电气工程中自动化技术应用探讨

2022-03-13李水锋

今日自动化 2022年11期

李水锋

（陕西冶金设计研究院有限公司，陕西西安 710018）

1 电气工程与自动化技术的概述

1.1 电气工程概述

电气行业发展至今已然形成了相对完整的结构体系，诸如电气运行系统、电网结构设计和电气设计等理论与知识更是重点突出了电气领域的专业性。近年来，随着我国社会主义现代化进程的推进，多个领域和行业取得了新的发展成果，人民的日常生产生活也发生了转变。然而在社会进步的同时，电气工程和电气设备的运行压力也在不断加大，用电量的攀升意味着电气工程的规模和效率必须得到提升。目前来看，为解决用电需求的供应问题，部分电气工程采用了设备扩容的形式提升供电量，但由此所衍生出的安全风险和运行故障也是不可忽视的危险因素。因此，电力行业应采用更为科学的发展理念转变其运行方式，在提升供电量的同时，保障电气工程的运行状况，确保工作人员和电气工程的安全性。此时，建立健全电气工程综合体系是很有必要的。

1.2 自动化技术概述

电气自动化技术是一门综合性的工程技术，主要涵盖了计算机技术、网络信息技术和实时传感技术三种技术类型，电气自动化技术更多的是在原有技术的基础上对多种技术手段的优势整合，最大程度提升技术的应用价值。通过电气自动化技术的应用，工作人员能够从多个角度对电气设备及电气工程进行实时的监督与管理，其中传感技术起到了重要的作用。此外，计算机技术和信息技术还能够辅助工作人员进行数据信息的处理，从而在一定程度上解放劳动力，提升电气工程的运行效率和运行质量。通常来说，电气自动化技术首先会通过传感器在电气设备中实时捕捉数据和信息，随后传输到信息中心，经由计算机设备与信息技术共同对数据进行整理分析和汇总，进而为工作人员的决策工作提供信息参考[1]。

2 电气工程中自动化技术的类型

2.1 集中式监控技术

集中式监控技术的运用往往依赖于监控系统，因此，该技术的实施对于电气工程中的监控体系有着十分严格的要求，但这并不意味着该技术的实施十分困难，其对于应用环境和应用条件的限制相对较少，同时操作难度也不高，便于上手，在后续的管理和运行中难度较低，便于工作人员进行其余工作任务的分配。目前来看，电气工程中所应用的监控体系多围绕分散时监控技术开展，该技术所需要的技术材料和技术设备相对较多，在进行数据信息的处理时也需要大量处理器辅助进行，由此导致该技术的应用成本和应用难度大幅上升。集中式监控技术的应用在一定程度上解决了分散式监控技术的缺点，其对于监控材料的应用更为充分、有效，同时集中式的管理和运行所需要的处理设备也更少，无论是运行效率还是技术成立的均有所改善，有利于实现监控体系的可持续发展[2]。

2.2 远程监控技术

远程监控技术是对计算机技术和监控技术的整合，企业能够通过监控设备和计算机设备进行实时的监控管理和分析，具体来说其拥有以下几个特征：①成本低。远程监控技术的应用相较传统监控设备来说，在运行成本方面更具优势，有利于提升电气工程的经济效益；②效率高。传统的监控设备在部分环境中存在信号较弱且信息传递量小的现象，而远程监控设备则通过先进的技术和设备弥补了这一缺陷，实时监控效果更强。

2.3 现场总线监控技术

在传统的电气工程运行体系中，对工程现场的把控往往是工作人员所需要应对的一大难题，而现场总线监控技术则以技术手段将现场状况与后台监控相结合，既能够实现对工程现场的实时把控，同时也可进行工程状况的分析和处理，从而给出更为科学的应对方案，避免由于错误的处理而产生不必要的经济损失。

3 电气工程中自动化技术的作用

3.1 强化自动化控制性能

电气工程自动化技术中，计算机技术的应用是十分常见的，相较于传统的人工操作，计算机技术所展现出的优势十分显著。其在数据处理的精度和准度上远超传统形式，这意味着电气工程自动化技术的控制性能将得到保障。此外，自动化技术在进行电气设备的管理时也能够更为充分地考量供电需求、设备状况和承受程度等多种因素，随后以精确的数据信息呈现出来，协助管理人员进行设备的调控，从而更好地发挥出电气设备的性能，降低了资源的损耗和浪费，节省了电气工程的运行成本。

3.2 优化自动化控制模型

事实上，电气工程自动化模型的构建难度是相对较高的，倘若不加以注意，其间的误差将可能直接导致后续的设备运行和工程建设出现严重的经济损失，而自动化技术的有效应用能够凭借其自身的技术优势协助工作人员进行模型方案和结构的设计，其针对系统的处理更为精确，有利于实现误差的缩小和质量的提升，以科学有效的自动化模型为后续电气工程的运作提供基础保障[3]。

3.3 提高自动化控制精度

电气自动化技术在电气工程中的应用优势还表现在控制精度的提升上。电气工程的规模往往是相当庞大的，其中与日俱增的系统参数和运行数据数量更是对数据处理人员提出了严格的要求。不可忽视的是，传统的运行参数处理往往会受到大量外界因素和内部因素影响，不利于后续的设备调试和管理。自动化控制技术的应用在设计时即考虑到了影响因素的存在，在数据处理时会优先对其他因素进行判定，结合电气工程的实际状况来进行参数的反馈，如此一来工作人员即可根据数据信息的状况来检测电气设备的运行状态，排除其中的故障，同时还可根据电气工程的实时供电效率来调整运行方案，避免资源的损耗和设备材料的浪费。除此之外，自动化控制系统也具备更强劲的集成控制能力，其多核控制中心能够实时、高效地处理大量数据信息，同时还可调取过去的数据信息库进行数据参考，综合考量后做出控制反应，协助工作人员进行操作[4]。

