自动化电气工程技术要点分析

王晗

摘 要：自动化工程是电气工程的核心内容，可以自动处理数据信息，使生产过程与工程设备朝智能化方向发展。本文分析了自动化电气工程技术特点与应用原则，研究了自动化电气工程技术的控制方式，论述了自动化电气工程中电气设备的应用要点，以期使人深入了解电气工程技术，提高自动化水平，促进国家电力事业的长久发展。

关键词：电气工程;控制方式;电动机

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）06-0069-03

Analysis of Technical Key Points of Automation Electrical Engineering

WANG Han

（School of Electronic and Electrical Engineering， Henan Normal University，Xinxiang Henan 453007）

Abstract： Automation engineering is the core content of electrical engineering， which can automatically process data and information， so that the production process and engineering equipment will develop in the direction of intelligence. This paper analyzed the characteristics and application principles of automation electrical engineering technology， studied the control methods of automation electrical engineering technology， discussed the application points of electrical equipment in automation electrical engineering， in order to make people understand the electrical engineering technology in depth， improve the level of automation， and promote the long-term development of the national power industry.

Keywords： electrical engineering;control method;electric motor

在生产与经营过程中，企业可以利用自动化技术，大幅度提高生产效率与产品质量，降低运营成本，增强市场竞争力，进而推动国民经济的发展。近年来，工业领域逐渐加大对自动化技术的应用，这不仅可以提高工作效率，而且可以解放大量劳动力，降低人工负担，为企业节省生产成本。由此可见，工业领域，电气工程技术具有广阔的发展前景，相关人员应当加大研究力度，提高技术应用水平。

1 自动化电气工程技术特点与应用原则

1.1 技术特点

一是自动化技术具有一致性，处理不同数据时可能会出现相同的结果，难以有效控制最终结果，当数据信息较少时，处理器可能会产生故障，制定不同的解决方案。二是自动化技术可以实现无人操作，自动调节系统，取代传统人工操作的方式，在电气工程中更加具有优势。三是自动化技术不用建立控制模型，就可以达到预期的控制效果，具有较高的准确度与工作效率。

1.2 应用原则

在使用电气工程技术时，人们需要遵循三大原则。一是信息化原则。信息化时代，市场竞争日渐激烈，电气工程应当与时俱进，朝信息化方向发展，推动产业变革。二是可靠性原则。电气工程可以使用自动化技术，但是要求较高。人们应当建立电气监测系统，确保电气工程的有序性与安全性，促进国民经济发展。三是经济性原则。电气工程技术与人民生活具有紧密联系，从本质上讲，其蕴含经济学知识，在生产工业产品时，人们应当遵循经济性原则，为人民服务，实现生产活动的最终目标[1]。

2 自动化电气工程技术的控制方式

2.1 集中控制

在电气工程中，集中控制可以更好地对系统进行维护。然而，处理器集中了系统的部分功能，若采用集中控制方式，将会降低处理器的运行速度，增加运行负担。在社会发展中，电气设备数量将会不断增加，导致需要监控的对象范围逐渐扩大，若电缆数目超过规定标准，系统主机的工作效率将会逐渐降低，影响系统的稳定性。在系统运行过程中，连线具有复杂性，增加了错误操作的概率，因此要科学使用集中控制，确保获得最佳控制效果。

2.2 现场总线控制

在科学技术水平逐渐提高的背景下，研究人员深入研究以太网与现场总线，不断提高自动化技术的应用水平。总线控制是电气工程常用的方式之一，被广泛用在工业生产领域，会获得良好的使用效果。在电气工程中，自动化控制主要体现在三个方面，分别是集中控制、远程控制、总线控制，其中，总线控制具有较强的针对性与合理性，可以根据实际生产需求随意转换电气系统，确保各個功能模块独立运行，充分发挥不同的职能，进行全面监控。总线控制具有便捷性，可以利用通信线就地安装，连接各个监控系统，不仅降低安装工作量，还节省安装成本。同时，总线控制具有独立的功能，即使某个部分发生故障，也不会对系统运行产生过大影响，更不会出现系统崩溃或瘫痪的情况。

