电气工程中电气自动化技术的应用研究

孔庆霞

Abstract： Electrical automation is a new technology in the field of electrical information， which has a wide range of applications in power engineering， and has a good development trend under the support of intelligent technology and automation technology. At present， electrical automation technology can be widely used in many aspects of electrical engineering， and it can realize unattended and dynamic management of electrical engineering. The application advantages and effects are significant. Based on this， this article analyzes and discusses the main points of the application of electrical automation technology in electrical engineering from multiple aspects， and hopes to provide some constructive suggestions for friends who are engaged in such research.

關键词：电气工程;电气自动化技术;智能技术

Key words： electrical engineering;electrical automation technology;intelligent technology

中图分类号：U464.235                                  文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）04-0128-03

0  引言

电气工程是机械工程的重要组成部分，可以直接影响到机械工程的性能，传统的电气工程模式存在一定的缺陷，需要投入较多的人力与物力，运行效率无法得到有效的提升。在计算机科学技术的发展背景下，自动化技术有了广泛的应用，可以很好地减少人工劳力投入，能够实现电气工程的无人值守。电气自动化技术是近些年来发展起来的新型技术，拥有多种硬件和软件的支撑，主要包括PLC（可编程逻辑控制器）、管理软件平台、自动化设备，有助于进一步提升电气自动化技术的应用效果。基于此，本文谈了谈电气工程中电气自动化技术的应用要点，现作如下的论述。

1  对电气工程与电气自动化技术的认识

电气工程属于现代工程领域的重要组成部分，也是高新技术电气工程领域的关键学科。在电子技术的广泛使用过程中，人们的生活方式与工作模式均发生了较大的转变，这让电气工程的重点地位进一步凸显。从机械工程这一角度来说，电气工程一直是重要组成部分，所涉及到的专业知识较多，主要包括电力系统运行、电气设备设计与运行、电网结构设计，若是未能做好电气工程的建设与优化工作，则势必会影响到建筑工程的使用性能[1]。随着电子技术与机械工程的发展，机械工程对电气设备容量的要求有所提升，对设备的稳定运行要求更高，如何确保电气工程的建设与运行质量是行业必须认真考虑的问题，需要使用一些更为先进有效的管理方式。在此背景下，电气自动化技术有了良好的发展，并迅速应用到电气工程中，为电气工程的发展提供了技术保障，比如可以实现楼宇自动化管理，大大提升了自动化操控能力。

所说的电气自动化技术并不是指某一种特定的技术，实则是多种技术的综合，主要有计算机科学技术、信息技术、传感器技术。在这些科学技术的支撑下，电气设备与人员的监督和控制可以相脱离，只需要借助特定的仪器或设备即可实现自动化的控制。在电力工程的电气系统运行过程中，在传感器的支持下，电气设备运行数据可以被及时采集，并将所采集的数据传输至计算机，计算机可以依托人工智能和大数据来完成数据的分析处理，此时便可以精准分析评估电气设备运行过程中所存在的风险，尽早开展运行风险的防控，始终确保电气设备的运行安全与稳定。

2  电气工程中电气自动化技术的应用原则

基于电气工程的特殊性，在使用电气自动化技术时必须严格遵循一些特定的原则，确保电气自动化技术可以得到灵活的应用，以此来推动电气工程的可持续发展[2]。总的来说，电气工程使用电气自动化技术时，需要遵循三个方面的原则，即可靠性原则、信息化原则、经济性原则。

①可靠性：在电气工程中使用电气自动化技术时，首要遵循的原则便是可靠性，同时也是核心原则。自动化电气工程的应用会对电力提出较高的要求，必须确保电力工程的安全，确保电力的运行始终处于可靠和稳定状态。另外，在电气工程中使用电气自动化技术时，应尽量去减少不必要的操作环节，监测好电气系统的运行状态，以此确保电气工程的运行稳定[3]。

