电气工程自动化的设计及应用分析

叶瑞强

【摘 要】 电气工程是我国工业建设发展的重要组成部分，随着科技的不断发展，电气工程的自动化也逐渐走向成熟，在这一过程中各种技术的参与起到了至关重要的作用，同时在电气工程的施工中都发挥着决定性的作用。本文笔者主要对电气工程自动化的设计和应用做探讨分析，以保证电力系统的正常运行。

【关键词】 电气工程 自动化 设计 应用

前言

随着社会的不断进步，计算机事业也在飞速进步，自动化系统也越来越深入到了各个行业领域，电力事业的发展也在迈进自动化系统的方向。虽然电力事业的发展前景越来越好，整个电网的建设也在往科学化的方向发展，但是自动化技术的渗入更需要先进的技术支持和系统的管理工作，所以电气工程中的自动化技术是非常重要的。

1 电气工程以及电气自动化概况

电气工程（Electrical Engineering）是现代工业发展的关键领域，随着科技的不断更新和发展，电气工程及其自动化的技术平台逐渐形成了独立的系统。电气工程技术经历了从电磁学理论的建立到新技术革命时期电气工程技术学科的形成这样一个形成与发展的过程。这种系统正逐渐迈向快捷，方便的方向发展。它为我国的工业发展节约了成本，提高了效率。而且，电气工程还逐渐涉足商业领域，为商业间的交流与传输提供越来越多的满足。

我国作为工业为主导的社会，只有大力发展工业才能促进我国经济的飞速发展。所以，只有电气工程及其自动化在社会发展的地位中占有一席之地，才能促进电气工程及其自动化的长足发展，立足世界。

2 电气工程自动化的设计原则以及特点

2.1 电气工程自动化的设计原则

电气工程中自动化设计的基本原则主要包含了：首先，应该最大限度的满足生产机构和工艺对对于电气自动化的要求，在满足自动化应用的前提下，电气自动化应用的设计方案应该保障其简单和经济性，电气自动化应用的设计要妥善的处理机械与电气的关系。其次，电气自动化设计要从工艺要求、制造成本、结构复杂、使用维护方便等方面来协调的处理好相关的问题。最后，在电气自动化设计当中应该正确合理地选用电器元件，这样才能够确保其使用的安全可靠性，使利用电气自动化制造出来的产品除了外观造型美观大方之外，同时其质量也能够安全可靠，操作智能安全以及维护方便。

2.2 电气工程设计中电气自动化设计的特点

首先，在传统的电气工程中，传统的电气设备制作的方法丧钟的计量、控制以及保护都是由一些完全独立的配件来完成的，相应的用户需要的一些配电产品只是通过各个配件之间的连接以及功能的配合来形成的。由于电气自动化中的微型计算机的引入，就能够形成和微型计算机所对应的自动化的控制系统，微型计算机通过硬件和软件的组合使系统的控制和管理更加的智能化和人性化，从而能够有效的达到相关用户的要求。其次，最初的电气设备的电气和自动化都是独立的，没有任何的关联，所以施工的过程中就必须要求各个设备的专门工作人员到工作的现场，然后根据规定的标准信号以及管理的相关原则将相互关联的界面来划分清楚，然后再进行有效的协调连接。

3 电气工程中电气自动化的应用

3.1 电网调度的自动化应用

电网调度自动化是确保电网经济、优质、安全的发供电，提高电网调度运行管理水平的重要手段，也是实现管理现代化和电力生产自动化的重要基础。主要是由电网调度控制中心的计算机网络系统、服务器、工作站、打印设备、大屏蔽显示器等组成。其主要功能是：电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力负荷预测、电力系统状态估计、自动发电控制、自动经济调度，并适应电力市场运营的需求等。其作用主要体现在以下3个方面：

（1）实现对电网安全运行状态的实时监控。通过调度人员控制和监管电网的电压、潮流、周波和负荷等，并观测主设备的位置状况和水、热等方面的工况指标，使之能符合规定，以保证用户计划用水、用电、用汽等的需求。

