王黎春
(濰坊安瑞檢驗檢測服務有限公司,山東 濰坊 261061)
電氣工程及電氣自動化在生活中的應用廣泛且實際,從一個小小的開關(guān)、出入的電動車,到工業(yè)生產(chǎn)、航空工具的研究等,在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防等領(lǐng)域均有它的參與和應用。電能更是成為我們生活和社會發(fā)展的基礎(chǔ)條件。隨著世界能源匱乏情況的出現(xiàn),不可再生能源日益減少,環(huán)保能源、可持續(xù)利用能源的發(fā)展正進入最重要的時代。加上科技發(fā)展和人民生活水平的進步,對于高品質(zhì)更安全能源的需求,也推動和促進了電氣自動化技術(shù)的升級和應用,通過各種電力工程造福人民,造福社會,為增強我國綜合國力提供動力[1]。
電氣自動化研究時間較長,但一直無法做到核心技術(shù)的提升。早在20世紀,電氣自動化的概念就得到了認可,成為了研究的重要課題。從宏觀角度來說,電氣工程自動化包括多個學科的內(nèi)容,常見的是語言學和信息學,被譽為電氣工程技術(shù)的基礎(chǔ)。正是由于電氣工程自動化內(nèi)容豐富,再加上學科學習的難度較高,才使得其發(fā)展緩慢。近年來,我國的科學水平不斷提升,尤其是重視自動化技術(shù)的探索,取得了不錯的成績,這也為電氣工程自動化的發(fā)展創(chuàng)造了條件[2]。
電氣自動化技術(shù)不僅提高了電氣工程的質(zhì)量,更通過簡單的操作,將電子設(shè)備等實現(xiàn)遠程生產(chǎn)和操作的控制。利用電氣自動化技術(shù)的特點,優(yōu)化了人與人、人與設(shè)備的聯(lián)系,將更為復雜的控制理論和電力網(wǎng)理論進行全面整合和應用。電氣自動化操作系統(tǒng)的特點有:(1)原設(shè)備處理信號轉(zhuǎn)化成智能設(shè)備可識別數(shù)據(jù);(2)通過電氣設(shè)備信號和相關(guān)設(shè)備信號進行相互關(guān)聯(lián),完成遠程控制;(3)通過信號傳輸實時控制和分析電氣工程的生產(chǎn)效率。通過強弱電結(jié)合、機電結(jié)合、電工技術(shù)和電子技術(shù)的結(jié)合,達成了包含計算機應用技術(shù)在內(nèi)的多領(lǐng)域整合技術(shù)的開發(fā)和使用。
集成性主要體現(xiàn)在電氣自動化技術(shù)的信息化方面。科技發(fā)展將自動化技術(shù)大量應用于生產(chǎn)和生活中,對于電氣工程而言,復雜繁瑣的環(huán)節(jié)是其特定表現(xiàn)之一,在簡化流程、降低工作負荷的要求下,自動化不僅解決了這些問題,還提高了生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率,減少了人工操作帶來的一系列問題和事故。將電氣設(shè)備、普通設(shè)備等的各種傳輸信號通過數(shù)據(jù)倉庫進行合理的重組、轉(zhuǎn)換和集成,達到全面監(jiān)控和反饋的功能,即是電氣自動化集成性的體現(xiàn)。集成性不僅改善了電氣工程的復雜性,更從可監(jiān)控、操控方面提高了使用效率[3]。
相比較我國近年來的經(jīng)濟發(fā)展和科技進步,自動化技術(shù)的普遍運用和需求也在日益增加。電氣自動化技術(shù)的應用更是多方面發(fā)展,人才的需求也日益增多,電氣自動化技術(shù)的依賴性增強,其可控性就成為人們要求的重點要點。在大量的農(nóng)業(yè)、工業(yè)甚至國防航空行業(yè)中,對于電氣自動化技術(shù)的要求不僅非常高,還非常全面,通過大量信息的處理、加工,在電氣自動化技術(shù)實施后,形成具有控制管理的系統(tǒng),通過操作這種控制系統(tǒng),達成了電氣自動化技術(shù)的應用,更收集了外圍數(shù)據(jù)和信息,促成電氣自動化技術(shù)的革新和發(fā)展。因此,電氣自動化技術(shù)的可控性優(yōu)勢,能夠穩(wěn)定電氣工程運行的安全可靠,更提升我國電氣工程的行業(yè)發(fā)展[4]。