总线控制方式可以用于电气系统的针对性设计，在进行远程控制时，可以减少设备的使用量，其中包括间隔设备、端子柜、模拟量变送器等设备，若是连接监控系统，安装方式将变得更加智能化与数字化，不仅可以控制电缆用量，降低施工成本，还可以为维护工作与安全工作提供便利。当遇到突发故障时，即使某个装置出现问题，也不会影响整个系统的运行，体现出总线控制的优势。

2.3 远程控制

过去，电气系统主要采用机组报警与人工巡检的方式确定故障点，在监控过程中无法及时预测异常现象，具有一定的滞后性。当前，人们可以使用自动化控制技术，采用在线监控方式，进行全面监控与实时监控，弥补人工巡检的不足。自动化控制技术在故障报警时具有先进性，可以自动分析与监控组件的运行状态，对电气系统进行有效控制，定位出现异常的部位，全面分析维护速率与维护周期，增强机组运行的稳定性与安全性，为电气工程运行奠定坚实基础。

远程控制可以有效降低信息流通的危险，合理控制管理费用与维修费用，将其应用在系统监控中，可以获得良好的监控效果。远程控制具有较快的传输速度，可以减少电缆使用量，从而节约投入资金，合理控制工程项目成本，其缺点在于应用范围较小，若大面积使用，则适应性较低[2]。

3 自动化电气工程中电气设备的应用要点

3.1 三相异步电动机

三相异步电动机主要由定子与转子两部分组成。其中，定子结构主要包括机座、定子绕组、定子铁心等，其主要作用是产生旋转磁场;转子主要分为绕线式与鼠笼式，可以为电机维护提供便利，对调节转速与改善启动性能具有重要作用。由于电动机的性能容易受转子与定子间的气隙影响，因此人们需要合理控制气隙厚度，使其保持在0.2～1.5 mm。在应用三相异步电动机时，工作人员需要掌握其工作原理，合理运用相关公式，获得准确的计算结果。在额定负载下，电动机的转差率保持在一定范围内。

3.2 直流电动机

直流电动机在调速过程中可以采用三种方式。一是电气调速，可以改变电动机参数。二是机械调速，可以适当调整传送机构传动比。三是结合使用，利用电气调速与机械调速的优势，获得良好的调速效果。当电动机参数发生变化时，其机械特性也发生一定改变，其中包括转速与工作点，确保电动机调速后可以满足生产需求。同时，工作人员需要科学计算电动机转速。

电气调速方法主要包括调磁调速、电枢串电阻调速、调压调速。在实际生产中，应用较广的是直流调速器，其具有制动效果好与调速效率快的优势。

3.3 变压器

变压器的种类繁多，如接触调压器（见图1）、电源变压器（见图2）、控制变压器（见图3）等，其在各行各业中获得广泛应用。变压器主要包括绕组与铁心，可以从多个角度进行分类。按照用途，变压器可以分为特种变压器与电力变压器;按照绕组数目，可以分为多绕组变压器、双绕组变压器和单绕组变压器等;按照相数，可以分为多相变压器、三相变压器和单向变压器[3]。

变压器属于静止电器，可以将交流电能转化，改变电压等级，其具有额定容量、额定电压和额定电流。首先，额定容量可以反映变压器的输出能力，一般采用千伏安表示，若是三相变压器，则三相容量的和就是额定容量。其次，额定电压可以表示电压值，在空载和额定分接下对各个绕组进行测定，对于三相变压器而言，线电压就是额定电压。最后，额定电流可以表示电流值，在负载情况下对各个绕组进行测定，一般线电流就是额定电流。