②信息化原则：信息化是现代社会各个领域得以有效发展的基础，电气工程对信息技术的依赖程度较高，而电气自动化技术中包含着较多的信息技术，这些信息技术对电气工程的发展意义重大。基于此，为促进电气工程的健康发展，电气自动化技术需要不断强化信息技术的应用力度，将更多的信息技术引入到电气工程中，以求有效去提升电气工程的运行效率。

③经济性原则：企业在生产经营过程中始终将盈利作为根本目标，这也是市场竞争机制不断健全下企业必须做好的工作，电气工程自然也不能免俗。对于电气工程中的仪器设备来说，既要向用户提供优质的服务，也要最大限度降低运行与管理成本，这不得不考虑去使用电气工程技术。电气自动化技术可以依托于诸多的硬件和软件，不需要人工操作便可以实现自动化操控，人工成本能够有效控制，且电气仪器设备的运行效率可以提高，经济性目标可以由此而实现。

3  电气工程中电气自动化技术的应用要点

3.1 电气设备自动化的优化配置

对于电气工程来说，电气设备所发挥出的作用与优势是毋庸置疑的，可以对电气工程的使用性能产生直接性的影响，如何始终确保电气设备的运行稳定是非常值得探究的。在电气设备的管理中，将电气自动化技术引入后，可以实现电气设备的优化配置，执行自动化管理。具体来说，借助传感器可以采集到电气设备运行的信息，继而做到实时监控，尽早处理电气设备运行过程中的风险。相比于额定运行参数的分析工作，对电气设备实施动态化监测，并进行运行数据的动态分析，可以完全满足电气工程的安全运行需求[4]。以线路截面小这一运行问题为例来说，当存在线路截面小的问题且实际运行电流大，会不可避免的加剧线路的老化与发热。但是在电气自动化技术的帮助下，自动化系统可以动态分析出电流量、线缆温度等相关参数，在这些参数分析的基础上可以判定出线路截面是否合格，一旦截面存在风险则可以发出预警信号，提示工作人员及时更换截面更大的线路。除此之外，电气设备的额定功率是不同的，这极易导致设备匹配不合理，继而出现“大马拉小车”的问题。比如在建筑工程的供水系统中，在高峰期时的水泵实际负荷只能占到额定负荷的50%，但高峰期合理的运行负荷应该在80-90%，这势必造成资源浪费。针对这些问题，均可以考虑去使用电气自动化技术中的传感器，借助传感器来动态采集电气设备的运行参数，精准分析出电气设备的实际运行情况，为电气设备的功能优化提供可行建议。

3.2 优化总线控制系统

借助电气自动化的总线控制方式能够大幅度提升电气自动化系统的运行效率，且可以更加详实地监控每一台电气设备的运行情况。基于此，在初期的总线控制系统设计中，必须要认真做好线路设计，尤其是要精准掌控电线的间隔。在电气自动化技术的帮助下，总线控制系统可以确保不同的操作系统完成独立的运行，且具有很强的针对性，一方面可以降低电气设备管理的難度，另一方面可以确保工作人员随时监控到电气设备的状态，后续的各项维护工作均可以高效开展，这可以间接性的降低电气设备的维修成本。更为有利的一点是，电气自动化技术的应用可以控制好整个电气系统的安全，即便是将其中的一个电气设备更换掉，也不会对相应工序的运行产生影响，系统依然是处于完整的运行状态。因此，可以毫不夸张的说，现场总线控制的方式是一种非常有效的监控方式，有着很强的实用性和适用性。

3.3 变电站自动化管理

从当前电气工程中的变电站发展情况来看，自动式变电站已经成为发展趋势，并在这方面取得了较好的发展，开展科学有效的变电站管理工作也变得更加重要。在变电站管理中，通过应用电气自动化技术可以实现多个方面的功能，比如可以缩短时间与减少人力资源投入力度，对提升管理质量有十分大的裨益。再比如采用电气自动化技术来替代传统的电磁管理模式，能够实现系统化管理，数据误差的情况可以大大减少。在当前的变电站自动化管理中，变电站综合自动化融合应用的优势是非常显著的。具体来说，变电站综合自动化系统能够顺利完成优化重组作业，包括自动化装置、测量设备、信号管理系统、继电保护装置。另外，当前所使用的变电站综合自动化系统已经可以与电子技术有良好的协调能力，变电站通信技术、通电线路、计算机技术的运行情况均可以得到监督与控制，也可以开展相应的测量作业，增强智能化管理水平，进一步保障变电站自动化管理的质量。

