浅谈电气自动化技术在电气工程中的应用

张 劲 李佳铎

（1.机械工业人才开发服务中心 2.机械工业北京电工技术经济研究所）

0 引言

电气工程是复杂而庞大的系统性工程，要想确保电气工程的建设、运行能够安全并且高效，就必须采取一系列制度性和技术性的措施。当前来看，将电气自动化技术应用于电气工程中，就是一种很好的解决方案，这也是现阶段和未来电气工程重点发展的方向。因此，电气自动化技术需不断地进行优化提升，以更好地满足电气工程升级改造的需求。本文归纳总结了电气自动化技术的概念、特点、技术优势，对电气自动化技术的应用场景进行了深入分析和探讨。电气自动化技术与电气工程建设的高效融合，有利于电气工程提升运营效率，有利于提高电气工程在生命周期内的效益，有利于电气工程实现智能化的跨越式发展。

1 电气自动化技术的基本概念

1.1 电气自动化技术的定义

现阶段传统的运行管理模式已经无法满足当今电气工程建设发展的需求，甚至还可能会引出各种问题，导致电气工程的建设工期、运行管理、维护保障等方面出现隐患和问题。所以当前阶段电气工程对电气自动化技术的需求愈发明显。

通常来说，电气自动化技术是指依靠计算机系统和现代信息技术，自动进行信息的处理、检测、判断等操作，实现信息与控制的智能化、自动化，摆脱对人工干预的依赖。随着我国经济社会持续高速发展，人民生活水平得到了极大提高，日常生产生活高度依赖的电气产业也获得了长足的进步，推动了自动化技术在电气工程领域的普及。但受多种因素的制约，电气自动化技术在电气工程中仍面临融合度不高的问题，在很大程度上制约了电气工程的健康发展。因此，我们需统筹规划，科学设计，在电气工程领域大力引入电气自动化技术，实现技术上的有机融合，保障电气工程质量水平的稳健稳步提升。

1.2 电气自动化的常见技术类型

（1）集中监控技术

集中监控技术是电气自动化系统常用的一种技术，与分布式监控／分散监控相比，集中监控技术的优势非常明显，在有技术保障的前提下，能够实现人员、装备、技术的统一管理和支配。集中监控技术集中度高，能够有效地的节约场地、设备和人员成本，还能够集成各类来源的数据和信息，利用中央机房的计算机工作站，实现信息的集中处理和存放，有效保障整个系统的高效运行。集中监控技术还有利于系统的决策指挥，指挥员通过集中监控机房，可以统揽全局，统筹安排，大大提高工作效率。可见在电气工程中运用集中监控技术，能有效弥补传统监控技术存在的缺陷，满足电气工程的高质高效发展的需求，从整体上提高电气工程质量［1］。

（2）远程监控技术

远程监控技术是目前电气工程建设中必不可少的技术之一。由于电气工程建设过程中，整个系统的覆盖范围广，牵涉的设备多，参与系统建设和管理维护的人员组成成分复杂，技术水平参差不齐，在这种情况下，整个系统通过现场监控基本上不可能实现，只能大量采用远程监控技术。远程监控技术充分利用了当前先进的通信技术，包括光纤通信、无线通信（4G／5G移动通信、微波通信等）技术。现代通信技术结合先进的远程遥测、遥感和数据集成技术，为远程监控技术的实现打下了良好的基础。利用远程监控技术，可以大大减少电气工程的现场驻守人员需求，能有效克服边远地区交通不便的困难，节约了数据采集成本，实现了高速实施的监控手段。

（3）现场总线监控技术

现场总线是指将现场设备（如数字传感器、变送器、仪表与执行机构等）与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分支的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。现场总线监控技术具有较强的针对性，在电气工程中运用就是将不同间隔的需求结合起来，从而应用相应的技术以解决问题［2］。

2 电气自动化技术的特点

电气自动化技术所涉及的技术领域非常繁多，包括现代计算机技术、通信技术、传感器技术、遥测遥感技术、数据处理技术，以及机械传动技术等执行机构技术，通过这些先进技术的融合与集成，实现对电气系统的自动管理、监控检测、自动分析处理、自动反馈等功能，从而大幅度提高电气工程系统的自动化水平。

电气自动化技术能大大简化电气工程的生产过程，从而能有效提高电气工程的质量。电气自动化技术的核心是通过优化人与设备、人与人之间的联系，将复杂的操作自动化、简单化，通过电气自动化系统和相关电子设备的配合来实现远程的管理、生产和操作。其工作特点还包括：信号处理系统将收集到的各类信号解读为智能设备可识别的数字信号；通过通信传输系统将电气设备信号和相关设备进行联通，以实现有效远程控制；通过控制信号的发送传输，将设备实时的运行情况反馈给控制主计算机，并利用系统的智能化分析能力提高电气系统的工作效率。

