电气工程电气自动化技术应用研究

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摘要：为分析电气工程中电气自动化技术的应用方法及效果，文章结合工作实践，在分析电气工程中电气自动化技术应用优势的基础上，对电气自动化技术在其中的应用进行分析。电气自动化技术的优势诸多，比如，能够对电力线路及电气设备进行全面监测，能够提升工业生产效率，等等；将其应用到电气工程中，需重视电网调度、发电站管理以及发电厂分散控制等。电气自动化技术在电气工程中的应用，可提高电气工程运行的可靠性及质量，并带动电气工程事业稳步、可持续发展，因此值得被推广应用。

关键词：电气自动化技术；电气工程；应用

电气工程（ElectricalEngineering）是现代科技领域中电气、电子系统生产制造相关学科的总和，随着电力能源在人们日常生活及工业生产中的广泛应用，以及计算机技术和互联网技术的推广普及，电气工程正逐步改变着人们的生活和工作方式[1]。电气自动化是电气信息领域的一门新兴学科，这门学科将电力、电子、控制、计算机、传感器等学科知识综合在一起，实现了对电力系统及电力电子设备的自动化监管、控制，被广泛应用于电气工程中，推动了电气工程的数字化、智能化建设，且随着信息技术的发展，电气自动化逐步朝着智能化、节能化、绿色化的方向发展，更好地满足了新时代电气工程发展的要求。

1电气自动化技术在电气工程中的应用优势

电气工程被广泛应用于农业、工业、军事等领域，随着科学技术的发展，电气工程自动化控制技术逐步完善，实现了对电气系统的自我检测和自动控制，有效提升了工业生产水平。现代化的电气自动化技术，常用技术类型如下。1）集中控制技术。传统的电气自动化控制采用的是分散式控制模式，控制效率不高，集中控制技术以集成化为核心，构建了电气工程自动化模块，为自动控制技术系统运行创造了良好的环境，实现了功能的集中管理，提升了电气自动化的稳定性。2）远程监控技术。在信息技术的支持下，实现了对电气设备运行状况的远程视频监控，借助于PLC技术，系统可以采集电气设备实际运行参数，包括通电电流、电压等物理量等，能与预设参数比对，分析设备是否正常运行，如有异常，可排查系统内部逻辑性错误问题，查明故障原因，并发出警报，及时维修，保障电气工程的正常运行。3）现场总线技术。这项技术是电气自动化技术的重要组成部分，能够实现灵活、稳定的控制，推动电气工程高效、自动化运行，提升系统运行效率，满足现阶段电气工程发展的内在需求[2]。如今，电气自动化技术已成为电气工程不可分割的一部分，这项技术的应用具有以下几种优势。1）实现对电力线路和电气设备的全面监测。随着工业生产规模的扩大，电力线路愈加复杂，电气设备种类增加，居民生活、工业生产越来越依赖电力能源，为了确保电气工程安全稳定运行，必须实时监测电力线路及电气设备运行情况。电气自动化技术完全能够实现这一目标，借助于传感器、自动化电子仪表等，实时采集电气工程运行环境信息及运行参数，若出现异常即刻发出警报，及时维修。2）提升工业生产效率。电气自动化技术的应用，实现了电气工程的半自动化运行，实现了工业生产自动化、无人化的目标，避免了恶劣生产环境对工人身体健康的威胁，有效降低了人工作业负荷，减少了人力生产成本，提升了工业生产效率，减少了人工主观因素引起的操作失误，从而更好地保障了生产的安全性。3）适应性好。随着电气自动化技术的发展完善，其技术体系趋于多元化、标准化发展，能够适应各个领域电气工程的自动化控制需求，适用范围广，而且随着PLC技术等电气自动化核心技术国际标准化通信协议的建立，相关硬件、软件设施实现了标准化生产，用户可根据需求选购合适的设备，提升后期系统调试便利度，其通用性较好。

2电气自动化技术在电气工程中的具体应用

2.1电网调度

电气自动化技术的应用，让电力企业能够实现对电力输配送网络的实时监控，全面掌握各个区域电力系统运行信息并做出合理调配，全面提升管控效率与质量。借助于电气自动化技术，电力企业构建了由信点通道、站端、控制中心等组成的电网调度系统，连接了电网调度中心、变电站终端、发电厂等站点，实现了信息开放共享，能统筹协调电力生产信息、各个站点的用户用电信息，以及电力的生产、输送、配送、供应等环节，提升了电力能源的利用率，避免了电力能源产能过剩、用电高峰期供电不足等问题。

2.2变电站管理

变电站是输变电工程中的关键性站点，承担着变换电压、分配电能、控制电力流向等职能。在传统的变电站管理模式中，其采取人工管理形式，工作效率低，无法很好地完成工作任务，而电气自动化技术的引进，改变了这一情况。当前，我国变电站自动化水平已经达到一定水准，信息传输处理技术的应用有效提升了变电站工作效率。在电气自动化技术支持下，系统可自动采集变电站电气设备运行数据，并进行自动化管理，利用计算机屏幕监控变电站运行情况，而且在全微机化装置的加持下，监视和控制效果能得到优化，应用二次设备实现了变电站控制系统的数字化、网络化、集成化建设，电力信号电缆被光纤替代，系统运行更为安全可靠[3]。

