电气工程中自动化技术的实践与探索
摘要
关键词
电气工程;自动化技术;实践
正文
引言
随着我国经济的快速发展,工业化领域经历着大变革,电气自动化技术也得到了迅速的发展,并在制造业、能源、交通、医疗和农业等多个领域得到了广泛的推广和应用。这一技术的应用效果显著,可以提高生产效率、削减成本、提升产品质量。预计在未来,随着我国制造业领域迈向工业强国领域,电气自动化技术将得到进一步的发展和完善,并继续在推动电气工程行业健康可持续发展方面扮演着重要角色。
一、电气工程中自动化技术的相关概述
电气工程是研究电能的产生、传输、分配和利用等方面的学科领域,涉及到电力系统、电力设备、电机与控制等内容。而电气工程自动化技术则是在电气工程中应用自动化技术,实现电气设备和系统的智能化、自动化控制和管理。电气工程自动化技术的核心是通过传感器、执行器、控制器和计算机等技术手段,实现对电气设备和系统的自动监测、控制和优化。
二、电气工程中自动化技术的应用价值
(一)提高系统的安全性与可靠性
自动化技术能够简化传统电气工程控制系统的操作模式,使系统更加便捷化、简单化,从而提高电气工程操作控制的精准率。自动化技术还能对电气工程运行中的某些问题进行预测,进而促使维护人员对电气工程进行针对性的维护、检修,保障电气工程的运行质量及效率。此外,自动化动化技术用于集成设备故障检测和告警功能,能够快速定位和出力问题,促进系统的稳定性和可靠性[1]。
(二)降低成本
降低成本是电气自动化融合技术在电气工程应用中,最为显著的一个特点之一,可利用集成电气或者自动化技术等,对电气工程设备进行全面监控,这样可以减少人员的干预,降低成本。同时,电气自动化融合技术在电气工程中,可以有效提升设备运行的稳定性和一致性,降低故障产生的可能性,减少设备维护次数,进而降低成本。
(三)提升系统管控有效性
自动化技术在电气工程中应用可以强化电气工程的自动化控制和调控,促使电气工程整个控制系统的运转更加高效化、实时化。尤其是对电力系统的实时调控,极大地提升了电力资源的利用率,降低能源的浪费和损耗,帮助企业降低生产成本,提高在行业中的竞争力。
(四)实现全自动管控
电气自动化融合技术的出现,有助于电气工程实现全自动管控,并且利用集成和自动化技术对整个设备运行状态进行全过程监控,根据监控情况,对电气工程做出调整,确保电气工程稳定、安全运行。另外,实现全自动管控还可以避免因为人员操作失误所产生的异常情况,提升电气工程运行效率[2]。
三、电气工程中自动化技术的实践措施
(一)继电器中自动化技术的应用
在工业自动化领域,继电器经常被用作中间控制元件,用于实现逻辑控制、信号转换和电路分离等功能。例如在生产线上,继电器可以通过接收传感器信号,实时控制执行机构的运行与停止,从而实现自动化生产。在建筑自动化中,继电器被广泛应用于照明控制、空调控制、安防监控等系统中。通过设置定时器或传感器,继电器可以按需开启或关闭设备,实现能源的高效利用。例如,根据光线强度自动调节照明亮度,实现照明系统的智能控制。在电力系统中,继电器被用于保护和控制设备。例如差动保护继电器可以用于检测电流的差异,以及用于电力系统的自动化控制。
(二)在电气设备自动化中的应用
电气设备是电气工程的核心部分,其性能和稳定性直接影响着整个工程的运行效率和可靠性。电气工程的主要目标是确保电气设备的正常运行,并为用户提供安全、高效且可靠的电力供应。自动化技术可以对电气设备进行实时监测和故障诊断,及时发现和解决设备中的问题。通过传感器和各种检测设备,可以获取设备的运行状态和参数,通过分析这些数据,可以判断设备的状态是否正常,是否存在故障。自动化技术可以为电气设备的设计提供更加高效和准确的方法。通过CAD等技术,可以在计算机上完成电气设备的虚拟设计和优化,大大缩短了设计周期和成本。通过自动化技术,电气装置能够接受远程和智能控制,确保对整个电气工程自动化系统的全面观测与操控,从而增强系统的稳定与安全水平。及时发现和解决系统中的问题,减少设备故障和异常情况的发生。
