電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
時(shí)間:2022-05-23 15:19:08
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摘要:電氣自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)電氣工程中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛,在促進(jìn)各電氣系統(tǒng)自動(dòng)化調(diào)節(jié)和自動(dòng)化控制功能得以實(shí)現(xiàn)的同時(shí),相關(guān)電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性、高效性和穩(wěn)定性也得到有力保障。文章對(duì)電氣自動(dòng)化與電氣工程做了概述,對(duì)電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行細(xì)致闡述,然后從變電站、工業(yè)制造、智能建筑等方面入手,具體探討電氣自動(dòng)化在電氣工程中的實(shí)踐應(yīng)用,以供參考。
關(guān)鍵詞:電氣自動(dòng)化;電氣工程;電網(wǎng)調(diào)度;發(fā)電廠
將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到電氣工程當(dāng)中,不僅可以提高電氣工程運(yùn)行效率,還能推動(dòng)電氣工程自動(dòng)化、智能化發(fā)展進(jìn)程。然而聯(lián)系實(shí)際發(fā)現(xiàn),電氣工程對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用時(shí)還存在技術(shù)水平較低、創(chuàng)新能力不足等問(wèn)題,嚴(yán)重制約了電氣自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮,因此要加強(qiáng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究與分析,并在準(zhǔn)確把握電氣自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)原理和關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,融會(huì)貫通地運(yùn)用到變電站、電網(wǎng)調(diào)度、智能建筑等領(lǐng)域中,在更好滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)管理需求的同時(shí),實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)的高效應(yīng)用和深度發(fā)展[1]。
1電氣自動(dòng)化技術(shù)與電氣工程概述
1.1電氣自動(dòng)化技術(shù)
電氣自動(dòng)化技術(shù)是基于電氣設(shè)備相關(guān)原理并結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的一種新型技術(shù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)涉及的內(nèi)容非常多,包括電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電氣工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)等,實(shí)際運(yùn)用中需要對(duì)電氣工程實(shí)際情況進(jìn)行細(xì)致摸索,通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)、維護(hù)控制和改造開(kāi)發(fā),提升電氣工程整體質(zhì)量,使電氣自動(dòng)化技術(shù)得到快速發(fā)展,并帶領(lǐng)電氣工程朝著信息化、智能化方向邁進(jìn)[2]。
1.2電氣工程
電氣工程是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的核心學(xué)科,傳統(tǒng)上對(duì)電氣工程的定義主要是用于創(chuàng)造產(chǎn)生電氣與電子系統(tǒng)的有關(guān)學(xué)科的總和,然而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,電氣工程概念已經(jīng)超出傳統(tǒng)定義范疇,當(dāng)今電氣工程幾乎涵蓋所有與電子、光子有關(guān)的工程行為。電氣工程具有多層面、多領(lǐng)域等特點(diǎn),在實(shí)際運(yùn)行中也需要應(yīng)用不同層面的技術(shù),以保證和提高電氣工程的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。將電氣自動(dòng)化技術(shù)與電氣工程有效結(jié)合起來(lái),就可以對(duì)電氣工程實(shí)際運(yùn)行流程進(jìn)行簡(jiǎn)化,在減少資源浪費(fèi)和提高電氣工程效率的同時(shí),也能實(shí)現(xiàn)電氣工程控制功能的優(yōu)化[3]。
2電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
