浅析电气自动化在电气工程中的应用

陈红伟

【摘 要】 在现代社会，电气自动化的发展有效推动了我国社会经济水平的发展，各类新理论、新技术也开始应用在了电气自动化之中，作为现代电气工程行业的重要技术电气自动化技术，只有在原技术上有所创新，才能推荐电气工程的进一步发展。但是，与国外发达国家相比而言，我国的电气自动化技术还相对落后，在未来阶段下，需要积极借鉴国外发达国家的发展经验，开拓新技术、新理论，培养一批专业的技术人员与管理人员，这样才能够推动电气自动化技术在电气工程中的应用。

【关键词】 电气自动化；电气工程；应用

電气自动化水平的提高促进了电气工程的发展。电气工程是一门综合性学科，涉及到了电子技术、电工、计算机工程等等内容，要求相关的工作人员要有更高的技术。现在电气自动化技术被运用到越来越多的领域当中，包括工业、大型的商城、大型的铁路、客运车站等。随着计算机技术的发展，电气自动化技术也日趋完善，并随着智能化技术的进步走上了智能化的道路。但与发达国家相比，我国的电气自动化水平还存在一定的差距，所以我国必须加快电气自动化技术在电气工程中的应用，推动电气工程的不断发展。

一、电气工程与电气自动化技术概述

（一）电气工程

电力系统规模的扩大以及不断发展的电气自动化技术，使得我国目前的电力系统的调节形式已经有所改变，在强调安全保护和过程自动调节的基础上，越来越注重电气工程对电力系统的容量的高要求，即为实现综合自动化管理工作的新要求以及加强经济调度系统的稳定，电力自动化系统的单机容量要超过20万千瓦。

（二）电气自动化技术

电气自动化主要应用于工业的控制系统，是指在无需技术人员直接手动操作的情况下，机器设备可以自动运行，并在生产管理的过程进行自动检测、自动处理信息并根据实际进行分析判断等。各项自动操作过程中几乎不存在人的操作，而是采用机器来制作、运行工程控制系统。所谓电气自动化技术是指利用电气设备元件实现顺序控制和时间控制的过程，是指电气技术、设备以及电力自动化技术等有关方面的内容。自动化系统的设计、调试、维护和产品开发以及电力技术的管理应用方面对自动化技术的应用越来越多。

二、电气自动化在电气工程中的设计理念

（一）远程监控式设计理念

远程监控系统是指通过一个电脑终端对所有其他地方的设备进行控制的技术。在电气工程中应用这种设计理念不仅可以大幅度减少电缆的增加量，还可以节约安装及材料方面的成本支出，产生较高的组态灵活性和可靠性，并实现高效益的生产规模。但由于电气工程中电气通讯量比较大，且现场总线通讯速度较低，在遇到信号较差的地方时就会限制这种远程监控式的功能。所以远程监控式的设计理念只能应用于系统监控相对较小的电气工程中，而不适用于建立全长自动化的控制系统。

（二）集中化监控式设计理念

所谓集中化是指所有的运行项目都在一个系统中运行。具有操作简单、对控制站方面的要求较低、系统运行及维护方便的特点。单个分散的监控无论是处理器的安装，还是电缆的连接，都非常繁琐，而且众多的电缆搅合在一起，对于处理速度会造成严重影响，不但使得投资成本增加，而且还使系统的安全可靠性能下降。而将集中化的监控式设计理念应用于电气工程中不仅可以减少成本支出，还方便实行统一监控，促进电气工程的有序运行，满足工程的需要。因此集中化监控式的设计理念被广泛应用于电气工程中。

（三）现场总线监控式设计理念

现场总线监控式技术是现阶段电气工程中应用最为广泛的一项技术，具有高效性。该项技术是建立在电气工程实际应用基础之上的，不同间隔采取相对应的技术性措施。在具体操作中，主要采取现场安装的工作方式，电缆连接方式要不断优化，以有效地降低电气工程设备的投入成本。在简化电缆连接方式，并降低设备投入的同时，还要减少设备的隔离以及端子柜的使用，不但提高了电气工程安全可靠运行，而且增加了电气工程的运营效益。

三、电气自动化技术应用要点

（一）集中式监控技术

集中式监控技术即通过同一个监控系统来完成对各项目监控管理的技术，与常规监控技术相比其具有操作简单、维护简便以及对工作环境要求低等优点，现在已经被广泛的应用到各类电气工程中。如果在电气工程中选择此种监控技术，与其他监控技术相比需要更多的处理器，并且也会增加工程所需材料，无论是在成本还是工作量上都会增多，导致最终应用效果不能得到很好的控制。从整体上来说，集中式监控技术在电气工程中的应用，对提高电气工程质量具有重要作用。

（二）远程监控技术

远程监控技术即通过电脑终端对其他地方设备运行进行控制的电气自动化技术，此种技术在电气工程中的应用，能够在一定程度上降低工程建设成本，提高工程经济效益。另外，远程监控受空间因素影响比较小，其在电气工程中的应用，基本上可以完成弥补地空间距离上的缺陷，使整个控制工作更顺畅。在应用远程监控技术时，可以发现此种技术受通讯信号以及通讯量等因素影响比较大，如果电气工程规模相对较大，并且建设地点相对特殊，此种技术适用性就会降低，主要适用于规模较小的电气工程。