(三)在配电网中的应用
配电自动化系统是电气自动化在配电网中的实际应用,综合利用计算机技术、信息技术和通信技术,实现对配电网的实时监测和控制。配电自动化系统包含了功能各异的小系统,包括地理信息系统、自动绘图系统、生产管理系统、停电管理系统等。配电自动化系统能够远程采集电力系统的电压、功率等信息,实现中远距离的电力调试、控制,当电网状态异常时,还可以实现电网的分区隔离、故障定位、状态警告等功能。此外,配电自动化系统借助高级应用软件,还可以对电力系统进行无功优化,进而提升电力传输效率。由于配电网整体结构较为复杂,配电自动化系统可以根据不同节点的电压和无功功率等参数,运用自动电压控制调整变压器和无功补偿装置[3]。
(四)在分散测控中的应用
分散测控是电气工程中的一项重点内容,也是电气自动化融合技术应用的重点内容,在分散测控应用期间,电气自动化融合技术利用控制单元对数据中心网络和工作站进行连接,做好实时管理,促使测控系统高效完成各项工作任务。同时,通常情况下,将电气自动化融合技术应用于分散测控系统中,是由工程师完成的,并且工程师的主要任务就是对电气工程进行维护,避免出现故障。另外,为提升分散测控运行效率,需要对分散测控进行实时管理,这样可以有效提升动态检测效果,充分展现出电气自动化融合技术的应用价值。
(五)在变电站中的应用
变电站是电气工程中的重要组成部分,将电气自动化融合技术应用其中,可以有效提升变电站运行性能,减少故障产生的可能性。电气自动化融合技术在变电站中的具体应用,大致可以从以下几点分析。第一,传统变电站中,需要大量工作人员参与到工作中,这样不仅会增加成本,工作效率也相对较低,还容易出现问题。而将电气自动化融合技术应用其中,可以有效提升设备自动化程度,减少人员干预,并且根据变电站运行情况,做好实时监控,及时发现问题和解决问题,减少故障产生的可能性。第二,从变电站运行管理角度来说,利用电气自动化融合技术就可以做好全过程控制,根据设备运行情况做好调整工作,避免产生异常情况。同时,变电站中含有诸多通信设备,并且这些设备在电气工程中如果处于集中运行状态,很容易出现运行故障,若是不及时处理,就会影响电气工程稳定、安全运行。然而,利用电气自动化融合技术可以及时发现故障,并且对故障区域进行检查,将检查情况第一时间通知维护人员,促使维护人员可以做好维护工作,确保电气工程尽快恢复使用。另外,电气自动化融合技术还可以对突变数据进行分析,这样可以及时分析故障所产生的位置,了解故障成因,做到从根源上解决故障,提升管理效果。
(六)在电气自动化和控制系统中的应用
在电气自动化和控制系统中,综合应用总线控制技术能有效提高系统运作的效率。通过现场总线实现数据的集中监控和分散控制,提高了电气系统控制的灵活性和效率。设备间的高速数据传输,使得各个子系统能够实时共享信息,从而提高整个自动化系统的协调性和响应速度。实现设备与控制系统的标准化和模块化,便于设备的互换和升级,降低系统的复杂性,提高运行效率。自动化技术通过现场总线实现远程控制和监控,使操作人员能够在远程中心实时了解设备运行状态,进行远程操作和故障处理[4]。
(七)在系统故障检测中的应用
电气工程中涉及诸多仪器设备,长期处于运行状态下,必然会发生各种故障问题,潜在故障风险若能及时消除,有利于提升电气工程运行稳定性、可靠性。基于此,将电气自动化技术在电气工程中合理应用,利用该项技术优势,自动化检测系统故障,精准定位故障所在位置,提升故障解决效率,减少故障问题突发对整个电气工程安全稳定运行的负面影响。随着社会经济迅速发展,为满足日益增长的电能需求,促使现阶段电气工程内部结构愈加复杂,虽然某种程度上可以提升供电效率,但也伴随着诸多风险,一旦引发潜在风险,必然对电气设备安全运行造成严重影响。基于此,发挥电气自动化技术优势,对线路运行状态自动化监测,及时发现线路异常问题,提升线路运行故障处置效率。