(1)調(diào)整控制方便。電氣工程實(shí)際運(yùn)行中,有了電氣自動(dòng)化技術(shù)的支持,就能夠使電氣系統(tǒng)的控制能力進(jìn)一步增強(qiáng),并且在應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)以后,電氣系統(tǒng)也能進(jìn)行自我調(diào)節(jié),并且整個(gè)過(guò)程可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)。這在一定程度上使電氣工程控制變得更加簡(jiǎn)單快捷,并為電氣工程自動(dòng)化、智能化發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。(2)一致性較強(qiáng)。以往若需要對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行遠(yuǎn)程操作,不同環(huán)境下的控制水平存在較大差異,特別是針對(duì)一些關(guān)鍵部件和環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制的難度較大,對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行安全和穩(wěn)定構(gòu)成極大威脅。將電氣自動(dòng)化技術(shù)融入其中,則可以增強(qiáng)遠(yuǎn)程控制的一致性,即使是處于不同環(huán)境,對(duì)不同部件進(jìn)行調(diào)控,也都能高效精準(zhǔn)進(jìn)行,甚至依托該項(xiàng)技術(shù)還能對(duì)電氣系統(tǒng)傳輸方法與功率進(jìn)行優(yōu)化處理,使之更好地滿(mǎn)足電氣系統(tǒng)的運(yùn)行要求。(3)無(wú)須使用控制模塊。應(yīng)用了電氣自動(dòng)化技術(shù),就不再需要在電氣系統(tǒng)運(yùn)行管理中使用固定控制模塊即使控制對(duì)象比較復(fù)雜,依托電氣自動(dòng)化技術(shù)也能對(duì)需要控制的對(duì)象進(jìn)行精準(zhǔn)捕捉和有效分析;并且靜態(tài)對(duì)象穩(wěn)定控制能力非常強(qiáng),甚至能借助電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電氣工程的控制模塊進(jìn)行優(yōu)化升級(jí),在擴(kuò)大可控制范圍的同時(shí),能夠極大地滿(mǎn)足電氣工程多樣化需求。(4)節(jié)能降耗。電氣工程建設(shè)涉及的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要投入相應(yīng)成本,實(shí)際建設(shè)中只有加強(qiáng)成本控制,才能夠在保證電氣工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上獲得更多經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)電氣工程運(yùn)行中,各個(gè)環(huán)節(jié)都需要人力從旁提供支持,實(shí)際操作也會(huì)受到人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力的影響,經(jīng)常出現(xiàn)運(yùn)行停滯、消耗增多情況;而將電氣自動(dòng)化技術(shù)引入電氣工程中,各個(gè)環(huán)節(jié)都不再需要人力參與,只需要通過(guò)集中控制中心就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行情況的全面掌握,并根據(jù)實(shí)際需求做出自動(dòng)調(diào)整,在減少人力成本的同時(shí),能夠顯著降低能源消耗量[4]。
3電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的具體應(yīng)用
3.1變電站
電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中應(yīng)用,主要體現(xiàn)在等電位銜接、數(shù)據(jù)采集分析、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等方面,可以提高變電站的控制能力和運(yùn)行效率,具體包括以下內(nèi)容。(1)等電位銜接。要保證變電站中電氣設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行,就要使其獲得充足的電能供應(yīng),但是受不同電源間電位差過(guò)大的影響,實(shí)際運(yùn)行中極容易出現(xiàn)電氣故障情況,這時(shí)就要選擇等電位連接路徑,確保電氣設(shè)備實(shí)際運(yùn)行性能。操作中對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用,就能夠?qū)Φ入娢豢刂凭W(wǎng)絡(luò)中的電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備進(jìn)行全面優(yōu)化,促使變電站運(yùn)行更加高效和穩(wěn)定。(2)數(shù)據(jù)采集分析。變電站運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生許多數(shù)據(jù)信息,并且這些信息多來(lái)源于不同電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備,為更好地把握變電站運(yùn)行情況,就需要對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速采集和有效處理,以盡早發(fā)現(xiàn)變電站運(yùn)行過(guò)程中的異常情況并及時(shí)處理。電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用,則可以為變電站數(shù)據(jù)信息采集與分析提供有力的平臺(tái),在減少人力操作的同時(shí),為電氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供重要保障;借助電氣自動(dòng)化技術(shù)還能夠?qū)δ妇€、饋線等的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控,并通過(guò)分析采集的電壓、電流、電阻等參數(shù)信息,切實(shí)維護(hù)電氣設(shè)備安全性和電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。(3)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。變電站運(yùn)行所發(fā)揮的主要作用是調(diào)節(jié)電網(wǎng)電流電壓和滿(mǎn)足電力能源需求,要防止電流、電壓等對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)不利影響,就要對(duì)變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)管理工作引起高度重視。通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)的有效運(yùn)用,就可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制直接感應(yīng)和優(yōu)化電氣系統(tǒng)元件布置,并根據(jù)監(jiān)控得到相關(guān)數(shù)據(jù)信息,科學(xué)判斷電氣設(shè)備運(yùn)行狀況,針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和處理[5]。
