浅谈电气自动化技术在电气工程中的应用
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作者: 田镜
摘 要：电气自动化是工业科学技术水平发展到一定阶段的产物，是实现高效率生产过程的基础。随着我国社会主义市场经济的进步和发展，电气自动化技术的发展越来越成熟，在电气工程中的运用越来越广泛。电气自动化技术在电气工程中的应用，对促进电气工程的发展，推动我国的经济建设有着非常重要的作用。随着我国电气自动化技术的发展，该技术已经应用于我国经济生产的各个行业。如今，小到电力开关的设计，大到航天工程的研究，都已离不开电气自动化技术，在某种层面上来说，电气自动化技术的发展情况，决定着一个国家在世界经济中的综合竞争力。
关键词：电气自动化；电气工程；应用；技术特点
引 言
电气自动化技术在我国工业化进程的不断推进下，得到了更广阔的发展空间，在实际应用中收到了较好的效果。经过多年的发展，我国的电气自动化技术已经取得了相当显著的成就，覆盖了机械、电子、通信、电气等多个领域。时至今日，电气自动化技术已经成为我国经济发展中不可缺少的高新技术。电气工程的自动化涉及到多个方面的知识，比如机电一体化、电机技术、网络信息技术、计算机技术等，其最主要的特点就是软硬件相结合、强弱电相结合以及机电结合。电气自动化技术在电气工程中的应用主要包括四个方面，即在发电厂中的应用、在电网调度中的应用、在变电站中的应用、在配电系统中的应用。
1 电气自动化技术监控功能的实现
电气自动化技术中的一个重要功能就是对生产过程的监测与控制，这是实现整体系统集中化远程控制的基础。电气自动化技术的监控特点主要包括三个方面即远程监控、集中监控以及现场总线监控。
1.1 远程监控
远程监控是指技术人员通过计算机网络对装置进行远程监控。远程控制能够节约更多的成本，同时该技术还具有较高的灵活性与可靠性。不过因为该技术容易受到通讯速度的影响，使得其处理速度相对降低，这使得该方式只适用于一些较小的局部系统监控，而不适合用在大型的自动化系统中。
1.2 集中监控
集中监控是指利用一个处理器将系统中的各种功能集中到一起进行监控。其优点是控制的要求较低、系统容易设计、运行极为方便；其缺点是因为处理器只有一个，而任务的繁重使得其处理速度受到严重影响。同时，因为线缆的大量增加，会干扰到处理器的运行，还会使系统的可靠性下降，维护工作增多，维护成本也随之增加。
1.3 现场总线监控
现场总线监控是当前电气工程自动化监控系统中的主要方式，该监控方式的应用增加了电气自动化系统设计的针对性。它根据装置的不同功能进行间隔设计，这就相对减少了端子柜、隔离设备的使用，大大节约了投资成本。同时，各个装置的组态灵活、功能独立，这使得系统的可靠性得到了极大提升。
2 电气自动化技术在电气工程中的应用分析
电气工程是一项综合复杂的系统工程，整个过程从生产到使用包含着极其复杂的程序。随着电气自动化技术的应用使各种管理程序变得更加简单，从而大大提高了电气工程的效率和质量。下文就对电气自动化技术在电气工程四个环节中的应用进行简要的阐述。
2.1 在发电厂中的应用
在发电厂中，一般都是通过分散测控系统来实现电气自动化技术的应用。分散测控系统，简而言之就是指分层分布的测控系统，其主要是利用以太网、远程工作站、数据通讯系统等单元组成网络系统，分散测控过程监督和控制单元。相比之下，过程监督和控制单元能直接在生产过程中显示出来，这为操作人员的控制工作提供了方便。
在水电厂中，电气自动化技术的应用，不但使水电企业实现了单机自动化、公用设备自动化，同时还帮助企业实现了全厂自动化，对提高水电厂的生产安全以及整个供电系统的安全有着极其重要的作用。图1为电气自动化ECS系统在电厂中应用结构图。
在火电厂中，电气自动化技术的应用，使火电厂实现了机、炉、电一体化的单元制运行。操作人员利用监控系统，对设备的运行状态数据进行及时汇总和分析，对可能潜在的隐患进行排除，这不但挖掘出了火电机组的发电潜能，还大大降低了火电厂发电机组的维护成本。同时，将单元炉机组统一起来不但方便了数据采集，还提高了火电电网的运行和管理效率，帮助火电企业朝着更加专业化、智能化、网络化、自动化的方向发展。
2.2 在电网调度中的应用
电气自动化技术在电网调度中的应用主要体现在自动化系统方面，电网调度的自动化系统主要由软件和硬件两部分组成，软件是指计算机网络系统；硬件是指工作站、中心服务器、显示器等各种操作设备。简而言之，电网调度的自动化是指利用计算机网络系统对电网中的各项业务进行监控和调度。利用区域电力系统网络，将变电站、发电厂、调度中心、工作站等终端联系起来，对其进行自动化的调度。