3 电气自动化技术的优势

3.1 实现电气工程的自动化控制

电气自动化控制技术是电气工程应用中十分重要的技术，是电气自动化在电气工程中的最佳实践。通过自动化控制功能，电气系统能够实现很多传统控制手段难以实现的功能。例如，通过融合自动化控制技术，电气系统可以实现工作场站的长期无人值守，能够大大减轻工作人员的工作负担，节省人员开支，同时也降低了人员的工作强度。通过自动控制技术，电气系统可以设定各类工作参数，实现编程化管理和监控，大大提高各类设备的监控与管理水平，实现工作流程的规范化和正规化，减少人为疏忽的可能性，从而从一个侧面提高系统的可靠性和稳定性，确保系统的安全运行。此外，通过自动控制技术，电气工程还可以大幅度提升智能化程度，有利于系统的升级换代和迭代更新。

3.2 提升电力系统运行效率

借助于电气自动化技术，电力系统的运行效率将可能得到大幅度提升，进一步降低内部协调不畅的损耗，促进电力系统的提质增效。时间就是金钱。对于电力系统而言，这也是非常贴切的比喻。电力系统的运行要讲究高效率，高质量，高稳定性。电力系统不允许存在断电断粮的情况，这将对整个国家的经济建设和人民群众的生产生活造成极为不利的影响。所以，电力系统必须在保障高可靠性的同时，提高运行效率，降低内部损耗，降低生产成本。通过自动化技术，电力系统的智能化水平得到了进一步提高，管理的针对性、精细度更加明确，从而确保了系统的运行效率提升。

3.3 提高维护及检修质量

电力系统的正常维护和检修是必不可少的。有了电气自动化技术的加持，电力系统的维护和检修问题就容易得多。首先，通过电气自动化功能，能够搜集到大量的第一手现场数据，通过大数据分析手段，就可以提前发现和排查存在的问题隐患，起到防范于未然的效果。其次，在电力系统的维护过程中，自动化系统能够提供及时的支撑和保障，能够及时查询和追溯故障现象的起因，有利于故障排除。

4 电气自动化技术在电气工程中的具体应用

4.1 电气自动化技术应用于发电厂中

目前，在发电厂的运行控制中，通过应用自动化控制技术可以发挥十分重要的作用。利用自动化技术，能满足系统集中化控制的要求，无需采用以往分散控制的方式，从而有效弥补了以前工作中的不足。一方面，发电厂中含有众多电气设备，利用电气自动化技术，可以通过运行模块的监控功能，确保发电厂整体运转的稳定性与安全性。并且，利用大数据分析等新兴技术手段，针对发电厂相关运行模块实现了更加快速敏捷的监控。另一方面，利用自动化控制技术，可以对系统参数进行科学合理的设定。通过设置相应的工作任务参数，可以更加准确地将指令发送到目标设备，确保远程监控功能的达成。最后，发电厂中还包含很多机械性的设备，通过利用自动化控制技术，能够有效监控这些设备的工作状态，这样不但保证了设备运行的安全与稳定，还可以为远程监控提供数据支撑，从而能够有效提升发电厂运营效率［3］。可见，电气自动化技术与电气工程的融合是今后主要的发展方向。

4.2 电气自动化技术应用于输电系统中

输电系统是电气工程的大动脉，是电力到达千家万户最关键的一个环节。根据电网建设要求，电气工程中采用电气自动化技术，可以构建自动化输电系统。在实际工作中，为了保证输电系统的高效性、稳定性，需要对其所使用的技术进行严格的管理。当前，在自动化输电系统中主要采用传感技术、遥感技术、控制技术、监测技术等，对输电系统的运行状态进行监控与管理。在此过程中，电气自动化技术能够保证输电工作的标准化与规范化，并通过对数据的分析来选择最优的输电流程，从而减少输电过程中电能的浪费与损耗。运用电气自动化技术，还可以对电力系统的功能进行完善与调整，从而保证在自动化输电系统中能够实现高效的控制与管理，提高系统的输电效率。

5 结束语

从分析可以看出，电气自动化技术具有自己的特点和优势，其在电气工程中的应用能够完善电力系统，并强化系统监控，能够优化电力调度和电力输送，这对建立智能电气工程有着十分重要的作用。为此，电气自动化技术需要针对电气工程的实际情况及需求，来匹配具体的应用方向与途径，实现对电力系统的智能化监控与管理，以便进一步掌握系统运行状况，提升系统的稳定性、可靠性和经济性。同时，对于电气自动化技术还需不断地进行技术创新与研发，进一步优化自动化技术的应用成效，可通过技术创新使其更好地融合到电气工程中，从而推动电气工程建设的可持续发展。