论电气工程自动化技术在电气工程中的应用

蒋玉林

摘 要：电气工程在在各个领域均有广泛使用，通过电气设备运行能够满足人们的日常生产生活需求，在电气工程运行过程中如何对其进行控制和监测成为了电气工程领域的发展重点。电气工程自动化技术为电气工程系统运行提供了新的技术保障，提升了电气工程自动化水平，可以保障电气工程的稳定运行，解决电气工程系统运行过程中出现的问题，加快电气事业发展速度。基于此，本文分析了电气自动化技术的概念、特点，提出了常见的电气自动化技术类型，对电气自动化技术应用价值以及具体应用进行了探讨，以期可以为电气工程自动化技术应用提供有效参考意见。

关键词：电气工程自动化;电气工程;应用

目前电气工程系统运行强度大、频率高，增加了系统内出现故障的几率，需要对其控制系统进行优化，提高控制精度、控制及时性。随着我国社会科技水平的不断提高，我国对于电气自动化技术的研究也变得愈发深入，扩大了技术研究范围，将新型技术和其融为一体，柔性自动化技术、智能自动化技术得到了广泛应用，也为电气工程的功能拓展提供了重要的技术支持。相关人员需要认识到不同类型技术所具备的应用优势，能够结合不同应用场景选择合适的技术类型，充分发挥电气工程自动化技术的应用价值，将新型技术和电气工程系统进行有序融合，促使电气工程能够得到跨越式发展，顺应信息时代的发展潮流。

一、电气工程自动化技术概念、特点

（一）概念

目前在电气工程建设过程中已经不能使用传统的管理手段，会影响电气工程运行的安全性，会导致各类不同问题的产生和出现。电气自动化属于新兴学科类型，随着科技创新速度的不斷加快，在工业领域中有着广泛的应用，例如电子技术、微机控制技术以及计算机技术等，形成了较为强大的功能系统，能够为电气工程的运行提供重要的技术保障[1]。电气工程自动化技术具体是指利用计算机以及信息化技术，针对信息数据进行自动收集、自动处理、自动检测、自动判断，打造智能化的电气工程管控模式，改变以往对人工干预的依赖。电气工程自动化技术重视利用各种不同的传感装置对数据进行收集和测量，利用PLC、继电器以及断路器等执行动作操作，通过计算程序、运动程序、保护程序以及报警程序，对电气工程进行有序管理。

（二）特点

电气工程自动化技术涉及领域较多，包括多种不同类型的技术，例如通信技术、传感技术、遥感技术、数据处理技术等，将这类技术进行有机融合可以对电气系统实施自动化管理，加强电气系统的监控效果，对电气系统运行数据实时自动分析，并及时向系统中心进行数据反馈。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[2]。

二、电气工程自动化技术类型

（一）集中监控技术

集中监控技术具有较强的应用优势，特别是相对于分布式监控以及分散化监控技术而言可以对各类资源进行统一整合，对人员要素、装备要素、技术要素实施统一化管理，充分发挥资源要素的功能和作用。该技术具有集中度高的优势，可以减少在场地方面、设备方面以及人员方面的成本投入，对不同来源的数据进行收集，以集中的方式完成数据处理和数据存储，为电气工程整体稳定运行提供了重要 的基础保障。该技术对于系统决策指挥也有着积极影响，指挥人员可以对机房进行集中监控，形成统筹安排模式，有利于提高工作效率，解决以往监控技术存在的问题，促进电气工程高效发展。

（二）远程监控技术

远程监控技术在电气工程中占有重要地位，能够做到远程操控和管理，符合现阶段电气工程的发展需求。电气工程系统具有覆盖面积大、设备类型多、管理维护工作复杂的特点，现场管理和监控无法实现，会消耗大量的人力资源以及资金成本，远程监控技术则可以有效解决这一问题。远程监控技术主要以通信技术为核心，利用光纤通信、无线通信技术等对数据进行传输，特别是现阶段5G技术发展速度极快，提高了数据传输容量和传输规模，数据在传输过程中具有较强的抗干扰能力，不会出现数据受损的现象，进一步加快了远程监控技术的发展[3]。远程监控技术可以减少现场驻守人员数量，对于个别边远地区电气工程管理有积极影响，解决因交通不便所带来的困难，减少数据采集过程中的成本投入。

（三）现场总线监控技术

现场总线监控是指可以将现场电气设备和工业过程控制单元、操作站进行有效连接，能够构建一体化的监控网络体系，具有数字化的特点，构建双向传输模式，可以加快工业控制网络的发展速度。在电气工程建设过程中可以利用现场总线监控技术对不同间隔需求进行结合，针对性较强。

