电气自动化融合技术在电气工程中的应用

郑权

（煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司 安徽省合肥市 230041）

电气自动化相关技术在实际应用中具有智能化运行、安全、高效等特征优势，因此在电气工程相关领域中全面推广应用开来，在电气自动化持续推广应用背景下，相关技术在具体实践中得到良好效果，进一步验证了电气自动化相关技术融合应用对整个电气工程的促进作用。处于现代化社会中，需要对电气自动化技术进行深入研究，寻找融入电气工程的有效策略，提升电气工程运行质量，保障人们安全用电。

1 电气自动化技术分析

电气自动化是传感器、信息技术和计算机系统等技术的综合体，也是相关技术统称，在不同技术互相协调配合下，可以促进人员监控和电气设备顺利分离，单纯利用相关设备仪器，便可以针对电气工程实现自动化控制管理。在某种传感器、信息技术和计算机技术全面融合的电气自动化系统中，相关运行活动会率先借助传感器设备支持针对电气设备各种运行数据实施全面采集，同时对设备运行各种数据信息进行及时、准确获取，随后将所采集信息传递至计算机系统当中，计算机在接收相关数据后实施统一分析处理，帮助准确把握系统实际运行状态，将不同运行状况作为基础参考依据，促进系统信息朝着控制模块顺利传递，控制模块顺利接收相关信息后会按照具体信息面向电气设备实施各种控制任务。

应用电气自动化系统能够进一步简化人和设备之间的复杂操作流程，借助电子设备和自动化系统互相协作实施远程操作。电气自动化系统在具体实践操作中存在以下特征，第一是设备对应信号处理系统在顺利接收相关传输命令信号后会将其进一步转化为智能设备识别语言信息。第二是利用传输设备连接电气设备以及其他设备信号，促进实现电气设备远程控制。第三是合理控制信号传输，将设备运行状态信息实时反馈到主机系统，随后借助系统自动分析功能提高电气工程运行效率。

2 电气自动化技术应用优势

传统模式下电源管理主要问题便是控制设备升级可变性，比如线路损坏、不一致、设备老化以及其他设备损坏管理等，从而直接影响设备性能。

应用电气自动化技术能够提升设备控制水平，帮助电气工程领域弥补处理技术和数据分析方面的缺陷和空白，除此之外，合理应用电气自动化针对电气工程相关运行数据进行综合处理分析中，可以利用数据类型差异选择适合方式，提高数据处理结果准确度。除此之外，其能够为工程控制决策提供有效参考数据。将电气自动化融入电气工程当中，可以进一步简化各种复杂控制程度，并以此为基础促进电气工程和自动化结构互相契合，提升电气工程的运行效率。

3 电气自动化技术在电气工程应用中的设计原则

3.1 设备选型原则

电气自动化技术实施需要以各种自动化设备为基础，为此需要密切联系电气工程设计运行需求和运行现状选择适合设备。电气工程中的电气自动化应用设计中，需要严格按照具体原则实施设备选型，将促进实现电气设备自动化监控和远程调度为目标进行合理的设备选型，在自动化设备设计选型中，需要保障其中接线工作的间接性，保障设备稳定运行，坚持成本控制基础原则，支持设备后期安全、稳定运行，方便系统设备维护。

3.2 系统设计原则

电气工程融入电气自动化相关技术需要严格遵循下列设计原则，第一是在开关设计中需要保障系统的远程操作，开关设备选择中需要坚持智能化的基础原则，选择拥有远程分合闸功能设备。第二是继电保护装置设计中，针对电气工程内各种电气设备实施综合规划中，需要强化自动化技术、变压保护等技术在机电保护系统中的应用，促进继电保护装置能够充分发挥出自身价值功能，配置完善的电气多功能表，电气自动化系统对应站控层的网络拓扑结构如图1 所示。

