电气自动化在电气工程中的应用研究

王香龄

[摘    要]电气自动化是一种综合性较强的技术，需要多种技术协同进行，随着电气工程的快速发展，技术人员正不断对电气自动化技术深入研究，并在此基础上逐步加强其在电气工程的应用。基于此，本文详细分析电气自动化技术的优势，并提出在电气工程中具体的应用方式，以此提升电气工程运行的稳定性与高效性，给予相关部门提供一些参考。

[关键词]电气;自动化;电气工程

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）10–0–02

Application of Electrical Automation in Electrical Engineering

Wang Xiang-ling

[Abstract]electrical automation is a comprehensive technology， which needs a variety of technologies to cooperate. With the rapid development of electrical engineering， technicians are constantly studying electrical automation technology， and gradually strengthening its application in electrical engineering. Based on this， this paper analyzes the advantages of electrical automation technology in detail， and puts forward specific application methods in electrical engineering， so as to improve the stability and efficiency of electrical engineering operation， and provide some references to relevant departments.

[Keywords]electrical; automation; electrical engineering

電气自动化的应用，在一定程度上降低了相关工作人员的劳动强度，还有效提高了工作人员的工作效率，在电气工程中发挥了重要作用。随着电气自动化的不断创新，电气工程正快速发展，相关部门应重视电气自动化的应用效果。

1 电气自动化与电气工程概述

1.1 电气自动化

计算机技术的高精计算特点正不断应用在各种领域中，与社会发展和日常生活紧密相连，而随之形成的自动化技术在各领域中体现出巨大作用，尤其是在电气工程中，还构建了PLC等电气自动化相关学科，其具备的高效、智能以及失误率低的特点，几乎在所有的电气工程中都已经应用。例如：车间自动化生产，集成电路自动化生产等，一套较为健全的自动化系统对于操作人员的专业要求极低，同时生产效率十分高效与安全。因此，工业化的发展与信息化的进步与电气自动化技术的不断创新联系十分

紧密[1]。

1.2 电气工程

现阶段的电气工程有两种定义，主要分为传统定义与现代化定义。传统定义中，电气工程的范围包括研究或生产电气、电子类的相关学科。传统定义的电气工程较为宽泛，其中电子与光子的领域是最为重要的关键点，是现阶段信息化技术领域的前身，为工业化发展奠定了良好基石。而现代化定义主要是随着信息技术与工业化的快速发展，电气工程的范围进一步扩大，计算机技术的进步给予电气工程二次转变的理念，计算机的融合为传统的电子和光子领域提供了发展动力。因此，现代化定义下，电气工程几乎包括了现阶段所有的电子和光子有关的领域。

2 电气自动化的优势

2.1 操作简单

电气工程在生产过程中，操作过程的简易程度直接影响电气工程的生产效率与质量。传统的电气工程生产操作较为复杂，在实际生产时，生产效率十分不稳定。其中主要由于电气工程作为应用型工程，设备中的元件较多，控制系统复杂，操作人员无法全面掌握设备的操控程序，在综合能力不足的人员操作下，极易发生生产事故。在电路工作领域，工程量庞大且结构复杂，日常维护保养操作时，为相关工作人员带来较大的困难。伴随计算技术而出现的电气自动化技术会对电路的控制程序进行科学设计，并对路线开展合理布局，在严密的测试下，自动化的控制程序便能够稳定投入使用。与传统的人工控制系统相比，优势十分明显，最突出的一点是可以全面改进控制系统的结构，将所有的控制系统集中在同一计算机屏幕上，控制人员不需要到各控制系统的地点进行操控，工作压力极大的降低，在一个地点便可以全面地掌握电气工程的实时运行情况。

2.2 方便调控

在电气自动化应用后，对于一些突然出现的系统漏洞，操作人员在自动化的判定中，能够迅速明确漏洞的位置，并且可以使用计算机进行处理，改正程序漏洞，保障电气工程实际生产的稳定性。在转变生产任务时，需要改变大量的控制器数据参数，使用传统的电气工程对于转变需要繁复的程序，过多的阀门，控制器的复杂结构，这些在操作人员手动转变时极易出现误差，进而影响生产效率。而电气自动化可以有效地解决这类问题，需要转变时，在自动化程序的控制下，操作人员只需要在控制计算机中输入指定的程序代码，相关设施可以迅速的完成生产任务的转变，使调控过程简易化，极大地提升工作效率。

2.3 一致性高

电气工程的设备控制工作是最为重要的关键点，传统的手工形式的控制系统缺点较多，最为突出一点为控制进度无法达到一致性标准，在一定程度上这是一个十分严重的问题。实际生产中，为应对突发问题与控制系统转变时带来的不稳定问题，虽然预留了充足的数据验证区域，不过仍存在一些生产安全问题，严重时会造成电气工程的工作质量下降。而电气自动化的应用有效地缓解了电气工程一致性不高的问题。在一些完善的工业生产中，大部分配备了自动化操作系统，例如：DCS系统等，借助这些自动化系统，操作人员能够较为直观的了解电气工程整体的各阀门与控制器实际情况，并且可以通过自动化系统对所有控制单元进行控制，保证控制效果的一致性。这种自动化控制系统不受控制单位多、设备老化等问题的影响，一致性高是最为突出的优点。