3.4 检测自动化系统的故障

在电气工程的仪器设备运行过程中，难免会出现故障，若是未能及时消除故障风险，则势必威胁到整个电气工程的可靠运行。电气自动化技术在自动化系统的故障检测中同样有着显著的优势，不仅可以做到故障自动化控制，而且可以尽快完成故障提示与解决。以电气工程中的内燃机运行为例来说，工作人员借助自动化技术可以较为精准的分析出机械的运行参数，并借助大数据、云计算、人工智能来分析，必要时可以实施全天候监控。一旦在监控过程中发现机械某一个结构存在风险故障或数据异常波动时，电气自动化监控系统可以及时传输这一故障信息，工作人员能够在第一时间来开展维修作业[5]。在长时间的应用过程中发现，借助电气自动化控制技术，不仅能为工作人员提供全面有效的故障信息，而且系统可以自动切除出现风险故障的线路，风险故障可以有效控制在一定的范围内，确保机械运行安全。

从故障提示与解决这一角度来说，当前的电气工程内部结构已经变得较为复杂和繁琐，风险故障的发生率大大提升，不利于电气设备的安全运行。另外，因为电气工程的线路较多，且有较多的均是隐蔽线路，一旦出现运行故障会导致工作人员无法在第一时间排除，电气自动化技术的应用可有效解决这些问题，在短时间内完成故障提示与解决。具体来说，电气自动化技术可以检测电气设备的运行情况，在第一时间便找出存在短路风险或已经出现短路的线路，在获取到控制中心的指令后会立即切断短路线路，将故障信息传输至显示终端，确保风险故障尽快消除[6]。比如在空调设备的运行监测中，电气自动化技术可以迅速查找风险故障，将故障信息上传共享。以“空调模块电流突然增加造成跳闸”这一风险故障信息为例来说，工作人员可以尽快检查空调系统模块，也可以去借助专家数据库来制定出风险故障解决方案，以此来确保空调模块所存在的风险故障可以尽快排除。

3.5 远程监控的实现

监控管理在整个电气工程中发挥着重要的作用，可以直接影响和决定整个电气工程的运行质量，所以如何对电气工程实施有效的监控是非常值得探究的。在近年来的电气工程监控管理中，远程监控所发挥出的优势越来越显著，广泛应用在电气工程中，取得了较好的成效。在远程监控系统中使用电气自动化技术时，可以较好地提升电气工程的监控水平，整个监控工作的便捷性与充分性均大大增强。值得一提的是，在电气工程的远程监控中，远程监控技术可以将计算机技术和自动化技术作为基础，对全部电气设备执行远程监控，无论是智能性还是自动化均大大提升，可以做到随时随地的监控作业，有力地革新了传统电气设备监控模式，这对于电气工程的发展是尤为有利的[7]。

3.6 优化继电保护装置

电气工程运行过程中出现故障或突发事件时，要求继电保护装置可以第一时间作出响应，发挥出良好的保护作用。具体来说，继电保护装置会在一时间将故障信息发出，并切断运行线路，促使故障线路与相关的电气设备可以处于一个安全状态，且在继电保护装置的运行支持下，整个故障过程均可以被准确记录，帮助工作人员开展后续的检修工作。在电气自动化技术的支撑下，继电保护装置的功能可以进一步得到优化，所有的线路与故障设备均可以在第一时间被发现，并且考虑到继电保护装置在某种状态下也可能会出现故障，比如拒动和误行为，所以可以借助电气自动化技术来进一步监测。