3.2發(fā)電廠
發(fā)電廠也是電氣工程建設(shè)的重要構(gòu)成部分,將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到發(fā)電廠電氣工程中,可以進(jìn)一步挖掘發(fā)電機(jī)組的潛力,并實(shí)現(xiàn)主控室對(duì)機(jī)、電、爐運(yùn)行的一體化監(jiān)控。實(shí)際操作中,可以依托電氣自動(dòng)化技術(shù),將電力系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、通信傳輸、微機(jī)保護(hù)等綜合技術(shù)有效集成,并應(yīng)用計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)總線、信息網(wǎng)絡(luò)等,對(duì)發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓設(shè)備等裝置進(jìn)行自動(dòng)化控制管理,也能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)、控制、故障分析等功能[6]。與此同時(shí),有了電氣自動(dòng)化技術(shù)的支持,發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的控制單元也能直接面向一次性設(shè)備或設(shè)備組合,在發(fā)揮狀態(tài)信息記錄、繼電保護(hù)等基本功能的基礎(chǔ)上,還可以實(shí)現(xiàn)與站控層互聯(lián),并進(jìn)一步拓展誤操作防護(hù)、電力故障分析等功能,甚至可以通過(guò)采集電氣設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)比分析,對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)判斷和科學(xué)預(yù)測(cè)。除此之外,隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展,發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)也要緊跟時(shí)代發(fā)展步伐,利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化,在實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)設(shè)備有效控制的同時(shí),是各站點(diǎn)之間信息能通過(guò)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行有效交換,并在加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)通信監(jiān)控過(guò)程中,保證發(fā)電廠控制設(shè)備、管理系統(tǒng)等之間的信息傳輸順暢高效,逐步實(shí)現(xiàn)全集成自動(dòng)化[7]。
3.3電網(wǎng)調(diào)度
電力調(diào)度是電網(wǎng)建設(shè)中的核心內(nèi)容,將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到電力系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中,就可以對(duì)以往工作方式進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新,并且這也符合電力工程和智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)。實(shí)際操作中,可以借助電氣自動(dòng)化技術(shù)將電力系統(tǒng)中的各個(gè)運(yùn)行模塊有效集合起來(lái),在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通的基礎(chǔ)上,對(duì)各模塊運(yùn)行實(shí)施自動(dòng)化控制。要想取得理想控制效果,就需要對(duì)各模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析,并根據(jù)數(shù)據(jù)信息反映的實(shí)際運(yùn)行狀況開(kāi)展電力調(diào)度工作,這樣在實(shí)現(xiàn)電力資源科學(xué)合理配置的同時(shí),也能有效提升電力調(diào)度自動(dòng)化水平[8]。比如,通過(guò)利用電氣自動(dòng)化技術(shù)建立電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò),并在此過(guò)程中將配電網(wǎng)、發(fā)電廠等有效連接起來(lái),然后通過(guò)信息化的電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各模塊的自動(dòng)化控制,對(duì)于出現(xiàn)的不合理情況,也能通過(guò)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)展現(xiàn)出來(lái),確保電網(wǎng)運(yùn)行安全,提高電網(wǎng)調(diào)度效率[9]。
3.4工業(yè)制造