2.4 全面监控

这一优势主要在计算机的相关软硬件发展情况下，保证了电气自动化可以对电气工程各环节的运行状态全面实时监控。传统电气工程无法及时获取整体系统的运行状况，只能对较为重要的控制器数据进行监管，这样处理方式在一定程度上具有十分严重的安全隐患，同时数据信息无法及时获取，工作人员的相关工作也无法有效开展。而自动化控制主要使用电子系统调控各控制单元，并且还能够进行实时监反馈给相关软件中，操作人员通过软件的作用实现远程实时监控，随时调取各项的数据信息进行了解分析，一些自动化软件还具备预警功能，极大地提升了工作效率，保障了电气工程稳定运行[2]。

3 电气自动化在电气工程中具体应用

3.1 电厂监测系统

现阶段，对于一些大型的发电厂中较为分散的控制系统，若要实现电厂自动化控制，需要借助电气自动化技术。尤其是提升电厂运行的自动化控制过程，电气自动化核心系统与分布式监测功能的应用，在电厂系统中是最为重要的监测控制关键点。电厂电气监测控制系统的设计方案中，整体系统与控制对象主要包括发电器、备用电源、变压器等。其中，各设备的运行时的标准信号、异常信号以及各种设备参数都是监测系统的主要管理内容。在电力调度环节中，中心服务器、显示器、工作站以及计算机控制程序网络共同构建了整体的网络系统，其中电力系统独有的局域网络处于电力调度区域的中心，以此可以实时监测电力系统的实际运转情况，再结合所监测到数据信息对电力负荷预测，进而开展最合理的电力调度，实现电网自动化控制。此外对于发电环节设计的数据信息，也要加以监测，满足电厂的运营标准要求。

整体的监测系统能够全面监控电厂中所有的系统与设备。其主要运行方式是在现场监控单元进行数据信息采集，进而检测出存在的故障、事件的状态信息，并开展各类预处理措施，完善数据库信息。此外，一些无法交流采集的参数，可以使用直流采集实现采集工作的有效性，操作人员还可以直接在工作站进行数据库连接、编辑等工作。例如：系统屏幕中显示电气接线图，详细展示电气工程的实时情况，同时也会展出各类设备的历史参数信息。

3.2 继电自动保护

变电站在电气自动化的帮助下，能够完成继电保护等自动化控制工作，由于计算机监控本身具备同步功能，自动化系统与变电站系统之间可以无缝连接，以通信的方式开展各种自动化操作。例如，现阶段的变电站运行过程，应用电气自动化主要是为了代替人工的监控方式，以智能化的设备完成全方位实时监控工作，具体过程应全面使用计算机电缆，代替电力信号电缆，以此实现自动化监控运行与记录[3]。

继电保护。近些年的网络继电器元件主要保护有输电线，母线以及一些在线监测装置，这些装置保护机制以单独组网的方式控制发电与电压情况等。比如：继电保护中的自动电压控制就是在穩定的运行情况下，监视电网无功电压并且在线进行优化计算，进而开展分层调节电源，以此实现在安全电压约束下的无功潮流运行。当前自动化控制系统与实地装置间能够实现自动闭环控制，有效让电压在规定的标准范围内运行，还能够让电能质量与系统安全全面达到稳定。

3.3 建筑供配系统

建筑供配电的电气自动化系统设计主要包括照明、防雷接地、配电等。若要以电气自动化技术做为设计基础，需要明确规划常见的技术参数。

现阶段的高层建筑中，需要预先计算好电力负载情况再进行分级处理，以此完成整体配电设计。其主要目的是满足高层建筑较为稳定的用点需求，设计标准应严格按照低压配电设计的相关标准开展。当前高层建筑的高度较高，用点人数较多，电力需求量较大，需要十分精密的电力负载计算，可以使用系数法精确计算单相电气的参数，而对于商用的建筑，还需要结合公共区域的照明用电，电梯用电以及车库供电等的情况，这些用电数据的算法具有一致性，可以借助相关电力线路的数据信息[4]。

计算完成负载电路后，还需要对短路电流进行相关计算，现阶段的城市建筑的配电过程中经常出现短路情况，通常分为3种情况：单相电路、两相电路、三相电路。建筑电气设计过程中，一定要对短路电路进行精准计算，特别是三相电路。其中使用的计算方法有对称分量法和短路容量法等。

建筑物种的电气工程设计时，还需要对供配电的相关设备进行选择，例如：变压器的选择，高层的建筑通常电力需求较大，在高层建筑中安设变压器会直接接入电网中，这种连接方式对变压器带来严重的不良影响，极大地提升变压器的损耗速度。基于此，设计时应明确变压器的容量，工作模式以及相关参数等，并结合高层建筑的实际用电情况，预判电网的负荷情况，以此保障高层建筑中的供电稳定。

4 结束语

现阶段大部分电气工程中都已经运用电气自动化技术，促使电气工程实现集成化管理，进而保证了电气工程的安全稳定性，不过目前的电气自动化正处于起步阶段，一些技术还不够完善，需要技术人员不断深入创新研究，不断结合先进技术，推动电气自动化技术向着多元化发展。

参考文献

[1] 关文博.电气自动化技术在电气工程中的应用研究[J].环球市场，2020（6）：341.

[2] 金月.论电气自动化在电气工程中的应用研究[J].设备管理与维修，2020（12）：52-54.

[3] 杨帆，钱东，吴志强，等.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用探讨[J].科学技术创新，2020（18）：18-19.

[4] 邹健.探讨电气自动化在电气工程中的应用[J].商品与质量，2020（3）：79.