图1： 电气自动化系统对应站控层的网络拓扑结构

图2： 变电所综合自动化保护系统拓扑图

4 电气自动化技术在电气工程中的融合应用策略

4.1 继电保护装置

在电气工程运行中出现各种突发性事故而影响系统稳定运行条件下，其中的继电保护装置能够形成自动响应，发挥出重要作用。具体来讲，继电保护装置在电气工程出现各种突发性事故以及运行故障条件下，便会迅速响应，发出警报，将系统线路自动切断，从而保障和故障线路对应连接设备处于一种稳定、安全运行状态。借助机电保护装置有效支持，能够实时监控记录整个线路运行状态，准确把握系统运行状况，同时能够对系统运行状态实施合理控制，在短时间内实施快速保护响应，从最大程度上降低因为传统继电保护装置未能迅速反应所导致的运行故障。充分发挥出继电保护装置相关检测功能条件下，能够快速发现相关设备、线路的异常运行状况，此外，还可以在短时间内快速判断系统特殊区间内电力线路、电缆以及电气设备的现实运行状况，一旦发生各种异常问题，继电保护装置能够进行瞬时响应，为系统设备稳定运行奠定良好基础，这也是继电保护装置和电气自动化有效融合。在电气自动化和继电保护装置全面融合中，需要重点关注设备故障问题，大部分条件下，继电保护装置相关故障问题主要可以体现为误动和拒动等现象。其中的拒动主要是在电气系统产生故障问题后，系统内的继电保护装置无法快速响应，实施断线保护操作，影响保护功能发挥。其中所说的误动则是指，电气系统未出现运行异常以及故障问题条件下，继电保护装置出现错误反应，发送错误保护命令，同时执行各种错误保护操作。针对继电保护装置中的错误保护命令，需要相关技术人员进行深入分析和细致检查，同时采取针对性的处理措施。自动化设备控制中，系统需要同步实施多种控制，按照顺序执行各项动作，实施顺序控制或步进控制。系统运行中实施阶段性分解，系统分析整个系统运行变化，合理设计预期运行顺序，明确运行时间，保障内部状态和输入条件精准同步执行。步进控制在顺序功能流程基础上，合理设置各项动作，促进上下动作顺利衔接。

4.2 变电站融合

传统模式下的继电保护装置在实际操作运行中容易出现各种问题故障，为此通过对相关技术进行合理改进。随着电气自动化技术的应用，变电站保护装置不断的发展，从以微型计算机为核心的微机综合保护装置逐步取代最初的RTU装置，微型计算机系统对应自动扫描装置进行信息扫描中拥有良好稳定性，能够减少系统误操作风险。此外，微机综合保护设备在实际操作运行中还具有良好灵敏度以及多样选择，借助远程控制功能能够对系统设备运行各种功率参数进行准确获取，准确阐明继电保护装置具体操作状态，提升系统运行可靠性。

随着电气自动化技术的发展，变电站保护系统也在不断的发展，从最初的微机综合保护装置逐步过渡到综合自动化系统，并在此基础上将各厂家保护装置的通讯规约统一到IEC61850 的电力系统通讯规约，打破了不同厂家保护装置之间的壁垒。随着光PT、光CT 取代传统的PT、CT，变电站保护系统发展到了全数字化阶段，并实现了变电站保护系统的智能化。

图3： 电力监控系统应用场景

图4： 电网调度控制系统

变电站综合性信息监控系统在实际应用中具备多种功能，以此为基础形成的自动化变电站操作系统能够针对信号传输系统、自动化装置、测量装置以及继电保护装置等实施全面重组可以对变电站整个计算机系统、通信系统、电气设备以及线路整体运行状况进行准确监控，极大的提升了变电站运行的安全性、可靠性。结合通信系统、电子技术和计算机系统融合形成的自动化系统赋予综合系统以全面集成特性和智能化控制特性，具有操作快捷、便利等优势。

4.3 远程监控

从电气工程实际运行角度分析，实施有效的监控管理能够促进工程建设的有序实施，为此需要加强电气工程中的远程监控，充分利用自动化技术，能够进一步提升电气工程相关监督管理工作的实效性和便捷性。远程监控技术主要以计算机系统作为基础载体，以网络系统作为重要支撑，充分发挥出计算机系统功能作用，可以促进远程监控系统针对各种设备运行实施有效控制和远程监测，有效减少传统模式下人工检测所形成的故障隐患，减少人工检测中的多余费用支出，帮助整个系统运行顺利摆脱空间和时间限制，随时随地对电气工程运行状态进行全面监督，有助于提升整个电气工程的运行效率。

