電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析

摘要：近些年來(lái)，電子技術(shù)和信息技術(shù)日益更新，促進(jìn)了數(shù)字化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國(guó)不斷加大電氣工程建設(shè)，各種大、中、小型變電站數(shù)量逐漸增加。文章對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：電氣工程；電氣自動(dòng)化技術(shù)；電子技術(shù)；信息技術(shù)；數(shù)字化技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM76 文章編號(hào)：1009-2374（2016）05-0044-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.023

針對(duì)電氣工程而言，其自動(dòng)化發(fā)展指電力企業(yè)選擇先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)施電氣工程建設(shè)，運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電氣工程的自動(dòng)化作業(yè)。針對(duì)電力行業(yè)而言，自動(dòng)化技術(shù)、自動(dòng)化設(shè)計(jì)是電力發(fā)展的必然方向。對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益而言，大力發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)可有效提高社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于電氣工程，通過(guò)電子信息技術(shù)和通訊技術(shù)的有機(jī)集合，促進(jìn)電氣工程的自動(dòng)化發(fā)展。因此，筆者根據(jù)自身多年的電力從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，分析電氣設(shè)計(jì)自動(dòng)化發(fā)展的優(yōu)點(diǎn)，探討自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用。

1 自動(dòng)化發(fā)展的電氣設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)

1.1 提升產(chǎn)品質(zhì)量和電力系統(tǒng)工作效率

對(duì)于電氣工程的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化和作業(yè)自動(dòng)化，利用自動(dòng)化設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)電力作業(yè)的靈敏控制和精確控制，優(yōu)化生產(chǎn)控制流程，建立電力操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電氣工程的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，確保電氣設(shè)計(jì)與規(guī)定操作相符合。同時(shí)，通過(guò)自動(dòng)化設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)電氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)化控制，在沒(méi)有主觀因素的影響下，保證電氣操作流程的科學(xué)運(yùn)行，明確規(guī)定動(dòng)作，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高電力工作效率。

1.2 改善勞動(dòng)條件

針對(duì)電氣工程而言，自動(dòng)化設(shè)計(jì)具有知識(shí)和技術(shù)密集型的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)電力企業(yè)中，變電站、變電所需要大量人工作業(yè)，利用自動(dòng)化技術(shù)，可減少人工勞動(dòng)強(qiáng)度，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)手工作業(yè)方式。近些年來(lái)，隨著電氣設(shè)計(jì)得到廣泛運(yùn)用，機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)環(huán)境得到明顯改善，可有效改善勞動(dòng)條件，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化，促進(jìn)電力系統(tǒng)的勞動(dòng)條件得到明顯改善。

1.3 提高電力設(shè)備的可靠性、安全性

針對(duì)電氣設(shè)計(jì)而言，對(duì)診斷問(wèn)題、保護(hù)系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、處理警報(bào)等方面均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。針對(duì)電氣生產(chǎn)，如果遇到了電壓短路問(wèn)題，出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)載，通過(guò)自動(dòng)化設(shè)計(jì)可自動(dòng)控制保護(hù)，促進(jìn)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行或停止，減少人身事故發(fā)生，有效保護(hù)電氣設(shè)備，降低設(shè)備損壞率。針對(duì)電氣設(shè)計(jì)的自動(dòng)化發(fā)展，電子元件十分重要，可減少元件磨損，提升電氣設(shè)備的安全性與可靠性，減少設(shè)備故障，促使電氣設(shè)備使用壽命得以延長(zhǎng)。

2 電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化的運(yùn)用

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)的日益更新，針對(duì)電力系統(tǒng)而言，如果想要更好地利用自動(dòng)化技術(shù)，必須促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)發(fā)展，通過(guò)信息技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。依靠計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)，提升電氣工程的便捷性，促使電力控制和系統(tǒng)維護(hù)的簡(jiǎn)易化。目前，針對(duì)電氣工程，自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用主要包含以下五個(gè)方面：

2.1 仿真技術(shù)