4 自动化技术在电气工程中的应用环节

4.1 优化设计环节

事实上，传统的电气工程运行系统中也实现了部分工作环节的自动化，具体来说则是在试验探究和对比测试后选择效果最好的设计模式，随后进行优化与调整，最终投入使用。但是，传统模型设计中，由于大量环节都由人工操作决定，极其容易受到个人主观能动性或其他客观因素的影响，进而出现数据信息方面的误差，影响模型设计的精度，由此导致电气工程依照模型进行建设后可能无法达到其预期的效果。相比之下，自动化技术在模型设计环节中凭借自身的技术优势有效解决了这一问题，通过自动化技术，工作人员可在信息网络平台中访问数据信息库，获取到过去的电气工程设计模板，同时辅以智能软件和技术平台进行综合操作，以系统化程序化的流程进行模型的设计和调整。

4.2 发电厂分散控制环节

在电气工程的运行过程中，电力控制是必不可少的核心工作环节之一，为提升发电厂分散控制的实际效果，工作人员可将电气自动化技术引入到电力测控的工作流程中，从技术层面突破电力测控的限制，达到电力状况的精确把控。首先，自动化技术在发电厂分散控制环节中能够实现对电气设备的实时监控，其信息传递效果也是十分优秀的。随后，监测信息将被上传到集成分析中心，计算机系统将对电气设备的状况进行统一分析，实现电气设备的集中管理。由此，工作人员不仅能够实时把控电气设备的运行状况，同时还可提升电气设备的管理水平，便于电气设备的养护。分散控制工作所采用的分散监控体系相较于传统的集成监控体系而言，在成本和效率上都具备一定的优势，而自动化技术所携带的数据分析和处理能力，也进一步提升了监控的质量和水平，为电气工程的安全性与稳定性提供了保障，是未来监控体系发展中的重点。

4.3 变电站智能环节

在电力供应时，也需要根据不同区域、不同用途的电压参数和用电需求调整其供电方式。但随着我国社会经济发展水平的提升，无论是工业用电还是生活用电都在持续攀升，供电的范围和规模也有所扩大，此时，如何把控供电的状况成了电力企业所要关注的重点。在电气工程的运作体系中，变电站正是针对这一状况调整供电电压的设施，但通常来说，变电站运行过程中所需要的安全保障是十分严格的，倘若变电站出现了安全事故或运行故障，其所产生的损害将是十分严重的。因此，通过自动化技术为变电站的运行提供技术保障是很有必要的，自动化技术不仅能够实现变电站工作环节的部分自动化，还可通过对系统设备的实时监管实现对变电站的安全保障，规避其中的安全风险，使得变电站能够更为完全稳定地运行。

4.4 电力调度环节

根据我国电气工程的实际建设状况来看，自动化技术在电力调度环节中的应用也是十分常见的，这是由于我国对于电网建设的覆盖面积和规模正在不断扩大。其中用电需求也变得更为多元化，这对电网电力调度工作人员提出了更为严苛的要求，调度人员的工作难度与工作压力也在持续攀升。由此导致工作人员会由于工作量或工作压力过大而出现工作上的失误，影响到电力的正常分配。此时，自动化技术的有效应用即可协助调度人员进行电力的科学分配。一方面，自动化技术与电力系统的结合能够为工作人员获取电网系统内的用电需求信息，为电力调度人员提供数据参考。另一方面，自动化技术还可与电网系统相结合，协助工作人员进行电力调度流程的管理控制，从而规避了不同区域内电力供应不足的风险，有利于实现电力资源的科学分配[5]。

4.5 电力计量环节

自动化技术在电气工程中的应用能够实现单一工程技术向多元综合技术的转变，这一优势在电力计量环节表现得尤为突出。①自动化技术可针对多个区域内的电力需求进行汇总，同时针对差别化的电力计量标准进行电力的分配。②电力计量环节中的自动化技术还表现在自动化系统的全面应用上，不仅实现了电力的科学计量，还可进行多端数据的获取和传输，最终进行集中的处理和汇总，为电力行业的区域协作提供了数据依据。

4.6 调配电力环节

工业用电与日常生活用电所需的电力标准和能源供给方式是存在差异的，这要求在电气工程中进行电力的调配时，应针对不同的电气设备和用电需求进行针对化的电力服务，确保电力能源供应能够得到精确的落实。自动化技术的应用可充分整合不同用电需求的实际状况，同时围绕电气工程自身的设备状态和供电能力制定相应的电力调配方案，在确保设备运行状况的同时提升供电质量，避免了资源的不合理分配，同时也降低了电力工程的能源损耗，对电气行业的可持续发展来说有着重要意义。除此之外，自动化技术的应用还可起到安全防控的效果，其实时的信息获取能力和反馈系统为电力调配工作人员提供了有效的数据参考，在数据信息出现异常时可及时作出反应，集中调配电力，确保目标区域的用电需求能够得到满足。

4.7 故障诊断环节

在电气工程运行过程中不可避免地会存在一些安全风险，此时，故障诊断和故障排除工作的意义体现了出来。自动化技术在故障诊断环节中的应用则是集中表现在数据信息的分析和反馈方面。由于电气工程的安全风险是时刻存在的，这意味着要对电气设备和电气工程进行实时的监督其难度是相对较高的。而自动化技术可通过技术手段实时获取的设备运行状况和传感器所反馈的数据信息，同时经由处理中心进行数据分析，及时诊断出设备的故障类型和原因，为工作人员的故障排除提供信息参考，如此一来，故障的诊断效率得到了提升，排除的风险也大幅度降低。