2.3发电厂分散控制

在发电厂的运行管理控制中，应用电气自动化技术构建了分散化测控系统，系统采用分层分布设计，由数据通信网络、控制单元等要素组成，及以太网、OS、ES、PCU等部分构成。在自动化控制系统中，借助于智能I/O模件、冗余I/O总线，可实现MCU模件通信；借助于PCU，可实时接收热电阻、开关量、变送器等传播信号，对信号进行处理，获取设备运行状态及参数信息，打印并传输出去，驱动执行机构执行联锁保护、监测控制等功能，而ES、OS则可为人机接口提供服务，其中ES可以为工程师提供系统诊断、维护、组态修改等服务[4]。在对发电厂的分散控制中，借助于电气自动化技术，可实现对关键线路及电气设备的监视，实时接收电气信号并进行信息处理分析，掌握监测部位的情况，采取相应的控制措施，在计算机系统中进行参数调控，提升系统运行效率。分散化测控系统是一个完整的结构，主控、输入、输出等模块被连接在一起，可满足人机通信需求；借助于控制单元，能够根据所采集的信息发出控制指令，从控制站传输至现场，满足调控机组运行的要求。

3电气自动化技术在电气工程中的发展趋势

3.1设备市场化

借助于电气自动化技术，电力企业实现了对电力生产、输送、供应的自动化控制，有效提升了供电服务质量。因此，电气自动化控制将成为电力事业发展的重要推手，在这一发展趋势下，电力企业应该极力促成电气自动化技术体系的标准化发展，构建以市场需求为导向的设备生产制造体系，全面提升电气自动化控制水平。在电气自动化技术研发过程中，企业应该做好前期的市场调研工作，准确把握市场行情及市场需求变化，以满足客户需求为目标开发技术产品，推动产品技术升级、改造，满足电气工程自动化技术体系配置需求，提升产品销量。

3.2智能化

人工智能是一门以计算机为技术的现代化科技，其核心技术有专家系统、人工神经网络、启发式搜索、模糊集理论等，相较于传统的控制技术，其具有系统适用性好、综合性能优良的技术优势，因此电气自动化技术中融合应用人工智能，是必然趋势。人工智能应用于电气自动化技术中，可完善系统控制功能，减少控制误差，加强控制效果。例如，在控制设备速度调节中，借助于Mamdani模糊控制法，能够高效处理交流传动控制系统中出现的问题，确保系统运行的流畅度，提升电气设备工作效率及质量。现阶段，电气设备操作系统日渐复杂、精密，电气自动化技术中融合应用人工智能进行设备的基本控制，只需输入对应的算法并学习，即可完成基本操作，使操作程序得以简化；还可借助计算机、互联网技术等实现远程监控，自动记录电气设备损耗、用户用电量等数据，自动化、智能化程度高，大大减轻了工作人员的负荷，减少了电力企业人力及物力资源的消耗，降低了运营成本。随着电气自动化技术的智能化发展，电力企业发电控制、电力输配送、电网调度自动化水平显著提升，电力生产、输送中的能源消耗及环境污染减少，这对于电力事业的可持续发展有着积极意义。

3.3节能化

在工业化建设过程中，生态环境日益恶化，自然资源紧缺，电力企业积极响应国家号召，在生产运营管理中贯彻生态环保、绿色节能理念。例如，在电气自动化技术研究中，逐步精简操作平台，推动生产技术的高频化及传输线路的高效化发展，有效减少了电力生产、输配送中的能源消耗，兼顾了节能、高效、环保、可持续的基本需求。同时，在变压器等电气自动化关键设备的设计中引进了节能理念，合理选择变压器材料及运行介质，采用换位导线设计，将变压器安装于电力消耗中心点位，有效降低了变压器运行过程中的能源消耗。在电气自动化技术中科学应用无功补偿，分析电气设备运行参数，合理设定无功功率素质，满足设备电容数值及负荷量，定期检查线路设备无功运行情况。若线路整体负荷较大，就进行动态补偿；若线路整体负荷较小，就进行静态补偿，采取模糊投切方法，分担超负荷线路的供电压力。通过上述方式对无功损耗进行补偿，最终的节能效果显著。

4结束语

科学技术是第一生产力，以往的计算机程序能够在人们的指令下进行操作，实现电气自动化控制，而在人工智能技术研发推广后，计算机程序可以学习、模仿人类的思维及行为，基于自身运作规律挖掘出数据与不同构件间的联系，借助于算法发出指令，实现对电气设备的自动化、智能化控制。现阶段，在电气工程中，依托于计算机技术、传感技术、变频技术、计算机集散控制技术、PLC控制技等现代化科技，实现了电力生产、输送、供应的自动化控制，随着电气自动化技术的进步，电气工程自动化控制将进一步优化，朝着智能化的方向发展。在这一背景下，企业应基于电气工程控制需求完善电气自动化技术体系，打造高素质电气管理队伍，切实发挥电气自动化在电气工程中的技术价值。

参考文献：

[1]高长璧.探究PLC技术在石油化工电气自动化控制中的应用:评《电气控制与PLC应用技术》[J].材料保护,2020,53(6):174.

[2]黄雪花.基于监控组态技术的电气自动化设备状态智能控制方法[J].自动化与仪器仪表,2020(8):190-193.

[3]刘梦梅.基于计算机技术的电气自动化控制系统设计分析[J].南方农机,2017,48(2):157.

[4]王英臣.电气自动化控制设备故障预防与检修技术存在的问题及优化策略[J].黑龙江科学,2020,11(12):104-105.

作者：姜佳宇 单位：齐齐哈尔工程学院