电气自动化技术在电气工程融合应用中能够随时应用监控设备，应用程序作为系统运行预测设备和大数据分析工具。假如所监测到的运行数据不符合系统正常操作数值标准，则相关数据便会自动呈现于计算机系统屏幕中，能够预防设备故障，电气自动化管理可以提升设备保护效果，全面优化综合收益。电气自动化控制系统主要优势便是其自身的技术控制和性能优越性。

远程监控系统方面，在对各种监控设备进行合理安装基础上，把互联网当成计算机系统的远程控制媒介。远程监控系统主要优势能够节约成本，对相关信息进行快速发布，同时能够有序开展分析工作。此外，远程监控系统安全性高，操作便捷，安装方便等优点。现场总线技术适合电力消耗为基础的新型电力管理系统，涵盖远程监控各个层面，因此属于远程监控的创新发展。

集中监控将系统集中于同一方向，进一步降低管理难度，面对高度保护，可以选择集中监控方式。集中监控需要各个系统具备中央监督基础。

4.4 电网调度应用

电气自动化各种技术融入电气工程当中能够进一步提升整个电动机的运行效率，同时在未来发展中，对系统能源负荷进行准确估算，使电网在运行低谷以及能源高峰之间的调度工作更为清晰。相关改进措施可以促进相关能源资源的充分利用，全面落实挖峰填峰措施。因为传统能源网络系统缺少自动化技术，所以从上到下不会出现大量电能消耗。合理应用电气自动化技术减少错误发生。在持续降低发电机故障次数基础上能够缩减电网故障频率，支持整个电网系统实现稳定运行发展。自动监测系统画面选择级联形式，可以直观查阅调节主变、发电机、断路器、接地开关、隔离开关等设备运行参数指标和运行部位，具体操作如图所示。

电气自动化相关技术措施适用于多种场景和各个领域，能够针对能源网络实现高效传输。而在具体规划设计中，需要合理融入电气自动化技术，对电气自动化相关操作原理和实施原则进行系统阐述。电气自动化相关技术的融合应用即结合计算机技术以及信息系统对变电站、电网调度以及工作站等方面进行有效调节和改善，融入电气自动化可以做好网络系统的连接控制，不但能够进一步减少电网调度成本，同时还可以减少系统调度时间，能够体现出自动化网格调度的突出优势，能够改善整体工作效率。其中需要注意为了进一步满足电网自动化调度需求，需要保障网络系统的顺畅连接，提升网络系统运行稳定性和可靠性，利用计算机系统对服务器相关功能实施合理分配，保障系统内各种硬件设备的稳定执行，做好基础准备工作。电气自动化系统实际运行中，应用电气自动化技术以及实时监控系统能够针对各种设备运行参数信息进行有效获取，辅助员工科学判断系统操作，对电气自动化相关电气负载进行准确预测，并开展科学规划。

4.5 现场总线设计

电气自动化在电气工程中进行设计应用中，需要进一步明确相关总线计划是否合理。联系工程现场施工需求，应用总线设计技术优化编制项目实施方案，提升各种项目信息的完善性和全面性，适合各种电气工程设计。促进专业设备和智能电气系统的全面融合，进一步缩减电缆消耗，控制工程建设成本，同时能够有效节约后续维修养护成本。电气自动化在国内电气工程领域发展相继成熟，相关技术于配电站外部电缆装置的设计应用中具有操作简便的特性，能够充分满足变电站运行中的各种功能需求，减少项目投资成本。电气自动化技术在电气工程外部电缆设计应用中，可以进一步分成两部分，分别是通信电缆线路以及220V 的额定交流电缆线路。具体线缆线材类型包括双芯屏蔽双绞线以及屏蔽型电缆。针对通信电缆需要合理设置主备用，用于维护、检修以及故障检测。

5 结语

综上所述，在电气工程等行业领域中合理应用电气自动化等技术能够帮助进一步提升行业发展水平，促进整个电气工程产业实现稳定建设发展。为此需要对电气自动化相关技术进行深入研究，准确把握电气自动化技术应用特征和设计原则，提出有效的融合策略，全面优化电气工程建设效果，保障相关电气设备的稳定运行，提高电气工程运行可靠性，降低各种故障影响几率。