以拒动为例来说，是指电气系统运行过程中出现故障，继电保护装置无法在第一时间作出响应，也不能执行断线保护操作，未能发挥出保护性作用。对于这一种故障来说，电气自动化技术可以凭借智能技术来监测和分析，并向分析结果呈现给工作人员，由工作人员系统分析决策后加以解决。

4  电气工程中电气自动化控制系统的设计——以智能技术的应用为例

智能技术在电气工程的电气自动化化控制中发挥着重要作用，也已经成为衡量电气工程自动化水平的重要标志。在电气自动化控制系统的设计中，主要包括着三个方面的内容，即总线监控、网络体系、集中监控。在总线监控中，可以借助智能技术去进行电气自动化控制系统的升级工作，进一步提升电气设备运行的可靠性，主要可以去使用互联网智能技术，还可以使用物联网技术，促使电气设备的管理状态更加的有效，主动去规避所存在的风险。在网络体系中，需要不断去优化电气自动化控制系统的信息通道，确保信息传输更加的方便快捷，增强电气工程运行的稳定性。但在以往的设计中，冗余与分布式的设计思想无法确保各个部件和模块实现信息互通，不同类型的控制设备设施无法结合起来，影响电气自动化控制系统的运行质量。针对于此，应考虑加入大数据、人工智能等智能技術，比如可以使用大数据来分析电气工程运行过程中的复杂信息，促使不同部件与模块中的信息可以有效开通，进一步提升电气自动化控制系统的信息采集与传输能力。在集中监控中，应不断去优化电气自动化控制系统的集中监控功能，实现对电气设备更为自主性的检查维修。若是电气设备的安全防护等级较低，则可以去合理使用集中监控系统，并且应当将不同系统的功能模块均集中于中央处理器之上，以此发挥出集中监控的优势[8]。除此之外，在电气自动化控制系统的设计上，可以使用硬接线来进行刀闸隔离，或者可以使用断路器联锁操作，总之需要确保电气系统始终处于可靠的运行状态。故障诊断是电气自动化控制系统的一大功能，不过当前在这一方面的应用还存在着一些问题，比如故障诊断分析能力欠佳，不具备针对性的故障处理能力，无法彻底有效的消除故障。为此，也可以考虑去使用智能化技术，既做好风险预测，也快速诊断故障，实现电气工程的安全稳定运行。

5  结语

电气自动化技术在电气工程中的应用优势是毋庸置疑的，可以广泛应用在电气工程中。当前电气自动化技术已经广泛应用在电气工程中，尤其是在电气设备自动化的优化配置、总线控制系统优化、变电站自动化管理、远程监控这些方面发挥着重要作用。可以说，电气自动化技术在电气工程中的应用是有着非常强的实用性和适用性的，随着电气工程覆盖面积的增加，电气自动化技术的应用范围会越来越广泛，所以必须进一步加大电气自动化技术的研究力度，以求发挥好电气自动化技术的优势与作用。

参考文献：

[1]乔格.解读电气自动化技术应用现状及发展趋势[J].内燃机与配件，2020（14）：200-201.

[2]段伟杰，岳慧君，徐麾.电气工程及电气自动化的计算机控制系统应用[J].电子世界，2020（10）：194-195.

[3]谢宝强.电气工程及其自动化的发展现状分析及发展趋势[J].化工管理，2020（08）：138-139.

[4]张帅.试论电气工程中的电气自动化融合技术[J].电力设备管理，2021（02）：125-126.

[5]杨玉艳.浅谈电气自动化在电气工程中的应用[J].时代汽车，2020（17）：10-11.

[6]孟祥华.电气工程自动化现状及未来发展趋势[J].中国设备工程，2021（04）：206-207.

[7]王灿，邵恩泽，吴正勇.电气工程及其自动化的智能化技术应用研究[J].电子测试，2020（10）：131-132.

[8]许伟.新探电气工程及其电气自动化的控制系统应用[J].大众标准化，2021（02）：101-102.