电气自动化技术在电气工程中的应用研究

朱雅娜 郝林娜

（陕西省地方电力设计有限公司 陕西西安 710000）

引言

电气自动化技术是一项融合了电子信息与信息网络技术的技术，对提高工作效率具有非比寻常的意义。目前，电气自动化技术早已不单单在工业方面有着非常的广泛应用，并且在大到高新技术领域小到人们衣食住行中，也都普遍应用，慢慢地成为了影响社会经济发展的关键性因素。

1 电气工程及电气自动化概述

1.1 电气工程

在当下，作为科研领域中的一个热门学科，电气工程已经在高新技术领域之中占有一席之地。其中计算机的发明对于电气工程的发展具有鲜明的历史意义，它不但推动了人类的文明发展，人类跨进信息时代，而且还把这个时代的发展模式进行了一番改变，同时发生改变的是人们的生活模式。

1.2 电气自动化

电气自动化的全称是电气工程及其自动化，属于电气工程中的一门分支学科。在各行各业，电气自动化都被十分普遍的运用，无论是普通电路的铺设，还是航空事业的发展，都离不开它。不难发现，电气自动化技术的发达对于人们生活方式的全新改变，以及国家、民族的伟大复兴都有着不可忽视的重要作用，这也是为什么在电气工程中电气自动化应该得到高度重视的原因。

2 电气自动化在电气工程中的设计理念、特点与原则

2.1 电气自动化设计理念

电气自动化在电气工程中的设计理念主要包括远程监控式设计理念和现场总线监控式设计理念。远程监控设计主要应用于小型电气工程，具有较大的灵活性与可靠性，远程监控可以减少电缆的使用，有利于减少施工材料费用与各种施工成本。在电气工程中，现场总线监控方式的应用较为广泛，通过现场总线监控可以根据间隔不同而选择不同的功能，具有一定的针对性。同时现场总线监控也具备远程监控方式的优点，具有较好的经济性。通过通讯设备将电气智能设备与监控系统相连接可以减少电缆的使用，降低材料成本。现场总线监控的各个装置功能均利用网路予以连接，具有相对独立性、灵活性与可靠性，因此当其中任何一个装置功能发生故障时也不会引起整体系统瘫痪。

2.2 电气自动化设计特点

电气自动化设计的特点主要是利用电子设备的相应连接，以达到相关设置功能自动化目的，同时具有一定的经济性与实用性。如利用微型计算机进行连接，可以使控制与管理人性化、智能化，为现代化生活提供更多的方便，进而为人们生活及各行各业生产提供更好的服务。

2.3 电气自动化设计原则

电气自动化在电气工程中的设计原则有三大点：①设计过程中，应根据市场需求选择适合的电子设备，同时应确保自动化设计的质量过关及美观性，且设计具备操作便捷与安全性；②正确处理电气与机械间的关系是电气自动化设计的基本目标；③应严格遵守电气自动化设计的总原则，以最大程度满足电气自动化在生产产品及工艺方面的要求。

3 电气自动化技术在电气工程中的应用

电气工程具有较大的复杂性，从生产到使用的整体中，包含着大量的复杂程序，通过运用自动化技术能够优化电气工程的管理程序，以便于简化电气工程各个环节，提高了电气工程的运作效率和质量。因此，自动化技术在电气工程中的应用范围扩大，应用逐步效率提高。从当前我国自动化技术发展水平来看，其主要构成要素包括三方面，即自动电压控制系统、自动发电量控制系统与动力机械自动控制。