2.3 在变电站中的应用
通过电气自动化技术的应用，能够将变电站中很多人工操作的工作以自动化操作来代替，这不仅能够避免人工操作带来的误差，同时还能提高变电站的工作效率。另外，电气自动化技术在变电站中的应用还能够帮助管理者对变电站工作进行实时监控，及时发现安全隐患，并以最快速的速度采取措施进行排除，以此提高变电站工作的安全性。随着电气自动化技术的发展，应用到变电站中的自动化技术也越来越成熟。当前，我国变电站正在朝着“无人值班”的管理模式发展，这也预示着我国变电站工作的自动化工作将进入新的发展阶段。不过，就现在电气自动化技术在变电站中的应用现状而言，要实现“无人值班”的管理模式，还有多技术问题需要解决。
2.4 在配电系统中的应用
就当前电气自动化技术在我国配电系统中的应用情况而言，应用规模还较小，还需要进一步扩大电气自动化技术在配电系统中的影响力。目前，配电自动化模式主要有三种：集中监控的配电自动化模式；就地控制的馈线自动化模式；配电管理与集中监控相结合的配电自动化模式。第1种模式以及第3种模式在我国的应用最为普遍，这二者有着很多共同点，都是分布式结构，都是将子站与主站联系起来形成统一的配电自动化系统。 3 应用实例分析
3.1 电气自动化系统应用概况
某火电厂共安装5台发电机，其中#1，2，3，5机为12MW机组，#4机容量为15MW。有六台主变压器和一台高压备用变压器，其出线电压有三种电压等级：1OkV母线东西两段、35kV母线南北两段和110kV母线一段，均可通过联络变压器和母联开关互联。发电机出线电压为6kV，高压厂用电经电抗器取自发电机端，5台机电气部分在主控制室控制，各台机分设汽机和锅炉控制室，通过指挥信号及电话联络。
3.2 改造内容
整个系统终期规模全厂电气系统：110kV，35kV，10kV线路；5套发电机变压器组，以及与各发变组单元配套的6kV厂用电系统、励磁系统等。整个系统间隔层装置超过120个，本期工程包括1#发电机；1B，5B（联络变）两台主变压器，1#机厂用电系统，间隔层共计30个装置，通过光纤自愈环网联网实现智能化的管理。图2为全厂电气保护系统构成图。
3.3 改造效果
改造后的系统全部实现微机化，基本取消原来所有的控制保护屏、控制台（68面台），更新为18面微机保护测控屏与计算机工作站，利用先进的网络技术进行双向通信、资源共享；并充分考虑了电气运行人员的工作习惯，取消硬手操，实现软手操，便于其全面、高效地管理电气设备，降低误操作和事故几率，提高安全运行水平和自动化水平；同时，主控室的有效空间扩大，使布局更为合理，为电厂的管理创造更有利的条件。
4 电气自动化在电气工程中的发展趋势研究
4.1 科学搭建网络体系架构
通过网络体系架构的科学搭建，电气自动化控制系统能够向着更加现代、健康和规范化的方向发展。就电气自动化控制系统自身而言，科学合理的网络体系架构能够对现场设备起到良好的辅助作用，确保各类计算机监控体系和管理企业体系能够更加顺畅和便捷地传递和交换数据，此外还能够实时监控现场系统设备的服务操作情况，从而提升的综合运行管理效能。
4.2 开发统一应用系统平台
电气自动化系统是否能够发挥预期的效用，统一、开放和标准的应用平台发挥着举足轻重的作用，优质的应用系统平台能够为电气自动化控制系统的各项应用和操作提供支持，并且降低电气自动化设备的运行费用，提升电气自动化设备的服务效能和应用效率。在实际运用中，可以根据的具体情况来运行代码，将相应可用代码下载至硬件可编程逻辑控制器之中，借助优质的计算机综合技术来满足不同用户的实际需求。
4.3 完善程序结构统一标准
电气自动化控制系统的完善和健全，必须建立在标准系统程序接口的有效对接服务之上，这就要求我们根据相关标准规范来对程序结构统一标准进行完善。在有效对接相关企业的MES实践系统和ERP系统时，可以利用自动化技术和计算机技术来解决遇到的现实问题，确保不同程序间的相互通信，从而降低相关成本费用，简化信息传递和共享的流程。
5 结 语
在电气工程应用电气自动化技术，能够全面提升生产过程的工作效率和准确性，是支撑区域工业发展的重要技术保证。我国必须要致力于电气自动化技术的研发，通过对新电气自动化技术的应用，使电气工程在社会建设中的作用能够得到更大的发挥。
参考文献
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