电气自动化在电气工程中的应用探究

王少芳，曹占超

（1.天津市天房科技发展股份有限公司，天津 300384；2.天津天大求实电力新技术股份有限公司，天津 300384）

0 引 言

电气自动化技术在现代科技持续发展的背景下日趋成熟，因此得到了广泛应用。催生电气自动化技术出现的电气工程在对电气自动化技术的应用上较为深入，使电气工程各系统实现自动化调控的同时，也对电气工程相关设备的稳定性及安全性作出了保障，对推动我国社会的现代化发展及工业建设而言有着非常重要的意义，还对人民的生活质量起到了部分改善及提升作用[1]。

1 电气自动化技术的特点

1.1 涉及领域广

电气自动化技术在电气工程中的应用十分广泛。随着社会的发展，各行各业对该技术提出了更高的技术要求。电气工程中对电气自动化技术的应用建立在网络技术及信息技术的基础上，具有极为广泛的涉及领域，在电气工程众多环节中均得到了一定程度的应用[2]。某种程度上，决定电气自动化技术应用水平的是相关系统硬件及软件的设计水平。软硬件的设计越优秀、合理，电气自动化技术的应用水平也就越高。

1.2 对电子技术的依赖性强

具有足够技术水准的电子计算机技术是电气自动化技术应用的前提与必要条件，即要实现电气自动化技术设备及系统的运行实现自动化，就需要通过网络系统进行信号的传输与控制。在无电子技术支持的情况下，电气自动化系统往往处于瘫痪状态，无法保持正常运行甚至根本无法运行[3]。

2 电气自动化技术在电气工程中的应用优势

得益于电气自动化技术在电气工程中的广泛应用，电气工程在应用后的生产过程中创造了良好的经济效益。电气自动化技术的技术优势十分显著，主要体现在如下几方面。

2.1 具有高水平的可靠性与安全性

电气自动化在控制模式上比传统控制系统更便捷，也更简单。通过运用电气自动化技术，传统控制系统的控制器在精准度与难易度上均得到了一定水准的优化。传统控制模式经常需要进行模型设计，在设计模型的过程中往往会因受到客观因素影响导致某些问题无法及时预测，而电气自动化技术的应用则解决了这一问题，并有效提升了控制效率[4]。随着近年来电气自动化的飞速发展，在先进技术的引进上也投入了大量精力及资源，收获了可喜的成果，从而使得对影响电气工程的客观因素在数量及内容上的预测更加精准而全面，对系统运行过程中的安全性及可靠性作出了有效保障。

2.2 更高的自动化程度

随着社会的飞速发展与科技水平的不断提升，电气自动化技术中对计算机技术的应用也越来越全面，使得应用了电气自动化技术的电气工程具有越来越高的自动化程度[5]。由于自动化技术的统一性在发展过程中受到相应重视并被重点强化，因此控制系统的兼容性也得到了较大程度的提升，具体体现在电气工程运行过程中的调控系统得到更高水准的完善，在自动化技术的建设过程中也强调了标准化及规范化，使运行中的问题可以得到及时的处理与解决，对系统运行过程中的安全性及可靠性也做出了相应保证。

2.3 提升了系统管控的有效性

电气工程系统调控的有效性因为电气自动化技术的应用而得到了相应的发展，由于电气自动化技术能够实现快速而有效的系统响应，致使电气工程系统的调节在即时性上得到大幅提升，对电气工程系统的运行效率也是一种较高水平的优化[6]。此外，相关研究人员同样重视电气自动化技术发展过程中的智能化水准，因此在智能技术的引用上不遗余力，使电气自动化技术的智能化程度始终处在高速发展的状态下，最显著的成果在于实现了远距离调控，这对推动电气工程建设工作而言有着非常深远的意义。

3 电气自动化在电气工程中的实际应用

3.1 变电站电气工程的应用

电气自动化技术在变电站中的应用体现在以现代信息技术及自控技术为基础，设计并建立电气自动化运行系统以替代变电站的人工作业，从而使变电站日常管理及控制工作具有高度的自动化水平，并有效提升变电站变电系统运行的效率。变电站对电气自动化技术的应用需要实现对整个变电站所有电气设备运行情况的监控，建立层次多，方位全的监控体系，保证变电站在运行过程中管理工作的即时与高效。在变电站应用电气自动化技术时，往往会通过对微机设备的运用实现操作监控的可视化、智能化及网络化，再加上继电保护、故障自动记录、开关操作、自动测量、远程监控等设备及系统的应用，能使变电站在电气自动化系统的帮助下实现高水平的自动化管理。

3.2 继电保护器中的应用

继电保护工作的目的是检测整个电气工程中其他电气设备的运行情况，因此在电气工程中有着至关重要的作用，同时也是电气工程的重要组成部分之一。由于继电保护器在工作过程中能及时发现部分电气设备的故障及可能存在的隐患，并迅速预警，因此在保护整个电气工程的安全方面有着极为重要的意义。传统继电保护器是将故障通知工作人员，之后由工作人员进行处理，并不对问题采取任何措施，从发现问题到问题解决一般需要耗费较多时间，无法保证继电保护器发挥功能的即时性，在安全防范工作上也就存在一定的缺陷。将电气自动化技术应用到继电保护器中之后，系统可根据实际情况自行切断电力，随后发出警报通知工作人员进行进一步的处理。由此可见，在继电保护器实现自动化之后，能够通过对电气设备运行过程中的参数进行采集，并分析是否需要作出保护措施，从而有效提升处理效率，确保在发生异常情况时能够及时进行处理，对电气设备运行的安全性作出了应有的保障。

