应用电子技术在电气运行与控制中的应用

林丽

（沈阳广播电视大学，辽宁沈阳，110003）

0 引言

现今，应用电子技术广泛普及，为电气工程技术发展创造新的时代机遇。其中应用电子技术在电气运行与控制中应用，提高电气设备运行管理自动化、数字化及信息化水平，有效解决当前阶段电气工程技术发展存在部分技术问题，弥补电气工程技术在设备设计中不足，促使电气工程技术发展水平达到新的高度。

1 应用电子技术发展历史背景

十八世纪末期，电学理论研究为电子技术发展夯实基础。随着电学理论研究逐步深入，电动机、变压器及三相输电线等设备运用，进一步扩宽电学理论研究发展领域，电气工程发展水平得到充分提高。直至十九世纪末期，经过不断技术探索及技术积累，电子技术学科发展初见规模，针对电子技术研究也逐步向电子管及微电子线路等方向进行延伸。十九世纪中叶是电子技术发展高峰阶段，这一阶段诞生世界首个集成电子电路，电子计算机、微处理器及电子储存技术，也在电子技术发展推动下进入时代新纪元。早期阶段电子技术发展研究由于存在一定技术垄断，加之电子技术体系尚不完善，电子技术更多运用于电子设备开发及电气设备自动控制等相关领域。互联网普及加速电子技术发展，使电子技术得以在更多领域得以运用，充分构建以电子技术应用发展为中心技术应用新体系。

2 应用电子技术在电气运行与控制中运用优势

■2.1 提高电气运行与控制管理安全性

早期阶段，电气运行及控制管理大部分依赖人工操作，技术人员技术水平直接与管理安全性及核心生产力挂钩，极大增加电气设备管理、维护及使用操作人力资源成本。电子技术在电子运行及控制中广泛普及，充分打破技术局限性，使电气设备使用、操作，可以一定程度降低人为因素影响，在降低人力资源成本的同时，进一步提高电气设备运行、控制安全性。电子技术之所以能实现对电气设备运行及控制安全管理，主要得益于设备远程操作及电气设备一体化设计两个方面支持。远程控制使电气设备运行管理无需控制人工接触，即可实现对电气设备运行状态控制，避免人工干预所产生安全风险。而电气设备一体化设计，则是将电气工程技术及电子技术进行充分结合，使电气设备在电子传感器、电子信号接收器等电子技术支持下，更好实现对管理功能有效集成，降低人工操作产生安全问题可能性，为电气设备安全使用夯实基础。

■2.2 强化电气运行及控制管理作业时效性

电气设备结构复杂，为满足不同环境下电气设备使用需求，电气设备运行及管理操作，需要一套繁琐管理流程，在设备运行前及运行过程中，需要时刻做好对电气设备不同构建运行状态监控，保证电气设备使用、操作及运行能按照规范流程科学开展。该方式虽然一定程度保障设备运行、使用安全性、稳定性，但却增加时间成本、人力资源成本投入，降低电气设备运行、使用效率。将电子技术应用于电气运行与控制，则可有效解决以上问题。集成电子技术可以运用加装红外监控、温度控制设备方式，通过接入计算机设备实现对电气设备运行、控制实时监控，并能利用数字化自检程序，提高电气设备安全检查效率，简化不必要电气设备使用、管理操作流程，提高电气设备运行效率，使电气设备运行、操作及使用能更好统一控制，极大提高电气设备运行与控制管理时效性。

■2.3 降低电气运行与控制管理故障率

长期以来，设备故障始终是影响电气设备稳定运行主要因素。导致电气设备产生故障因素较为复杂，包括环境湿度、设备磨损及操作不当等多个方面。设备故障排查、维修过程中所产生成本，对于企业生产管理、经济效益将产生不利影响。而电子技术在电气运行、控制中应用，则能有效避免这一问题，提高电气设备运行稳定性。电气设备运行及控制对于电子技术运用，可以采取接入计算机设备进行数字信号管理方式加以开展。计算机设备软件程序，能根据对电气设备数据信息汇总，结合电气设备能效比、功耗指数、运行时间等数据信息，进行大数据采集与分析，通过数据分析了解电气设备潜在故障隐患，并提前进行安全管理预警，使操作人员能在第一时间内了解可能产生故障问题，并为后续阶段电气设备维修提供一定数据参考。以此，保证电气设备稳定运行。

