要依靠工程師和運行員這兩種工作人員，目的是為了提供人機接口，在控制單元的引導(dǎo)下，也可以直接對故障進行診斷和維護。

2.4 配電系統(tǒng)自動化

近些年來，配電系統(tǒng)中的自動化技術(shù)應(yīng)用規(guī)模在不斷的擴大，電氣技術(shù)發(fā)揮的優(yōu)勢也愈發(fā)明顯。當下，配電管理和集中監(jiān)控的交叉滲透是較為常見的開發(fā)形式，與此同時還有集中監(jiān)控的配電自動化電氣工程，之所以會出現(xiàn)這一現(xiàn)象，主要原因在于這兩者的結(jié)構(gòu)都是分布式的，可以更為有效的連接主站和子站，而且在時間上也更加具有統(tǒng)一性和連貫性，進一步推動了電力系統(tǒng)的集中化發(fā)展。除此之外，就地控制配電自動化技術(shù)也是不可忽視的一個環(huán)節(jié)，能夠適用于不同類型的配電網(wǎng)系統(tǒng)，保證運行的高效性和安全性，滿足群眾的生產(chǎn)生活與工作需要。

2.5 維護系統(tǒng)自動化

將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用在電力工程建設(shè)中，不僅能夠推動監(jiān)理工程行業(yè)的長效發(fā)展，同時也能為電力系統(tǒng)的正常運行提供有效的保障。與傳統(tǒng)的電氣技術(shù)相比，電氣自動化技術(shù)的優(yōu)勢更加突出，最典型的特征就是能夠最大限度的滿足電氣設(shè)備對性能的實際需求。除此之外，電氣自動化技術(shù)在電力工程建設(shè)當中的應(yīng)用還可以將出傳統(tǒng)的電力設(shè)備進行優(yōu)化和創(chuàng)新，并且還能使電力工程管理工作的效率得到提升，促使電力工程管理工作在開展的過程中可以更加科學和完善。電氣設(shè)備的維護工作是電力工程管理工作的重要組成部分，同時也是電力系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)保障，如果能夠?qū)㈦姎庾詣踊夹g(shù)應(yīng)用在電力設(shè)備維修中，由于自動化技術(shù)主要是通過計算機設(shè)備進行操控，這時就可以通過計算機對電氣設(shè)備進行控制，從而實現(xiàn)維修和管護的作用。相關(guān)的技術(shù)人員在對電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)進行調(diào)節(jié)時，就可以直接在計算機設(shè)備上操作，這樣不僅能夠提高維護工作的效率，還能降低電氣設(shè)備的維護成本。

2.6 繼電保護系統(tǒng)自動化

繼電保護系統(tǒng)最大的優(yōu)勢就是電力系統(tǒng)在運行的過程中如果出現(xiàn)意外或者運行故障時能夠第一時間做出反饋，并且還能將故障系統(tǒng)與正常運行的系統(tǒng)進行剝離，這樣就可以為電力系統(tǒng)的正常運行提供保障。然而在電力系統(tǒng)運行過程中，由于相關(guān)的工作人員缺乏對繼電保護系統(tǒng)的定期檢修，導(dǎo)致繼電保護系統(tǒng)的價值并未得到充分體現(xiàn)，這樣不僅為電力系統(tǒng)的運行埋下了安全隱患，同時還會對工作人員的人身安全造成威脅。如果能夠?qū)⒗^電保護系統(tǒng)與繼電保護系統(tǒng)相結(jié)合，就能夠利用自動化技術(shù)對電氣設(shè)備的運行進行實時監(jiān)控，并且還能通過后臺系統(tǒng)實現(xiàn)對電氣設(shè)備的遠程操控，這樣才能體現(xiàn)出繼電保護系統(tǒng)的優(yōu)勢，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的保護作用。

3 分析電氣自動化在電氣工程中體現(xiàn)的設(shè)計理念

首先是集中監(jiān)控式設(shè)計理念。一般情況下，電氣工程的運行維護是尤為簡潔的，對控制站并沒有提出過于嚴格的要求，所以系統(tǒng)的勾畫也并不復(fù)雜。再加上，電氣工程本身就是把功能集中在處理器內(nèi)，進行合理的調(diào)度和分配，所以處理器承擔的任務(wù)是最為繁重的，速度也會受到明顯的干擾。當電氣設(shè)備接受監(jiān)控的時候，如果監(jiān)控對象大幅度增加，那么主機的效率就會大幅度降低，這也會讓電纜的數(shù)量有所上漲，會明顯提高投資成本。除此之外，長距離的電纜也有可能會破壞系統(tǒng)的可靠性和安全性。因此，集中化監(jiān)控式設(shè)計理念的應(yīng)用是更為合理的。

其次是遠程監(jiān)控式設(shè)計理念，這一理念具有明顯的靈活性和開放性特征。從上文的敘述中可以看出，電氣工程已經(jīng)減少了電纜的使用數(shù)量，由此來控制了成本和造價，但由于電氣工程的現(xiàn)場總線通訊速度相對較慢，且信息量較大，所以遠程監(jiān)控也僅僅適用于系統(tǒng)監(jiān)控量較小的電氣工程，并不符合電氣自動化控制系統(tǒng)的需求。