4 自动化电气工程技术的具体应用

4.1 电力调动

当前，自动化技术被广泛用于电力系统中，尤其是电力调度。电力系统蕴含多个电力设备，具有较大的协调难度，因此需要利用自动化技术，有效调节与监测各项指标与电力负荷，确保其符合电力工程的标准要求。同时，自动化技术可以应用在发电控制方面，对电力进行有效调动。此外，自动化技术可以实时监控电力系统，及时查找存在的安全问题，以便制定有效的解决方案，为电力系统安全运行提供有力保障。

4.2 状态检测

状态检测技术主要用于检修工作，其可以分析与监测电气设备的状态，充分发挥设备的故障诊断功能，提高检修效率。工作人员一般使用状态检测技术改进检修方式，增强电气设备的安全性与稳定性，解决其存在的问题，为高效运行提供保障。例如，在检测变压器时，人们需要检测CO、C2H4、CH4和H2等气体的密度，之后分析浓度信息，使变压器处于绝缘状态。当发现变压器存在问题时，人们要深入分析气体的产气率，及时查明产生故障的原因，准确预测故障性质，从而采取有效方式解决故障元件存在的问题[4-5]。

4.3 计算机控制

在科学技术水平快速提高的背景下，人们在日常生活与工作中普遍应用计算机技术。电气工程通过科学控制计算机，可以充分发挥自动化技术的作用。在发电、配电等供电环节，供电企业需要利用计算机控制软件，编写相关程序，最终实现系统长期稳定的运行。

计算机控制决定了自动化技术的应用效果，对于供电企业而言，计算机控制具有重要作用。供电企业需要不断完善与更新系统软件，利用发电自动化、综合变电站自动化、配电自动化等技术，优化供电流程，充分发挥计算机控制软件的作用。同时，供电企业需要将程序输入软件系统，为电气系统的稳定运行提供保障，推进电气工程朝智能化方向发展，进一步提高自动化应用水平。此外，分散监测系统在供电企业中具有广泛应用，其主要由数据通信网、过程控制单元和工作站等要素构成，采用分层分布的结构来运行。工作站主要由运行员与工程师组成，当发出相关指令后，整个生产与监测工作由工程师负责，其间利用监测系统，细化电网，对其进行系统化管理。

4.4 继电保护装置

当电气系统遇到突发情况而出现故障时，继电保护装置可以及时发出警报信息，使总控制单位了解系统运行情况并且切断线路，以便有效解决故障，保障连接位置的安全。继电保护装置的主要功能之一是实时监测线路运行情况，对参数变化进行全面记录，确保获得准确的数据信息，为远程控制奠定坚实基础，防止出现误跳或反应不及时等情况。

继电保护装置故障主要分为两种形式，分别是拒动故障与误动故障。其中，拒动故障的主要原因是保护装置失去了效用，没有及时进行断线保护的操作，而误动故障的主要原因是在没有产生故障的情况下，保护装置自动将故障信息传递给总控制单位。继电保护装置可以检测特定范围内的电气设备与线路，及时发现异常情况，进而制定有效的应对策略，为电气系统的安全与稳定提供有力保障。

5 结论

现代社会，电气工程占据举足轻重的地位。相关人员应当坚持信息化、可靠性和经济性原則，不断研究自动化技术，确保电力系统高效运行。自动化技术可以应用于诸多行业，有助于简化操作流程，提高生产效率和社会经济发展水平。

参考文献：

[1]安英元.自动化电气工程的技术要点探析[J].设备管理与维修，2020（8）：51-52.

[2]刘吉祥.自动化电气工程的技术要点探析[J].内蒙古煤炭经济，2020（2）：190.

[3]李运文.自动化电气工程的技术要点探析[J].计算机产品与流通，2019（11）：62.

[4]李运文，王春红.自动化电气工程的技术要点探析[J].计算机产品与流通，2019（10）：97.

[5]丁义飞，陈秉松.电气工程自动化控制技术的要点分析[J].石化技术，2016（10）：202.