■2.4 推动电气设备设计及设备应用模块化发展

初期阶段，电气设备设计需要结合行业需求及电气工程技术做好合理布局，确保电气设备设计使用，能符合企业生产等工作的基本需求。除此之外，根据企业电气设备使用需求进行个性化电气设备定制，也使电气设备设计主要方向，这其中所产生技术、生产成本相对较高，难以实现电气设备多领域应用。将应用电子技术运用于电气运行及控制，则为电气设备设计模块化发展指明方向。电气设备模块化设计，是最近几年所兴趣的新概念，其意义在于技术设备规格、设备模块参数统一，实现设备构件同步应用，使企业能根据自身生产需求自行购买、组织相关设备模组，进一步提高电气设备使用、管理及维修便捷性，同时降低技术应用成本，使电气设备设计应用，能以应用电子技术发展为载体，更好实现满足电气设备运行、控制及使用多元化需求。

3 现代应用电子技术在电气运行与控制中应用

■3.1 自动控制

3.1.1 信号回路、自动回路系统

信号回路系统在电气设备中较为常见，主要针对电气设备控制自动化实现信号自主控制。早期阶段，电气设备信号回路系统设计，大部分采取信号器外置方案，方便操作人员根据数据信号变化控制设备。随着电子技术在电气设备运行、控制中应用，现阶段电气设备信号回路设计采取一个系统两个模块的设计方案，外置信号器及内置传感器同时进行设备监控，操作人员即可进行外部手动控制干预，同时，也可基于传感器控制实现对电气设备控制信息化操作，提高操作效率及安全性。手动回路系统与自动回路系统，均是现代电气设备控制主要模组，手动回路系统大部分用于设备条件，自动回路系统则更多接入电子信息设备使用对紧急事故处理管控，提升对安全风险控制能力。

3.1.2 制动停车回路系统

紧急制动在电气设备使用中较为常见，电子技术在电气设备制动停车回路系统中应用，主要降低制动延迟，并提高在制动过程中对电气元器件保护能力。传统的电气设备制动停车，大部分采用机械制动、电气制动方法，机械制动虽然一定程度避免电气元器件受损问题，但却无法保证制动安全性，容易产生一定制动延迟，从而，造成更为严重后果。由电气系统控制制动，则可解决制动停车延迟高基本问题，但却存在容易对电气元器件造成损害的问题。利用电子技术实现对电气设备高效制动，则能在解决以上两项问题的同时，使其在不同条件下均可采取制动操作。

3.1.3 自锁、闭锁回路系统在多台设备同时运行情况下，需要采取交叉电启动模式开展作业，两台设备之间必须有一台采用非电启动方式保障安全性，通过串联的方式实现设备闭锁，但由于电气设备使用环境存在差异，运用接触器动合触点串联方式接入电路设备，形成电气设备自锁回路，亦可更好满足多元化电气设备使用需求。因此，电子技术在电气设备运行与控制中应用，不仅可以针对单一设备提高使用安全性、稳定性，同时亦可针对多设备串联提升设备使用效率，为电气设备在安全环境下稳定运行提供技术保障。

■3.2 安全保护

3.2.1 过电流保护系统

电气设备中各个元器件运行电流存在较大数据差异，一旦供电、电流控制器等设备在电流控制方面，未能基于元器件电流使用需求控制电流大小，即有可能造成短时间内元器件损坏。从电气设备元器件设计、使用角度来看，在设计过程中通常会考虑电流波动对元器件影响。因此，会在合理范围内制定一定上限值，若电流冲击能在短时间内将电流数据调整为正常值，则电气设备元器件不会在短时间产生损毁，仅会产生过度老化及设备过度损耗问题。如一旦遇到强电流冲击，实际电流参数超过元器件可接受数值上限，即可对电气设备元器件构成损坏，严重者可能对周边设备造成影响。电气设备过电流保护，采取电流继电器与接触器进行闭合设计对电流数值进行控制，一旦电流数值超过额定值，即可采用切断电路、调整电流转换率及更改供电线路等方式实现对电气设备元器件保护，最大限度在保证设备正常运行的同时，降低电流波动或电流冲击对电气设备运行影响。

