电气自动化在电气工程中的应用

范大鸣

（渤海船舶职业学院，辽宁 葫芦岛 125005）

0 前 言

科学技术的全面发展和进步推动了电气工程的技术性转型，为了维持电力行业发展建设的综合水平，要整合电气自动化项目模块，发挥其应用价值，促进电气工程安全性和稳定性全面提升。

1 电气工程及其自动化概述

1.1 内涵和组成

1.1.1 内涵

从宏观层面分析，电气工程及其自动化是将电气技术、计算机技术及电机电器技术等融合在一起的综合技术体系，实现弱电—强电结合、机电结合以及硬件—软件结合，从而有效满足系统应用自动化需求。电气自动化被广泛应用在各个领域中，从家庭电路设计到航空航天，电气自动化技术均发挥了极大的作用，改变了人们传统的生活模式，也为整个电气工程的升级转型提供了支持[1]。

1.1.2 电气工程自动化体系组成

电气工程自动化体系按照功能单元划分，分为信号接收单元、信息处理单元、信号输出单元；若是按照层级结构划分，则分为站控管理层、网络通信层及现场设备层。

1.2 系统设计原则

在电气自动化技术应用设计的过程中，要遵循以下原则。

（1）电气工程自动化将自动化技术要点作为核心，并且结合客户的实际需求增设设计环节，有效发挥发挥电气自动化技术的优势[2]。例如，为了确保电气自动化技术环节的合理性，采取对应的变频设备实现可编程逻辑控制器变频器通信设计，具体的工作模式参数见表1，配置参数的设定可以依据客户的实际需求进行处理，从而落实电气自动化的单元功能，确保电气工程中电气自动化能优化具体工序质量。

表1 变频器参数设计

（2）电气自动化设计工序实现了电气单元和机械单元的融合，也有效减少了传统单一化机械应用模式造成的不足，设计要秉持全面性原则。

1.3 系统设计特点

在电气自动化项目设计工作中，经济实用性是最关键的特征，确保设计能在融合相应技术的同时发挥其便捷性优势，从而真正推动智能化体系和电气工程项目有效融合。

第一，电气自动化体系不需要建立复杂的控制模型，而是在精简控制流程的同时提高控制精度，最重要的是，避免传统模型构建中产生的故障隐患。例如，多数电气自动化系统需要借助对应的程序工具完成集成开发工作，采取C编译器、支持C语言开发，借助ADC1.2提供相应的开发环节，从而提高运行效率[3]。基础框架流程见图1。

图1 主程序流程设计图

第二，借助电气自动化设计模块能最大化提升数据处理的一致性，并且能为数据信息处理成效的提升提供保障。需要注意的是，因为受控对象本身具有可变性特点，这就会无形中增加了控制难度。利用电气自动化技术能有效整合技术应用模式，从而解决控制问题。

第三，电气自动化模式能为电气工程系统调控流程的优化提供保障，不仅能提升调控水平，还能简化操作流程，从而保证电气工程发展的实效性。例如，在工厂锅炉管理中应用电气自控技术，借助LBC控制系统能对水位进行实时的报警处理，依据液位传感器完成水位测量，借助4～20 mA之间的输出信号就能予以数据对比，从而判定LBC系统预警信号，提示相应人员开展对应的工作。

2 电气自动化在电气工程中的应用意义

在电气工程项目中应用电气自动化技术具有重要的实践意义，能有效打造更加完整的电气工程应用平台，无论是监控监测工作质量还是智能化处理效果均能得到全面提升。

2.1 提高监测质量

在电气工程中积极应用电气自动化技术，建立有效的设备实时监控体系，能为电气设备常规化运行提供支持。尤其是变压器及断路器等关键设备，应用电气自动化就能进一步完善故障判定效果，从而提高监测效率，为降低工作量及工作难度提供支持。与此同时，电气自动化技术体系能为后续进行电气设备的维护和保养维修提供基础数据，保证维护人员能及时分析问题产生的原因而进行故障处理或者器件更换[4]。

2.2 推动智能化发展

电气工程中应用电气自动化技术是推动行业向智能化方向发展的根本路径。一方面，借助电气自动化能建立网络化应用模式，强化物联网应用技术水平的同时，能依据智能传感器完善系统数据处理工作，针对出现的故障问题进行及时的错误报告提醒，有效提升管控水平[5]。另一方面，电气自动化能推动行业绿色发展，减少对环境造成的压力，在提升产品设计质量水平的基础上减少行业的资源应用成本，为智能变电站及智能反馈技术的合理应用提供保障，促进行业向节约化方向发展。此外，在电气工程中积极推进和深化研究电气自动化项目是建立模块化处理模式的根本路径，有助于缩短项目研发周期，并且在统一规划设计模式基础上减少成本投入。

3 电气自动化在电气工程中的应用路径

在电气工程中要善用电气自动化体系，发挥技术的应用优势，维护应用效果和综合质量，打造更加完整的应用技术平台和工程方案，从而确保相应的工作环节能实现效率的最优化。

3.1 电网调度

对于电气工程项目而言，电网调度指的是电网系统的自动化分配机制，要借助不同的服务器完成相应的工作，从而确保应用效果和电力工程应用质量达到预期。因此，发挥电气自动化技术的优势，合理调控电气工程项目具有重要的意义[5]。