我國(guó)自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展迅速，目前已逐漸接近其他國(guó)家，對(duì)于提升電氣的技術(shù)水平有很大幫助。電氣工程必須運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，憑借大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)操作的自動(dòng)化控制，幫助實(shí)驗(yàn)人員能夠測(cè)試新裝置，實(shí)現(xiàn)同步控制。因此，針對(duì)電氣工程，仿真技術(shù)能夠創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)控和仿真建模，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)易控制，提高系統(tǒng)操作的安全性。

2.2 智能電氣技術(shù)

針對(duì)電氣工程，要通過(guò)技術(shù)不斷創(chuàng)新和加大引用新技術(shù)，譬如微機(jī)處理和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，若是電網(wǎng)方向出現(xiàn)故障，則網(wǎng)絡(luò)能夠及時(shí)發(fā)出信號(hào)，反饋給電力部門(mén)，便于及時(shí)做出相應(yīng)處理。同時(shí)合理運(yùn)用智能化技術(shù)，可有效提升電力系統(tǒng)的安全性和可控性。

2.3 集成技術(shù)

現(xiàn)階段，針對(duì)電氣工程的自動(dòng)化技術(shù)，提倡統(tǒng)一化管理，需依靠信息技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)等技術(shù)集成。對(duì)于電力管理、安全維護(hù)，需選擇分開(kāi)管理方式，不同部分管理職責(zé)不同。尤其是自動(dòng)化技術(shù)引入，促使電力管理更為規(guī)范、合理。利用集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各部分集成化、統(tǒng)一化，可有效提升技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，有利于滿足各類客戶的不同需求。所以，集成技術(shù)應(yīng)在電氣工程中大量運(yùn)用，能支持項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)施與測(cè)試，提升開(kāi)機(jī)的安全性，減少技術(shù)運(yùn)行成本和運(yùn)行時(shí)間。

2.4 人工智能技術(shù)

在電氣自動(dòng)化工程中，想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制以及自動(dòng)化處理，必須能夠自動(dòng)診斷故障，及時(shí)分析故障問(wèn)題來(lái)有效規(guī)范系統(tǒng)操作，通常需要人工完成。然而，使用人工智能技術(shù)就可提升電力運(yùn)轉(zhuǎn)效率。如某電網(wǎng)出現(xiàn)故障后，如果采用傳統(tǒng)管理方式，出現(xiàn)停電、線路等故障就必須將線路全部切斷，以阻隔線路電流，再人工查找問(wèn)題，人工修理故障，但使用人工智能技術(shù)就可消除人工環(huán)節(jié)，減少周?chē)脩舻挠秒娪绊憽?/p>

2.5 電網(wǎng)技術(shù)

我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，基本實(shí)現(xiàn)了調(diào)度自動(dòng)與電網(wǎng)一體化，通過(guò)高級(jí)軟件運(yùn)用，促進(jìn)了配電模型技術(shù)發(fā)展，有效提升數(shù)字信息處理能力。針對(duì)電氣工程來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)調(diào)度十分重要，而電網(wǎng)調(diào)度、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)十分密切。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)發(fā)展方向

近些年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)力快速發(fā)展，電氣工程行業(yè)發(fā)展巨大。然而，與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)電氣工程設(shè)計(jì)、自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展尚處于起步階段，我國(guó)發(fā)展較為落后。目前，針對(duì)電氣工程學(xué)科、自動(dòng)化設(shè)計(jì)等學(xué)科建設(shè)，我國(guó)也取得了一些成果。從理論建設(shè)角度出發(fā)，我國(guó)電氣工程、自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展概括如下：

3.1 智能化設(shè)計(jì)

針對(duì)電氣工程而言，使用自動(dòng)化技術(shù)是為提高生產(chǎn)作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行智能化、自動(dòng)化。從電氣工程設(shè)計(jì)角度出發(fā)，智能化是綜合社會(huì)、心理、動(dòng)力等理論，通過(guò)計(jì)算機(jī)、人工智能等技術(shù)結(jié)合，統(tǒng)稱為電氣設(shè)計(jì)學(xué)科。同時(shí)，通過(guò)交叉學(xué)科的建設(shè)促使了電氣工程設(shè)計(jì)的智能化發(fā)展。通過(guò)人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電氣工程的數(shù)據(jù)模擬，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行邏輯、決策的能力模仿。針對(duì)電氣工程的未來(lái)發(fā)展，智能化設(shè)計(jì)是電力事業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