3.2.2 过载保护系统

电气设备运行过载问题尤为常见，主要影响因素是设备长时间使用导致构件过度老化、磨损，或电压增大使元器件温度升高，使电气设备难以在常规条件下运行。这一问题对电气设备影响，仅是控制系统，同时也包括集成电路板、供电设备等设施。因而，需要利用过载保护提高系统运行安全性与稳定性。与过电流保护系统不同，过载保护系统是通过判断电压值、电流参数及设备元器件设备温度等方式进行设备监控，一旦电气设备中某一设备模组运行出现参数异常，即可用过熔断器或短路保护装置切断电路系统。此外，根据电气设备使用需求，过载保护系统也可选用具有断相保护功能的热继电器加以实现，进一步避免设备过载对同一设备模组内其余元器件造成损坏。

3.2.3 短路保护系统

电气设备使用环境相对复杂，在使用过程中产生接线错误、静电弧等问题，即有可能造成设备短路。此时，需要及时的切断电源，保障电气设备系统不受二次打击与损坏。因此，短路保护系统设计，应充分考虑到电气设备使用需要，在各个设备模组中做好对短路保护系统串联，降低电气设备短路对各个模组影响。当前阶段，短路保护系统设计主要采用熔断器保护和低压断路器保护两种方法。熔断器保护虽然在保护延迟上相对较低，但并不适用于电子系统及微电路系统短路保护控制。而低压断路保护器则在保护电子设备系统中具有优势，两种方法仅仅在使用参数上存在差异，需要结合电气设备使用需要，合理调整短路保护系统应用方案，使电子技术在电气运行及控制中应用能进一步发挥最大优势。

3.2.4 失电压保护系统

保证电力供应稳定，是电气设备稳定运行的重要基础，但在实际设备使用过程中，受人为因素及外部因素干扰，极有可能造成设备停滞，或因供电不稳定产生设备间歇性运转。此时，需要通过失电压保护实现提高电气设备运行安全性。失电压保护主要由两个部分构成，第一部分通常由UPS系统构成，通过UPS系统供电，延缓电力供应延迟对设备失电压影响，并能在一段实践内维持电气设备正常运行。第二部分则由放电设备及自锁电路构成。若电气设备在使用过程中突然断电停滞，一旦供电恢复极有可能造成设备使用安全隐患，瞬时电流的高压冲击，不仅对电气设备的元器件产生负面影响，同时亦可对操作人员形成威胁。因此，需要在设备失去电压之后，及时做好设备放电处理，避免在回复供电之后造成设备自启动问题，进一步遏制电气设备运行安全风险，提高电气设备运行、控制安全稳定性。

■3.3 监控及故障处理

目前，现代电气设备安全监控，基本实现数字化监控管理，但对于部分半机械化设备而言，仍需采用人工干预实现对电气设备监控。此时，一旦出现设备故障问题，则需要通过调查故障原因、分析故障影响因素方式做好故障排查。在此过程中，可以采用在电路设备中进行数据收集的办法，针对设备故障前运行数据进行分析，对存在较大数据波动电气设备模组进行检测。这其中，电子技术在电气设备运行与控制中应用，能为电气设备故障排查与维修处理提供数据参考，提高电气设备维修处理安全性及实际效率。

4 应用电子技术发展趋势及在电子运行、控制中应用方向

未来阶段，人工智能技术在生产、制造领域广泛运用，将进一步完善电子技术应用体系，使电子技术在电气设备运行、控制运用能深入更深层次，从根本上实现智能化管控、生产作业，有效解决当前阶段电子技术存在技术瓶颈，促使电子技术发展能充分助力电气工程技术应用。在此过程中，电子技术将在信息化管理联动、自动化控制及自主安全检测等多个领域，实现对电气工程技术应用水平的提高，使电气设备运行与控制，能在电子技术辅助之下达到更高技术水平。另外，5G物联技术普及，也将为电子技术更好在电气运行、控制中发展技术优势创造有利条件，使电子技术能与网络技术发展实现深度融合，切实将电子信息化、数据化及大数据技术有效并联，从最基础电气运行管理环节上，提高电子技术在电气控制中应用水平，为后续阶段电气工程技术高速发展做好充分铺垫。

5 结语

综上所述，应用电子技术在电气运行与控制中应用，进一步提高电气工程技术发展水平，弥补电气设备运行及控制中技术不足，使电气设备运行使用安全性及控制管理有效性均得到充分提升，确保电气设备在不同环境下，均可实现高效化稳定运转，降低设备故障及设备安全管理问题产生可能性，为未来阶段电气工程技术发展及电气设备运行管理提供新的技术保障。