最后是現(xiàn)場總線監(jiān)控設(shè)計理念。現(xiàn)階段，現(xiàn)場總線和以態(tài)網(wǎng)這些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在電氣工程自動化發(fā)展中的應(yīng)用是最為廣泛的。運用現(xiàn)場總線監(jiān)控設(shè)計理念，能夠發(fā)揮出比遠程監(jiān)控更加明顯的靈活優(yōu)勢，既可以減少設(shè)備的隔離，也可以保證通訊和信號傳輸?shù)乃俾?，是未來電器自動化發(fā)展的主流趨勢和方向。也就是說，總線監(jiān)控技術(shù)本身就具有一定的遠程特點，當安裝電氣設(shè)備的時候，電纜只需要對其進行分別連接，就可以實現(xiàn)全天候的監(jiān)督和管理[1]。同時，現(xiàn)場總線監(jiān)控技術(shù)對設(shè)備的需求量大大減少，這也就降低了投資的成本。從運行的角度來看，不同的設(shè)備彼此之間并沒有實質(zhì)性的聯(lián)系，即便是一臺機器出現(xiàn)了故障，也不會影響到其他器材的運轉(zhuǎn)。

4 分析電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用前景

4.1 一次設(shè)備智能化發(fā)展

通常情況下，一次設(shè)備和二次設(shè)備的安裝距離有可能達到幾十米甚至是幾百米，兩者之間的對接通常會依靠電纜來完成，而且也對電流提出了尤為嚴格的要求。但電力一次設(shè)備的智能化發(fā)展，可以拉近設(shè)備與設(shè)備之間的距離，節(jié)約了控制電纜和電力信號的電纜量，有效的降低投資，拓展電力企業(yè)的經(jīng)濟效益[2]。

4.2 一次設(shè)備在線監(jiān)測

發(fā)電機、斷路器和變壓器這些一次設(shè)備通常都需要接受參數(shù)上的無間斷檢測，這也就意味著，在對設(shè)備展開在線運行監(jiān)控的時候，還要針對一些重要的參數(shù)做出評估和預(yù)測，由此來排查潛在的風險和隱患，對可能的故障做出一定的預(yù)判，由此來延長保養(yǎng)周期，為后續(xù)的檢修奠定堅實的基礎(chǔ)。

4.3 光電式電力互感器的應(yīng)用

電力互感器能夠在一定比例的引導(dǎo)下，將輸電線上的大電流和高壓電，降低到標準值范圍內(nèi)，但在這一調(diào)節(jié)過程中，電力互感器也存在一些亟待解決的問題。首先，當電壓等級相對較高的時候，電力互感器難以實現(xiàn)完全的絕緣。其次，由于電力互感器自身的信號動態(tài)變化范圍較小，所以一旦到達了飽和狀態(tài)，信號發(fā)生畸變的可能性就會大大提升。而且，光電式電力互感器的信號輸出也較為有限，還會受到電磁絕緣性差這一技術(shù)上的限制，所以也需要在未來得到進一步的優(yōu)化和升級。

總之，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用是我國電氣工程未來主要的發(fā)展方向，并且還會呈現(xiàn)出分布式、信息化和開放化的特點。分布式的發(fā)展特點一般都會體現(xiàn)在電氣自動化技術(shù)的結(jié)構(gòu)上，分布式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢就是可以確保自動化后臺系統(tǒng)中的各個模塊能夠獨立運行，將可能存在的系統(tǒng)風險進行分散，這樣就能提高電力系統(tǒng)運行的安全性。信息化的發(fā)展特點主要體現(xiàn)在將各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息進行集中處理，同時還可以在信息技術(shù)的輔助下對電氣自動化技術(shù)進行集成化的管理。開發(fā)式的主要特征體現(xiàn)在電力工程系統(tǒng)在設(shè)備的外部有連接口，這樣就可以通過外網(wǎng)進行操控?，F(xiàn)如今，電力工程系統(tǒng)一般都是通過這三種方式實現(xiàn)電氣自動化，這樣才能為電氣工程系統(tǒng)的正常運行奠定良好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，持續(xù)性推動電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用是合理且必要的舉動，這是保障我國資源輸出穩(wěn)定的應(yīng)有之策，也是塑造企業(yè)核心競爭優(yōu)勢的有效措施。本文從電網(wǎng)調(diào)度的自動化、變電站的自動化、發(fā)電廠的自動化、配電系統(tǒng)的自動化等角度，論述了電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用要點，充分結(jié)合了我國電氣工程的現(xiàn)狀，具有理論上的合理性與實踐上的可行性，能夠作為從業(yè)人員的參考依據(jù)。在未來，企業(yè)也需要加大人才的吸引力度。

參考文獻：

[1] 暢攀.淺析智能化技術(shù)在電氣工程自動化中的應(yīng)用[J].電子測試，2020，441（12）：115-116，126.

[2] 王華，羅芳.試析電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用[J].名城繪，2019（08）：502.