第一，借助电气自动化处理模式完成经济调度，将保障电网运行稳定性和综合质量作为关键，打造完整、科学的电力运行系统。与此同时，能全面解读相应数据，获取数据之间联系的同时，建立完善的数据监督管理体系。另外，依据不同用户的实际需求发挥电网系统的计算能力，也能在信息富集、信息处理及信息传输的基础上实现多元化调整和控制，最关键的是能完成电网负荷承载的判定，提升经济调度的合理性和科学性。

第二，数据监控。对于企业而言，电气工程的数据是决定整体项目发展和运行质量的根本，传统的数据富集模式存在人力、物力损耗严重的现象，而借助电气自动化技术不仅能完成电力数据的分析，还能结合数据走势及数据之间的联系预测走向，大大提升了电力系统的安全性。例如，借助非接触式转速传感器对脉冲信号进行记录，能有效应用测量盘完成光敏元件的信息收集，从而依据介电常数周期性变化规律判定轴转速的情况，然后递交压力传感器，完成数分析，提高响应时间，将响应时间控制在1～2 s[4]。

第三，故障排除。利用自动化技术能有效建立电气自动化处理机制，及时进行故障检索，从而借助数据关联度完成分析，快速排查故障点，有效提升故障排除效率，为后续全面实施科学化处理机制奠定基础。例如，基于PLC技术的电气工程开关量控制工作中，能实现对电流的合理性自动化控制，如果设备出现故障问题，能及时进行故障诊断和自我修复，并且对系统额定电压数值予以控制调节，从而维持电气工程系统的安全性和稳定性。

3.2 发电厂

近几年，发电厂在常规化管理中应用分散监控系统，需要依托通信网络。而通信网络是无数个控制单元组成的以太网，因此，将电气自动化技术应用在发电厂监控工作中具有重要的意义，不仅能及时进行信息处理和问题预警，而且能及时处理简单问题，从而减少经济损失[4]。尤其是新能源项目中，风力发电应用范围不断扩大，主发电机、自动迎风转向装置等构成基础设备体系，这就对电气自动化提出了新的挑战，为了满足实际需求，操作人员要结合区域性风力条件完善科学调整机制，从而优化发电效率。

另外，火力发电厂也开始大范围推广电气自动化技术，搭建设备运动系统监督模式、数据监控系统及信息监控系统等。与此同时，要整合二次电力保护系统，提高应用效率的同时提升智能化工作综合效率。例如，将电气自动化技术应用在工程闭环系统体系内，加入PID指令，就能在充分考量外部因素的基础上进行参数的设置和控制，维持系统运行的经济价值和安全性，建构稳定有效的运行模式，凸显电气工程中电气自动化技术的优势，为保障系统可靠应用提供支持[2]。

3.3 变电站

在信息技术不断发展和进步的时代背景下，变电站的智能化转型工作逐步推进，不仅能实现信息控制，还能有效完成信息的传输处理。

3.3.1 设备优化

第一，计算机取代电磁设备，减少应用中出现的故障，打造更加环保高效的应用模式，并且能提升针对性处理工序的完整程度，同时能降低安全故障和隐患出现的概率，提高工作环境的安全性，避免造成经济损失。

第二，智能化设备取代人工机械设备，大大提高工作效率，降低人工工作强度。

第三，转变生产理念，利用自动测量和自动监控设备打造更加和谐高效的生产模式，建立多样化运维方案，突破传统经营模式的瓶颈，整合资源和技术体系后真正满足电力发展的时代需求。

3.3.2 故障检测

在电气工程体系中应用电气自动化技术，能应用配置较高的传感器实现故障检测，并且精准分析故障产生的原因，从而制定对应的处理方案和应用管理规划，为后续全面维持电力工程项目运行稳定性提供支持。值得一提的是，应用电气自动化技术，还能优化用电质量，实现环保性、经济性、可靠性并行的发展目标，同时最大限度地凸显清洁能源的应用优势，减少对环境的污染[2]。

3.3.3 电网结构优化

借助先进的计算机信息处理技术，能有效维护电网结构优化工作，满足大规模用电环境中出现的电力失稳问题，也能最大化降低故障维护成本。相关人员要按照标准化电气自动化技术约束管理流程完成对应工作，提高用户体验感的同时，借助交流互动维持电网调控工作的合理性。例如，将IEC61850作为通信协议，变电站能建立有效的二次装备组网，从而提升数据信息的交互协同应用质量，为数字化系统的全面推广提供支持。

4 结 论

对于国家发展而言，电气工程具有重要的作用，而电气自动化是电气工程发展的必然趋势。今后，要升级技术内核，实现技术创新，满足社会需求的同时优化技术的应用流程，发挥其监控、调节、智能化处理等方面的优势，促进电气工程的全面进步和可持续健康发展。