隨著我國(guó)工業(yè)制造行業(yè)不斷發(fā)展,電氣設(shè)備也越來(lái)越多,并且呈現(xiàn)出設(shè)備先進(jìn)、種類(lèi)齊全、型號(hào)不一等特點(diǎn),無(wú)形中增大了電氣設(shè)備管控難度,一旦管控過(guò)程中出現(xiàn)操作失誤情況,就會(huì)引發(fā)各類(lèi)故障,并對(duì)實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)帶來(lái)巨大影響[10]。將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用其中,就可以構(gòu)建管控一體化系統(tǒng),并通過(guò)該項(xiàng)系統(tǒng)將電氣工程的各個(gè)環(huán)節(jié)有效聯(lián)系起來(lái),在提高電力工程運(yùn)行效率的同時(shí),實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動(dòng)化、智能化調(diào)節(jié)[11]。工業(yè)制造企業(yè)還可以根據(jù)電氣工程實(shí)際情況,對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行合理選擇,并在此基礎(chǔ)上對(duì)傳輸、通信等內(nèi)容進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化,在保證信號(hào)指令更加連貫的同時(shí),使電力工程集成效率明顯提高,并且在依托電氣自動(dòng)化技術(shù)建立集成化系統(tǒng)后,就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息下達(dá)具體命令,對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、精準(zhǔn)控制等實(shí)現(xiàn)進(jìn)行一體化[12]。除此之外,在整個(gè)電氣系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,一旦出現(xiàn)電氣設(shè)備發(fā)生故障情況,控制系統(tǒng)就能及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào),并在第一時(shí)間發(fā)送故障問(wèn)題相關(guān)資料,具體包括準(zhǔn)確位置、異常參數(shù)信息等內(nèi)容,為及時(shí)開(kāi)展故障判定和故障處理工作提供有力支持,還可以借助遠(yuǎn)程監(jiān)控和在線檢修技術(shù),對(duì)常見(jiàn)故障問(wèn)題進(jìn)行自動(dòng)排除。但這些技術(shù)發(fā)展尚不夠完善,需要對(duì)其展開(kāi)進(jìn)一步研究。
3.5智能建筑
隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快,人們對(duì)自身居住環(huán)境也提出更高要求,而智能建筑的出現(xiàn),極大地滿(mǎn)足了人們高質(zhì)量、便捷性居住需求。電氣工程是智能建筑的重要構(gòu)成部分,具體包括電氣系統(tǒng)、配電輸出、排水系統(tǒng)等內(nèi)容,實(shí)際操作中若能將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到其中,不僅可以實(shí)現(xiàn)智能建筑電氣系統(tǒng)的有效監(jiān)管,還能夠?qū)⒉煌\(yùn)行模塊相互連接起來(lái),以達(dá)到一體化管控目的。特別是在發(fā)生地震、火災(zāi)等事故后,通過(guò)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以將火災(zāi)、地震信號(hào)等及時(shí)傳輸給相應(yīng)設(shè)備,并實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備的自動(dòng)關(guān)閉和開(kāi)啟,例如噴淋系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等,極大地提高了事故處置效率[13]。另外,在智能建筑電氣工程中,門(mén)禁系統(tǒng)也是較為重要的環(huán)節(jié),并直接關(guān)系到建筑用戶(hù)個(gè)人安全,將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到門(mén)禁系統(tǒng)中,能減少值班人員,并實(shí)現(xiàn)門(mén)禁數(shù)據(jù)自動(dòng)收集整理,使人們生活出行更加便利智能。
4結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,電氣自動(dòng)化技術(shù)也取得極大進(jìn)步,并且在電氣工程中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛,促使電氣工程運(yùn)行效率與質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。特別是在變電站、電網(wǎng)調(diào)度、工業(yè)制造、智能建筑等領(lǐng)域,有了電氣自動(dòng)化技術(shù)的支持,就可以充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化技術(shù)調(diào)整控制方便、一致性較強(qiáng)、無(wú)須使用控制模塊等優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)㈦姎庀到y(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系起來(lái),并對(duì)其實(shí)施集中化控制,從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和在線處理故障問(wèn)題,推動(dòng)電氣工程朝著智能化方向邁進(jìn)。
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作者:陳嘉焱 單位:武漢輕工大學(xué)