3.2 全控性開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)變電站控制中，主要運(yùn)用半控制型的晶閘管開(kāi)關(guān)，若未半控型無(wú)法平穩(wěn)控制整個(gè)線路。然而，使用全控型開(kāi)關(guān)，如IGBT全控型開(kāi)關(guān)技術(shù)，開(kāi)關(guān)速度較快，電流密度較大，與其他電子開(kāi)關(guān)相比，電路設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，電路處理、維修比較便捷。選擇全控型開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)電流驅(qū)動(dòng)的有機(jī)集成，促使電壓電流保護(hù)和檢測(cè)的有效結(jié)合，進(jìn)而形成了一個(gè)完整的電路體系。所以說(shuō)，全控型開(kāi)關(guān)會(huì)成為電氣工程自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)考慮方向。

3.3 變換器電路高頻化

目前，我國(guó)電氣工程的自動(dòng)化設(shè)計(jì)、技術(shù)發(fā)展十分迅速。針對(duì)電氣工程，變換器的更新頻率較高，根據(jù)未來(lái)的發(fā)展方向，低頻化電路逐漸會(huì)發(fā)展為高頻化電路。促進(jìn)電力高頻化能夠減少外界因素的影響，提高電力功率，也可有效地處理低頻區(qū)問(wèn)題。另外，使用高頻化技術(shù)，在電子開(kāi)關(guān)運(yùn)行過(guò)程中，可明顯降低電能消耗。

3.4 電流控制技術(shù)

該技術(shù)主要是為分開(kāi)電氣工程的電子電流磁場(chǎng)，對(duì)各磁場(chǎng)進(jìn)行規(guī)范控制。但是該技術(shù)不能有效分離坐標(biāo)變化，運(yùn)用該技術(shù)能提高電流控制效率，促進(jìn)電力管理的手段創(chuàng)新，提高電氣工程結(jié)構(gòu)的便捷性，是一種動(dòng)態(tài)交流方法。針對(duì)電力工程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，電流控制技術(shù)是重要的發(fā)展技術(shù)。

3.5 網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)發(fā)展

目前已進(jìn)入信息時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展十分迅速，逐漸改變了人們生產(chǎn)和生活方式，提高了全球一體化的發(fā)展速度。針對(duì)電氣工程設(shè)計(jì)，因產(chǎn)品換代和理論更新較快且無(wú)法分離互聯(lián)網(wǎng)。要想實(shí)現(xiàn)電氣工程設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，都必須依靠互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制與監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化控制和實(shí)時(shí)操作控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)安全技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)，可為電氣工程運(yùn)行、電力系統(tǒng)管理創(chuàng)造一個(gè)良好網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。因此，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益發(fā)展，電氣工程設(shè)計(jì)、自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展均離不開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)。對(duì)于電氣工程而言，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是其必然、關(guān)鍵的發(fā)展方向之一。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，現(xiàn)階段，電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅猛，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，自身技術(shù)水平日益提高，在電力系統(tǒng)中，電氣自動(dòng)化被廣泛地推廣和運(yùn)用。電力系統(tǒng)復(fù)雜、龐大，由仿真技術(shù)、智能技術(shù)、集成技術(shù)、人工智能技術(shù)、電網(wǎng)技術(shù)等組合在一起。這些技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了高度精準(zhǔn)信息化，使電氣系統(tǒng)的維護(hù)、控制更為簡(jiǎn)單化。我國(guó)今后的發(fā)展過(guò)程中，我們必須不斷研發(fā)新技術(shù)，加強(qiáng)科學(xué)研究與創(chuàng)新，不斷推進(jìn)電力系統(tǒng)的健康、積極發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：黃偉（1980-），廣西貴港人，供職于廣西貴港市達(dá)開(kāi)水庫(kù)管理局，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：陳 潔）