三、电气工程自动化技术应用价值

（一）构建自动化电气工程控制系统

电气工程控制系统的完善是极其关键的，通过自动化技术的应用能够形成自动化控制模式，减少了人力资源投入，而且还能根据电气工程的具体运行情况及时做出相应的处理措施，加强对电气设备的监控效果。在电气工程系统中自动化技术能够形成编程化管理模式，结合所设定的工作参数对设备运行状况进行评估，减少人为因素的影响，提高电气工程系统运行可靠性，对于系统升级换代有着积极的作用和影响[4]。

（二）提高电力系统运行效率

电气工程自动化技术能够改变以往电力系统运行效率低下的问题，电力系统的供电能力，避免系统内部出现协调不畅的问题，落实提质增效的要求。电气工程是影响电力系统运行的主要因素，现阶段我国对于电力需求量不断提高，并且对于供电质量要求有所上升，出现系统故障会影响人们的日常生产生活活动。电气工程自动化技术则会提升系统运行智能化水平，避免出现内部损耗的现象，形成精细化的管理模式，从而进一步提升运行效率。

（三）提升电气工程维护、检修质量

电气工程运行频繁，容易出现设备零件老化的问题，因此对电气工程进行维护和检修是极其必要的。电气工程自动化技术能够为维护和检修作业活动的开展提供技术保障，形成实时监控的机制，对故障问题的出现进行追查，明确故障起因，为故障排除和处理提供了重要保障。电气工程自动化技术可以形成自我检查的机制，利用自我检查的模式了解存在的隐患问题，做好故障排查[5]。

四、电气工程自动化技术在电气工程中的应用

（一）诊断电气工程故障问题

在电气工程运行过程中容易出现各种故障问题，一旦出现故障，会给系统整体造成安全隐患，从而影响电气工程功能的发挥。以往在故障诊断过程中存在被动化的问题，通常会在出现故障后才会对故障问题进行分析和处理，不符合现阶段电气工程高效运行的要求。电气工程内部结构向着复杂化和繁琐化的方向发展，出现故障问题的几率有所提高，影响了电气设备运行安全性。电气工程自动化技术则改变了这一问题，能够自动完成故障诊断，并下发相应的故障诊断指令。电气工程自动化技术的应用能够针对电气工程存在的问题进行自动检测，定位故障的出现位置，并根据故障提示制定合适的解决策略[6]。例如，分析工程中内燃机属于重要的设备类型，利用大数据技术和人工智能技术可以对内燃机运行状态实施分析，监控内燃机内部结构是否存在风险故障，了解运行数据存在的异常波动现象。在出现数据异常波动后可以及时将数据上传到系统中心，相关人员可以结合数据波动情况分析主要的诱发因素，及时针对故障区域进行维修。针对个别故障电气工程系统能够自动关闭或者切除故障线路，避免风险故障影响范围的扩大，确保整体系统的安全运行。电气工程自动化技术还可以针对故障的解决方案进行调整，避免人为维修过程中因人为因素而出现遗漏的现象，形成自动化、智能化故障诊断机制，提高故障的排除效率，为电气工程系统的运行提供重要基础保障。在完成故障排除后，会将本次故障的产生原因、维修方式等各项数据上传到系统中，有利于为之后故障诊断提供数据参考。

（二）优化电气系统设计

电气系统整体设计是极其关键的，会影响到电气工程的运行效率和运行质量，也是电气行业在工作过程中所关注的重点环节，需要专业人员能够结合理论技能知识对电气工程系统设计进行规范和优化。但是电气工程系统在不同场景的应用存在一定差异，在设计过程中很容易忽视细节，从而导致电气工程系统在使用过程中出现一定的缺陷和短板，应用故障频发。通过电气工程自动化技术的引入能够优化系统设计模式，利用构建电气系统模型的方式对电气工程运行情况进行模拟，了解存在的运行问题，能够及时对设计进行调整，提升电气系统的运行效率[7]。

（三）构建可视化监视体系

在电气产业中自动化技术应用较为广泛，其中可视化技术能够构建完善的监视机制，针对电气工程实施情况做好监控工作，利用视频系统能够采集各种不同类型的数据，包括视频数据、图片数据等，直观的对电气工程系统运行故障进行分析，了解存在的异常问题。同时，在电气工程运行中，还可以利用视频报警或者数据异常报警等可视化方式完成故障预警工作。在现阶段无线网络通讯技术快速发展的情况下，通过将其和可视化监控技术进行融合，能够提升数据传输质量，保证视频内容的清晰度，可以为电气工程系统运行、管理提供重要的基础保障。

