電氣工程及其自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用

韓會(huì)亭

【摘 要】電力資源與我們的日常生活、工作存在著密切的聯(lián)系，而一個(gè)國家電力系統(tǒng)的成熟度也將直接決定該國家的社會(huì)發(fā)展程度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度。隨著電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，我國的電力系統(tǒng)獲得了快速發(fā)展的機(jī)遇。與傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)相比較，電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在控制效果方面更加準(zhǔn)確，且控制效率較為明顯，能夠很好地替代傳統(tǒng)人力進(jìn)行電氣工程的控制。文章簡要介紹了電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢，并對(duì)其在電氣工程領(lǐng)域當(dāng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了深入的探究。

【關(guān)鍵詞】電氣工程及其自動(dòng)化;電氣工程;應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TM76 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）05-0087-02

0 引言

隨著電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其在電氣工程中的應(yīng)用空間和范圍不斷擴(kuò)張，并已經(jīng)基本可以涵蓋全部的電力生產(chǎn)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)。電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)我國電力生產(chǎn)改革的關(guān)鍵一環(huán)，也是電力企業(yè)提高自身市場競爭力的有效方式。在這一背景之下，加強(qiáng)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用分析，對(duì)于推動(dòng)我國電力生產(chǎn)事業(yè)的持續(xù)發(fā)展有著一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 監(jiān)測優(yōu)勢

對(duì)于電氣工程而言，監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行效果將直接影響電氣工程的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，只有在監(jiān)測穩(wěn)定、監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠的基礎(chǔ)上，才能及時(shí)、準(zhǔn)確地查找到電氣工程的故障區(qū)域，實(shí)現(xiàn)故障的排除。電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)電氣工程的每一個(gè)組成設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，監(jiān)控其運(yùn)行數(shù)據(jù)，與正常情況下的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從而準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)故障的查找和判斷，高效排除故障。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電氣工程存在故障問題時(shí)，可以自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，并提供給維修人員故障信息，幫助其判斷故障類型和原因。若電氣工程所出現(xiàn)的故障影響較大，電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)可以自動(dòng)中斷故障區(qū)域的電力供應(yīng)或者暫停整個(gè)電氣工程的運(yùn)行，避免故障范圍擴(kuò)大化。

1.2 智能化優(yōu)勢

電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用為電氣工程的智能化操作、智能化管理提供了空間。在強(qiáng)調(diào)智能化生產(chǎn)的今天，電氣工程的智能化水平將直接影響企業(yè)在市場當(dāng)中的核心競爭力。同時(shí)，隨著智能化技術(shù)的廣泛普及和應(yīng)用，與之相對(duì)應(yīng)的智能化管理模式也隨之得到了廣泛的使用，電氣工程的運(yùn)行效率也得到有效的提高。這不僅是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢，更是電氣工程領(lǐng)域未來的主要發(fā)展方向。

1.3 聯(lián)動(dòng)優(yōu)勢

從某種角度來看，電氣自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)需要建立在自動(dòng)化技術(shù)大面積使用的基礎(chǔ)之上。電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)可以將與電力生產(chǎn)相關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)有效聯(lián)合在一起，實(shí)現(xiàn)一體化管理，促使其聯(lián)動(dòng)效應(yīng)不斷提高。

2 電氣工程及其自動(dòng)化

2.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)是一種可以遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)目標(biāo)設(shè)備操作的技術(shù)，即便是在工作人員因故無法抵達(dá)現(xiàn)場的情況下，也可以對(duì)電氣工程及其設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)督控制。傳統(tǒng)現(xiàn)場控制模式的成本相對(duì)較高，且需要人力進(jìn)行24 h的現(xiàn)場監(jiān)控。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的使用可以有效地解決這一問題，將對(duì)電氣工程的監(jiān)督控制擺脫時(shí)間和空間的約束，便于提升監(jiān)控工作的有效性和及時(shí)性。需要注意的是，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)對(duì)于硬件設(shè)備的要求較高，低配置的設(shè)備無法發(fā)揮出遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的主要作用。同時(shí)，由于這一技術(shù)目前尚不完善，因此存在一定的短板和缺陷，特殊情況下甚至?xí)?dǎo)致監(jiān)控工作效率下降，且不適用于大規(guī)模的電氣工程中，故其一般常見于中小型的電力企業(yè)。

2.2 集中式監(jiān)控技術(shù)

集中式監(jiān)控技術(shù)的出現(xiàn)改變了電氣工程的傳統(tǒng)多處理器監(jiān)控模式，也降低了核心主機(jī)的數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)。在該技術(shù)的基礎(chǔ)上，僅需使用一個(gè)處理器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)電氣工程的監(jiān)督控制，這意味著監(jiān)控系統(tǒng)能耗的降低、主機(jī)數(shù)據(jù)處理壓力的降低，即便是在監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，也無需一一排查，可以確保在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)處理器的修復(fù)。此外，集中式監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于軟硬件設(shè)備的要求也相對(duì)較低，無需經(jīng)過復(fù)雜的前期設(shè)計(jì)，可以在多個(gè)環(huán)境和多個(gè)場景下使用。在運(yùn)行成本降低、維修難度下降的基礎(chǔ)上，集中式監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)管理工作也得到了一定的簡化，系統(tǒng)的更新、硬件設(shè)備的維護(hù)均可以實(shí)現(xiàn)一體化。