3.1 应用在发电厂中

在发电厂中，电气自动化技术一般都应用在分散测控系统。所谓分散测控系统，指的是把测控系统分层分布，网络系统的组成主要利用了以太网、远程工作站以及数据通讯系统等单元。在此系统下，监督、控制单元能一目了然地显示在生产过程中，使操作人员的控制变得简单了许多。另外，分散测控系统在收到生产过程中发出的信号之后，将打印运行的数据，操作人员对数据加以分析，就可很快把握是时设备的运营状态，使工作简化，极大程度地提高工作效率。在火电厂中应用该技术，让火电厂向了机、电、炉三位一体的单元制运行模式转变。操作人员在对监控系统进行操作的同时，对机械设备的运作情况相关数据开展及时的分析及汇报，对潜在的安全隐患迅速采取措施。如此一来，就可以不但把火电机组的发电潜能发挥最大化，还能够使其发电机组的维护成本有所减少。同时，统一单元炉机组，不但方便了数据的收集，还让其电网的管理效率得到了提升。

3.2 应用在电网调度中

电网调度的自动化系统分为软件与硬件两部分，其中众所周知，软件一般就是指计算机的网络系统，而硬件则指的是工作站、中心服务器和相关操作设备等。简单来说，所谓电网调度的自动化，就是利用计算机网络系统对电网中的不同业务实行监控和调度。利用区域电力系统网络，把变电站、发电厂和工作站等终端进行相互联系以及契约，对其展开自动化的调度工作。作为市场发展的必要条件，电气自动化技术在电网调度中的应用对于管理者及时收集和分析与电网在运作过程中出现的相关数据提供了很大的帮助，甚至直接影响了电力生产、运营等自动控制的过程，在提升电网调度效率的工作中起到了关键性的作用。

3.3 电气工程中发电厂的分散控制系统应用

自动化控制系统在发电厂电气工程中应用最为明显的就是分散控制系统的应用与推广，该系统的结构是以分层分步式的方式实现对电厂的控制，其主要由高速数据通讯网、过程控制单元、远程控制单元、以太网、远行人员工作站等分布式结构构成，该系统中关键部分是远程控制单元和过程控制单元，前者是由主控模块、输入模块和输出模块等组成的，其中主控模块是借助于总线和冗余智能输入和输出模块来实现系统通讯的，而后者不仅能够实时接受发电厂生产过程中所形成的热电阻、开关量等设备发出的信息并以此为指引进行指令动作，还能够将发出信号中所传达的电气设备的具体运行数据打印出来，为工作人员具体分析运行数据并监控、监测设备运行状态提供支撑。

3.4 电气自动化在变电站中的应用

传统的变电站主要采用人工操作形式进行作业，如在数据收集、整理、分析方面，在监控与信息反馈方面。这种人工形式过于耗时、耗力，工作效率及效益不高。同时过多的人为因素极易导致工作过程中出现失误或错误，工作效率无法保证，也存在较大的安全隐患。此外，进行监控时，人工操作具有一定的局限性，无法进行全面性、直接性监控。在变电站中应用电气自动化技术，大大提高变电站操作效率，其监控技术与能力也相应得到提高，提高变电站运行水平。如以网络计算机替换电磁表装置设备，采用计算机电缆传输数据信号，使得监控与操作可以通过计算机屏幕进行观察与监督，实现运行自动化和管理自动化。

3.5 交流调速系统

交流电机的使用初期，在应用领域交流电机的各项性能都非常实用，特别是在工业上，但是交流电机也存在一定的缺陷，也就是调速相对较困难，尤其是在精确转速时，交流电机不能满足实际的要求，因此人们只能采用直流电机，但是直流电机的缺点是比较容易损坏，且还要定期对电刷进行更换。而在工业中一般都是用交流电，为了使用直流电机还需要配送直流电，在使用起来非常不方便，而在交流调速的方法的推广以及使用有效解决了这个问题，目前交流调速大多采用的是直接控制转矩方法，虽然还不能与直流电机相比较，但已经能应用于更广泛的场合。

4 结语

总而言之，电气工程作为一个国家现代化科学技术发展水平的关键性标志，其电气自动化技术水平体现了现代化生产水平的发展程度，它不但是现代电气工程发展的重要支点，也是众多工业技术进步的前提条件与源泉。是以，在这么多年来，我国电气工程中电气自动化的应用也得到了相当快速的发展，并且在各行各业之中的应用也变得愈来愈广泛。

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