（2）实现对电网运行的经济调度。在对电网实现安全监控的基础上，再通过自动化手段以实现电网经济调度，以达到节省能源、降低损耗和多供电、多发电的目的。

（3）实现对电网运行安全事故的分析和处理。电网中出现异常运行或者故障的因素非常复杂，且十分迅速，如果不能及时的判断或处理措施不当，有可能会危及到设备安全和人身安全。通过电网调度自动化技术的增强，能够实现电网的安全运行分析，提供事故处理的对策和相应的监控手段，以防止事故的发生，并对已发生的事故进行及时处理，减少和避免事故的发生率。

3.2 发电厂分散测控系统的自动化应用

发电厂分散测控系统在实际的应用过程中通常采取分层分布结构，其具体组成是以太网、高速数据通讯网、运行人员工作站、过程控制单元和工程师工作站。过程控制单元是由只能输入/输出模件与可冗余配置的主控模件共同组成，且主控模件又通过冗余智能输入/输出和输入/输出总线模式来进行通讯。其中过程控制单元是可以直接用于生产过程的，并直接接受热电阻、热电偶、电气量、开关量、脉冲量和现场变送器等信号，并在运算处理完成以后在对设备的运行状态和运行参数实现实时的显示、打印和信号输出，以此来直接驱动执行机构，最终实现生产过程的联锁保护、检测与控制。工程师工作站与运行员工作站提供的是人机接口，过程控制单元一方面是向运行员工作站发送信息，另一方面就是接受由工作站发送过来的指令，以此来作为操作人员提供监视和控制机组运行状态的方式和手段。而工程师工作站则是为工程师提供设置和修改系统组态的诊断方式和维护方式。

3.3 变电站综合自动化

变电站的作用是分配和接受电能、变换电压和控制电能流向等方面，并且通过对变压器的使用将不同电压级数的电网联系起来。进行变电站自动化的主要目的是取代电话人工操作和人工监视，从而扩大对变电站的监控功能，从整体上提高变电站管理水平和运行水平的自动化系统。随着微机监控技术在变电站的实际应用范围得到扩大，目前变电站正朝着综合自动化的方向进行发展。在目前我国的发展中，已经基本实现了变电站继电保护微机化和远程的远动和监控，并正在极力研发推广无人值班变电站的操作体系。endprint

3.4 配电自动化

同调度自动化相比，配电自动化的规模较小。配电自动化是一项集合了现代控制技术、计算机技术、数据传输、设备管理等方面为一体的综合信息管理系统。配电自动化目的是改进电能质量、提高供电的可靠性、向用户提供优质的服务，并减轻运行人员的劳动强度，以实现经济运行的目标。我国的配电自动化主要使用了三种基本功能模式，即就地控制的馈线自动化、集中监控模式的配电自动化和集中监控模式的配电自动化与配电管理相结合的模式。目前我国多采用了后两种模式，并使用了分布式总体结构，将主站和子站通过网络进行联在一起，从而形成统一的配电自动化系统。

4 电气工程中电气自动化应用的优势

4.1 电气工程中电力设备的在线监测

随着开关、变压器、短路器以及发电机等这些一次设备的应用，往往需要对其中关键的参数进行不间断的实时监测，这就要求监视设备不但能够监视设备在线运行状态，同时也能够对设备的一些重要的参数变化趋势进行分析和预测，以此来分析是不是会有什么故障发生，以缩短设备的保养周期，延长设备的实际使用期限，这对于整体的检修从定期向情况状态方面检修发展提供了帮助和基础保障。

4.2 电气自动化应用下电气工程中电力设备的智能化

一般情况下，电力一次设备与二次设备的安装地点之间都要有一定的间隔，一般要求相隔几十米，有的甚至是要求几百米远，相互间由大电流控制电缆与强信号电力电缆连接。与之不同的是，在进行一次设备的结构设计时，往往要先考虑实现常规的二次设备的功能，这样做能够节约大量的电力信号电缆和控制电缆。

5 结语

随着我国经济的发展和科学技术的进步，电气工程中自动化技术也得到了迅速发展，并被广泛运用于各个领域当中。因此，作为一名电气工作者，应积极综合当前电气工程中的实际运用情况，开拓新理论、新技术的运用思路，为我国的电气工程自动化技术的运用和发展做出应有的贡献，保障电气行业的健康快速发展。

参考文献

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[2]唐杰，牟佳媛.电气工程中自动化技术的运用[J].科技创新与应用，2013.

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[4]黄雪芳.探讨电气工程中自动化技术的应用[J].广东科技，2012.endprint