(八)在发电厂中的应用
发电厂作为能源的重要供应源,需要保证稳定、高效运行,并确保安全生产。电气自动化在发电厂中的应用包括能源消耗控制、设备运行管理和安全生产保障等。(1)能源消耗控制。发电厂通常使用煤、天然气、核能等进行发电,而能源成本是发电厂运营成本的重要部分。通过电气自动化,可以实现对燃料供给、温度控制、压力调节等过程的自动化控制。通过精确的控制和反馈机制,可以实时监测燃烧过程和调节燃料的供应,以降低能源消耗并提高发电效率。(2)设备运行管理。发电厂涉及多个设备的协作运行,包括锅炉、发电机组、脱硫装置等。电气自动化通过传感器和监测设备实时收集设备的运行状态和性能参数,并通过自动化系统进行集中管理和控制。通过对设备运行数据的分析和处理,可以实现设备的运行监控、故障诊断和预测维护。通过设备自动化管理,可以提高设备的可用率和效率,延长设备的使用寿命,并降低维修成本。此外,电气自动化还可以通过设备调度和优化算法,实现发电厂运行调整和设备协调,提高整个发电系统的运行效能。(3)安全生产保障。发电厂的安全生产至关重要,涉及燃烧安全、电气安全、人员安全等方面。电气自动化通过监测和控制系统实现对发电厂安全问题的实时监测和报警。通过实施火灾监测、烟雾探测、高温报警等安全措施,可以对潜在的安全隐患进行检测和预警,及时采取相应的措施,保护设备和人员安全。此外,电气自动化还可以通过对电气设备的安全监控和保护,如过电流保护、过温保护等,预防设备故障和事故发生,确保发电厂的安全运行[5]。
(九)在远程监控中的应用
监控管理是电气工程运行过程中极为重要的一环,对电气工程运行效率及质量进行实时监控,提供更加安全的运行环境,并降低各类故障问题发生概率。通过对现阶段电气工程监控管理情况的调研与分析,远程监控的作用效果愈加明显。此外,电气工程运行过程中,极易受到各方面因素影响,进而突发各种故障问题,直接影响电气工程运行安全性。以继电保护装置为例,继电保护装置是电气工程中重要设备之一,发挥着突发故障问题时能够第一时间自动切断运行线路的作用。但继电保护装置在使用过程中也会出现拒动和误行为,该情况限制继电保护装置对突发故障处置的响应速度,影响线路切断指令正常执行,致使继电保护装置保护作用无法有效发挥。基于此,引入电气自动化技术,利用该项技术优势,实现自动化监测继电保护装置,实时掌握继电保护装置使用状态,同时可以根据继电保护装置所记录的各项数据,对其性能进行自动优化,在一定程度上也能满足电气设备智能化管理需求,以提升继电保护装置对突发故障处置的及时性,从而消除电气工程运行中潜在安全风险,进一步提高电气工程运行安全水平。
结束语
综上所述,自动化技术在电气工程领域的渗透不断加深,不仅提升了生产效率和安全性,还促进了工业的智能化转型和可持续发展。依托于先进的自动化技术,电气设备的监管、操控和维护工作变得更加精准和高效。无论是电力系统的调度、发电设施还是变电所,自动化技术的融入都极大地增强了这些系统的稳定性和可靠性。同时,在引入自动化技术时,应该与电气系统各环节进行有效结合,以实现合理的集中化控制。
参考文献
[1]袁一鸣.电气工程中电气自动化技术的应用研究[J].中国设备工程,2021,(21):195-196.
[2]刘建平.电气自动化技术在电气工程中的融合应用研究[J].大众标准化,2021,(20):247-249.
[3]张劲,李佳铎.浅谈电气自动化技术在电气工程中的应用[J].电气技术与经济,2021,(04):78-80.
[4]何斌.电气自动化技术在电气工程中的应用[J].中国高新科技,2021,(15):30-31.
[5]李海芹.电气自动化技术在电气工程中的应用[J].中国科技信息,2021,(12):47-48.
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