2.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控技術(shù)

現(xiàn)場總線監(jiān)控技術(shù)的使用對(duì)于提高電氣工程監(jiān)控效果有著直接的促進(jìn)作用，且能夠直接降低電力企業(yè)對(duì)于硬件設(shè)備的需求?，F(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)的全部組成設(shè)備均使用無線通信技術(shù)進(jìn)行連接、信息交流和控制，而這一信息傳遞特性也為現(xiàn)場總線控制技術(shù)帶來了其他技術(shù)所不具備的靈活性，且每一個(gè)設(shè)備之間沒有直接的連接方式，其獨(dú)立性相對(duì)較強(qiáng)。在實(shí)際使用的過程中，即便是現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)中的某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障問題，也不會(huì)影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行，可以有效提升電氣工程的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

3 電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的使用不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于電氣設(shè)備的控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于供給電量的控制?，F(xiàn)有的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全性有著較高的要求，一旦在不安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、信息錯(cuò)誤的情況，導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)所收集到的數(shù)據(jù)信息與實(shí)際情況不相符，從而做出錯(cuò)誤的電力調(diào)度決策。隨著自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)可以對(duì)信息采集器接收到的全部信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，正確判斷電力系統(tǒng)各個(gè)組成部分的用電情況及負(fù)荷電量，甚至能夠?qū)撛诘墓收蠁栴}進(jìn)行預(yù)防，從而在保證電力調(diào)度、電力供給穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)上，不斷對(duì)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。當(dāng)判定電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)存在故障時(shí)，可以自動(dòng)對(duì)故障進(jìn)行分析，尋找故障源，并依靠數(shù)據(jù)分析結(jié)果提供故障解決措施。

3.2 在變電站中的應(yīng)用

自動(dòng)化變電站在目前的電力系統(tǒng)體系當(dāng)中較為常見，其核心內(nèi)容在于數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集、處理、傳輸及自動(dòng)化操控，最終使用自動(dòng)化技術(shù)替代傳統(tǒng)的人工管理、操控環(huán)節(jié)，避免人工操控失誤，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率的提高。從某種角度來看，電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用核心在于數(shù)據(jù)處理。一般需要將數(shù)據(jù)采集器放置在變電站的各個(gè)設(shè)備、結(jié)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，采集的數(shù)據(jù)會(huì)被自動(dòng)存儲(chǔ)在特定的存儲(chǔ)硬盤當(dāng)中，并由核心計(jì)算機(jī)進(jìn)行提取、分析和信息的反饋。同時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)在變電站中也具有較為廣闊的應(yīng)用空間，例如設(shè)備開關(guān)的遠(yuǎn)程操控、繼電保護(hù)的遠(yuǎn)程操控等，電力企業(yè)的工作人員還可以瀏覽變電站的故障記錄，有針對(duì)性地開展日常維護(hù)工作。

3.3 在發(fā)電廠分散監(jiān)控中的應(yīng)用

發(fā)電廠的分散監(jiān)控系統(tǒng)主要以分層結(jié)構(gòu)為主，分別由以太網(wǎng)、過程控制單元、通信板塊組成，其分別承擔(dān)著不同的工作責(zé)任和工作任務(wù)，而發(fā)電廠各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)均會(huì)最終匯集到核心計(jì)算機(jī)上。一般情況下，無論是過程監(jiān)控還是模塊監(jiān)控均可以直接在電氣工程運(yùn)行階段顯示出來，這也為電力企業(yè)的監(jiān)控人員提供了工作便利。例如：在水電廠中使用電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，整個(gè)廠區(qū)的安全情況可以得到實(shí)時(shí)監(jiān)控，無論是單機(jī)電氣設(shè)備還是公用電氣設(shè)備的控制監(jiān)督均能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化處理，同時(shí)可以保證整個(gè)廠區(qū)內(nèi)電氣工程運(yùn)行的安全性，確保供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定，避免因?yàn)殡娏Ω?dòng)而造成的不安全現(xiàn)象。而在火電廠當(dāng)中，電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的使用可以有效協(xié)調(diào)發(fā)電機(jī)、燃燒爐、電力運(yùn)輸系統(tǒng)之間的關(guān)系，從而達(dá)到一體化操控、一體化管理的效果。當(dāng)電氣工程存在潛在的安全隱患時(shí)，也可以通過數(shù)據(jù)分析的方式進(jìn)行尋找，且誤差較小，準(zhǔn)確性極高。此外，電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)火電廠電氣工程各個(gè)組成部分的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確保其可以達(dá)到最佳的配置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電氣工程生產(chǎn)潛能的挖掘。

4 結(jié)語

綜合來看，為了確保電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展及可靠使用，電力企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)于技術(shù)研發(fā)的力度，并逐步加大資金投入，促使其進(jìn)入持續(xù)發(fā)展的良好狀態(tài)當(dāng)中。此外，電力企業(yè)需要不斷在實(shí)踐過程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，分析應(yīng)用方式，構(gòu)建技術(shù)應(yīng)用體系，為我國電力生產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

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