（四）调整电气设备配置模式

在电气工程中包含着各种不同类型的电气设备，要想能够发挥电气设备的功能和作用需要重视对电气设备进行合理配置，提升设备使用性能，保证电气设备的运行稳定性[8]。电气设备因其类型复杂、种类多样、功能各异，管理难度较大，利用电气工程自动化技术可以对其配置模式进行调整和优化，形成自动化管理模式。通过在电气设备中安装传感器可以及时收集设备运行状态数据，了解设备运行状态，形成实时监控模式，及时发现电气设备存在的运行风险问题，尽早做好设备管控，提升电气设备运行安全性。例如，在电气设备运行过程中会出现线路截面小的问题，运行电流会有所增加，会使线路出现老化的现象，线路温度也会有所上升，容易出现短路或者其他故障问题。利用自动化系统可以针对电流参数、线缆温度参数进行自动分析，评估线路截面是否符合使用标准，及时进行预警，对线路进行更换。不同电气设备的额定功率是有所差异的，在设备配置过程中容易出现匹配不合理或者不规范的现象，经常会产生大马拉小车的现象。例如在供水體系中，用水高峰阶段水泵负荷占额定负荷50%，通常情况下运行负荷需要保持在80%～90%之间，运行负荷差异会导致资源出现浪费的现象。传感装置能够针对电气设备运行状态的各类参数进行收集，分析是否存在运行负荷差异问题，对设备进行优化。

（五）优化总线控制系统

总线控制可以为电气系统运行活动的开展提供技术支持，加强电气设备运行监控效果。在对总线控制系统进行设计时需要对线路设计进行研究，明确电线间隔。利用电气自动化技术能够保证操作系统处于独立状态，提升控制针对性，减少电气设备的管理难度，形成随时监控电气设备的工作模式，为后续维护活动的开展提供有效保障，减少电气设备维修成本投入。同时也能够提升电气系统运行安全性，对电气设备进行合理更换，并且在更换过程中也不会给其他工序造成影响，电气系统仍然可以有序运行[9]。

（六）改善继电保护装置

继电保护装置在电气工程中占有重要地位，能够在产生故障问题时及时进行响应，是保护电气设备的重要手段。当继电保护装置发出故障信息后会将相应的线路切断，确保相关线路以及设备处于安全环境，并将故障发生过程进行记录，提升后续检修效率。电气工程自动化技术能够优化继电保护装置的功能，提升故障发现的及时性，同时还可以针对继电保护装饰的运行情况进行分析，如果出现拒动问题或者其他错误行为可以尽快对其进行调整。例如，在出现拒动问题之后继电保护装置无法及时保护电气设备，不能做出断线保护的动作，利用电气自动化技术可以发现继电保护装置的问题，尽快对其进行处理，并利用人为的方式对电气工程系统进行保护，防止故障问题的影响范围进一步扩大[10]。

（七）打造变电站自动化管理体系

变电站在电气系统中占有重要地位，变电站内部结构复杂，管理难度较大，为了能够强化供电能力，需要对变电站管理机制进行调整，通过电气工程自动化技术的应用可以形成自动化的管理模式，充分发挥变电站的功能和作用。以往变电站管理过程中会选择电磁管理手段，利用电气自动化技术可以改变这一管理机制，构建系统化管理体系，避免出现数据误差问题。通过自动化技术的应用能够形成综合自动化系统，有序完成优化重组，对各类设备以及管理系统进行调整，如自动化装置、继电保护装置等，同时能够和电子技术形成协调运行的模式，了解变电站通信状态、通电线路运行状态等，提升智能化管理效率。

结束语：

电气工程重点针对自动控制、信息接受、信息处理以及计算机应用等进行研究，其所研究的内容和自动化技术存在着较多交叉的环节，因此在电气工程自动化控制中开始广泛应用自动化技术。在自动化技术的推动下，电气工程内的电气设备结构体系出现了变化，应用灵活性提升，进行调节和控制。通过电气工程自动化技术应用可以诊断电气工程故障问题，优化电气系统设计、电气设备配置，构建可视化监视体系，调整总线控制系统和继电保护装置，打造变电站自动化管理体系。相关行业等人员应当正确认识自动化技术的应用优势，将其和电气工程发展进行有效融合，推动电气工程向着统一化、安全化的方向发展。

参考文献：

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[5]谷禹蒙. 智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J]. 现代工业经济和信息化，2022，12（02）：112-113+169.

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[10]王文龙，张丰友，郝震. 电气自动化工程中的节能设计分析[J]. 集成电路应用，2022，39（04）：254-255.