（三）现场总线监控技术

现场总线监控技术即在工程建设过程中，以不同间隔实际需求来确定相应管理措施的技术，在管理上具有更强的针对性，是所有监控技术中应用最为广泛的一种，对改善工程质量具有重要意义。如果选择此种技术应用到电气工程中，需要进行现场安装，同时因为一切从实际需求出发，可以在保证工程质量的同时控制成本。另外，因为此技术的应用主要是以实际问题来确定合适的管理措施，不同工程内容之间不会相互影响，这样即便是工程中某一设备出现故障，也不会对其他设备造成影响，可以保证电气工程的顺利进行。

四、电气自动化技术在电气工程的应用

（一）电网调度中应用

电气自动化技术在电气工程的应用，主要是通过电网调度的服务器以及相应的电气自动化系统来实现电网调度的自动化。此种设计方式，主要是以电网经济调度为基础，以保证电网稳定运行为目的来实现的。通过此类自动化系统的设计，可以电力生产过程中产生数据的分析，来对电力系统负荷进行预测。最为主要的是，一旦电网系统中发生故障，可以通过此类系统及时定位故障点，缩短故障处理所需时间，降低故障造成的损失

（二）在电厂中的应用分析

如图1，所示，某电厂自动化系统组成示意图，通常ECS系统需要的基础属性包括：

1、实时参数收集及处理；

2、数据库的构建；

3、控制操作以及同步测检；

4、报警处理事件程序采集；

5、生成画面并予以显示；

6、在线计算与表格绘制；

7、电能量检测；

8、人机联系；

9、系统自动诊断与自动修复；

10、和相应设施进行接口；实施管理功能；

11、远程功能

上述所有功能都有其独立的内容，比如实施管理功能涵盖：操作程序引导，故障分析测检，在线设施检测，模拟控制，工作票整合，运行数据采集与交接班概况记录，设施运行情况、漏洞、维修参数記录、规章制度等。

现在，我国DCS硬件基本都采用引进设施，而外国引进DCS的通信开放性受到一定的局限性，ECS和DCS接口总会出现很多的问题DCS系统主要以机炉控制为主，但是对电气自动化控制开发是非常有限的，所以，对ECS的一些参数会出现无法接受的情况。

一般情况下DCS系统的扫描实践可能在200ms.左右，经实践这是通讯周期以及数据包的长度都会影响通信的实时性，而DCS通信效率有时会出现不稳定的情况。

未来的ECS发展要将主变压器、发电机以及SF6断路器等相关电气设备的在线诊断功能整合到同一在线监测平台之中，如果有条件的变电站可以把FCS系统也整合到ECS这个平台之中，也可以把厂用电的电气功能从GCS系统中进行分离，进而整合到ECS系统在线监控之中。目前通信技术的飞速发展与高新技术的不断翻新，也从根本加速了ECS系统的成熟，在不久的将来ECS系统不但会拥有在线监控功能，同时还可以在同一平台对主要电气进行在线监测，而ECF系统也势必会向更深层次发展。

图1 电厂自动化系统的组成

（三）电气工程管理中应用

将电气自动化技术应用到电气工程管理工作中，主要是应用于编程的调试，对技术性要求比较严格。通过电气自动化技术的应用，可以提高数据采集的效率，并且完成各项设备运行数据的监测与整理，通过对设备运行状态的实时监控，以数据分析结果为基础来预测设备的运行轨迹，这样就可以在设备出现故障前对存在的威胁元素进行清除，不但可以提高设备运行的效率，同时也可以降低设备维护的成本。另外，在传统电气技术的应用情况下，电气工程管理一直都是一个难点，如果管理稍有不慎就会影响到整个电气工程的安全性与可靠性。而电气自动化技术的应用，以其特有的灵活性与全面性，可以提前对电气工程管理效果进行预测，这样即能及时调整广利策略，提高管理效率

（四）变电站中应用

将电气自动化技术应用到变电站中，能够提高对变电站监控能力，同时还实现了自动化监视与自动化操作，解放了大量劳动力，同时也避免了人工操作带来的误差，对提高变电站运行效率具有重要作用。电气自动化技术在变电站中的应用，即通过全方面、多层次的方式，对变电站中所有设备运行状态进行监控，及时发展运行故障并解决，进而实现了全面有效控制。与传统电磁装置监控相比较，现在可以完全通过微机式进行监视，并通过计算机电缆来对数据传输进行管理，比原来的电力信号电缆效率更高，对提高电网运行的稳定性与有效性具有重要推动作用。

五、结束语

电气自动化技术是电气工程中应用的主要技术之一，对提高工程质量与效率具有重要意义。电气自动化技术即以传统的电气设计方案与自动化设计为依据，对电气技术不断进行优化的一种新型电气技术，例如现在常用的自动检测系统、自动控制系统、自动调节系统以及自动管理系统等都是以电气自动化技术为主要技术，能够更大程度的提高电气设备的安全性、可靠性。

参考文献：

[1]张嘉辉，李军.浅谈电气自动化在电气工程中的融合运用[J].黑龙江科技信息，2013，30：79.

[2]陈宇.浅析电气自动化在电气工程中的应用[J].科技信息，2014，12：378-379.

[3]薛文利.电气自动化在电气工程中的应用探讨[J].科技与企业，2014，05：206.

[4]杨戟.浅谈电气自动化在电气工程中的应用[J].河南水利与南水北调，2014，04：63-64.

[5]石峰.电气自动化在电气工程中的融合运用[J].硅谷，2014，06：92+90.

[6]都继伟.探讨电气的自动化在电气工程中融合运用[J].科技致富向导，2013，29：139.