3.3 发电厂电气工程的应用

目前，发电厂对电气自动化技术的应用主要体现在其分散测控系统中，分散测控系统的实质是分层分布测控系统，是对由多个模块构成的整体性系统进行模块监控及过程测控。过程测控及模块监控的实际信息能在生产运行中显示出来，这就为系统操作人员进行监控提供了便利条件。

以当前主流的水力及火力发电厂为例，水力发电厂对电气自动化技术的应用除了能使相关设备具有自动化特点，还能促进全厂实现自动化，进而有效保证整个水力发电厂厂区的生产安全，对供电网络的可靠性及稳定性有非常重要的意义；火力发电厂对电气自动化技术的应用能使发电厂的设备串联成一个整体，以实现发电运行过程的一体化，对火力发电厂发电效率的提升有很大帮助，也能为发电厂创造更多的经济效益。

通过对电气自动化技术在发电厂分散测控系统中的应用，发电厂电气设备操作人员能够及时采集电气设备运行相关数据（包括运行时间、状态等），并对相应数据进行汇总分析，从而使得潜在隐患能够得到有效排除，充分发挥发电机组的生产潜力，创造更多的生产价值；还能帮助发电厂进行对发电机组的保养维护工作，控制保养维护工作的成本支出，并提升发电厂的管理效率，为发电厂的进一步发展预留好技术支持。

3.4 电网调度系统中的应用

在电网调度系统中应用电气自动化技术是非常有必要的，同时也能大幅提升我国电气工程的建设与发展水平。电网调度系统中应用电气自动化技术的作用主要体现在如下两方面。（1）对电网运行过程中出现的问题进行分析处理。由于电网调度系统复杂程度较高，且构成整个系统的各个环节之间往往具备显性或隐性关联，因此电网调度系统在运行过程中，极容易因为某个细节引发具有高度复杂及较大难度的问题、故障及异常，如果不能对这些情况进行及时的检测、分析及判断，也就无法进行有效的处理，其后果是极有可能给电网留下安全隐患，对电气设备乃至人身安全造成一定的威胁。（2）电网调度系统存在的目的就是对电力市场当前及一段时间内的运营情况进行评估、监控等工作，并采集相应数据对电网的调度、供电及电力负荷等作出预测与判断，优化区域内的电力使用情况。在电网调度系统中应用电气自动化技术，能够保证对电网运营状态的监测工作拥有即时性及动态化的特点，便于优化电力使用。

4 电气工程应用电气自动化的问题及处理

4.1 节能问题

由于电阻是客观存在的因素，无论材料的导电性能有多强，始终都会具备一定数量的电阻，从而造成电力资源上的额外损耗，因此在电气工程应用电气自动化技术时往往面临着如何最大化节约电力的问题，尤其是在建筑行业的电气工程中，这一问题更为显著。此外，电网铺设的线路过于复杂也会造成很高的耗电量，这是因为电阻的强度会随材料的形状而改变，材料越细、越长，则材料产生的电阻也就越强，因此复杂的线路往往具有较高的电阻，导致电力资源在应用过程中出现极大程度上的浪费，不符合当前社会节能环保的发展要求。

应对节能问题的方法主要从两方面入手，首要的是在电气工程中做好对线路的优化工作，在保证电气工程功能性的前提下，争取缩短配电线路的总长，减少因线路过长造成的电力消耗；从而达到节能的目的；其次则是积极研发新型材料与相应供电设施（如变压器等），通过大力研发制造出电阻低、强度高、经济化的新材料并投入到实际生产中，以新材料代替现有材料制成供电线路，同时通过对供电设施的研究与结构上的优化，使之能够在转换电流时具有更高的效率及更低的损耗，保证电气工程应用电气自动化技术时的电力损耗得到有效压缩，满足节能环保的发展需求。

4.2 环境影响

电气自动化技术在运行过程中较容易受到外界影响，包括环境因素等。湿度较高的环境或气压均会使电气工程设备受到影响，严重情况下会破坏电气工程设备的结构，致使电气自动化系统的运作无法保持应有的稳定性，从而无法发挥应有的效果。

解决措施在于为电气工程设备提供稳定的环境，该环境需要控制好湿度与温度，避免湿度过高造成电气工程设备表膜脱落，或温度过低造成设备表面形成冷凝水腐蚀设备，进而确保电气工程设备的正常运转与电气自动化系统的平稳运行。

5 结 论

电气自动化技术在电气工程中的应用，对整个社会的发展而言都具有非常重要的意义。电气工程作为推动当前社会发展的重要因素，其效率、运行质量及安全性均应得到相应的控制与保障。电气自动化技术在能够使电气工程实现高度自动化的同时，也使电气工程的效率与效益得到显著的提升，因此理应在电气工程中得到广泛的推广与应用，以促进行业及社会的进一步发展。