電氣自動化技術(shù)的節(jié)能原理,主要來自電氣線路主體材料的生產(chǎn)工藝和不斷更新升級。當選取消耗相對更小的線路材料時,不僅可以將線路的布局進行適當改善,更能制造電氣設(shè)備運行環(huán)境的科學合理,設(shè)計路線的簡約、實用,減少了過多線路運行導致的電能損耗,降低了電阻等其他耗電問題,達到節(jié)能降耗的目的。
安全防護不僅是用電的基礎(chǔ)原則,也是電氣自動化技術(shù)的首要課題。電子設(shè)備使用的環(huán)境能夠影響其自動化技術(shù)的運行及設(shè)備性能的改變,更是安全防護的重要環(huán)節(jié)。因此,改善電氣設(shè)備使用環(huán)境,特別是對使用環(huán)境進行監(jiān)控,保證電氣設(shè)備性能。另外,任何設(shè)備的運行都不能拋開日常維護和養(yǎng)護進行,對設(shè)備的各種必要的養(yǎng)護,是保證電氣工程順利運行的基礎(chǔ),在日常檢測中,對暴露的問題及時進行檢修,是對設(shè)備最基礎(chǔ)的養(yǎng)護工作。
自動化電能調(diào)度,是指通過自動化的電能配備來完成電力工程中電力設(shè)備的正常運行和穩(wěn)定輸出,因此,設(shè)備運行系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,電能的調(diào)度和供給是最為關(guān)鍵的。自動化技術(shù)的應用,將收集的設(shè)備數(shù)據(jù)通過技術(shù)轉(zhuǎn)化成自動化和智能化的數(shù)據(jù)。一旦電能調(diào)度無法自動化運營,電力系統(tǒng)安全事故發(fā)生,電網(wǎng)的正常運行就會受到很大影響。同時,調(diào)度自動化系統(tǒng)也就無法發(fā)揮其調(diào)度能力,繼而出現(xiàn)電能重大安全事故,電氣系統(tǒng)運行崩潰甚至瓦解,一切設(shè)備將無法運行。因此,電能調(diào)度的自動化運行的安全,是整個電氣自動化技術(shù)運用的首要關(guān)鍵因素。
電力系統(tǒng)運行中電氣自動化技術(shù)的應用最為重要,其控制和監(jiān)控能力得到準確運用。電力系統(tǒng)是非常復雜的運行系統(tǒng),人工操作和檢測可能無法保證運行的穩(wěn)定、安全和運行效果等。自動化技術(shù)的出現(xiàn),完成了對電力系統(tǒng)的全面監(jiān)控和實時監(jiān)控,甚至遠程監(jiān)控和遠程操作,及時方便地解決了運行中的諸多問題。首先,智能電子設(shè)備的運用,解決了人工現(xiàn)場管控的問題,從安全和預警等方面有了更大的提高,越是危險系數(shù)越高的程序,越應該通過電氣自動化技術(shù)進行操控。其次,集中化的監(jiān)控減少了諸多電子元器件的使用,在減少運營成本的同時,降低了電力耗能,對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和可控操作提供了幫助。實際操作中,通過控制和監(jiān)控作用,接收到具體環(huán)節(jié)重點部位的電氣信號,通過計算機數(shù)據(jù)分析等,將電氣信號與計算機信號進行對接轉(zhuǎn)換,將實際操作信號傳輸?shù)诫姎庑盘栔?,調(diào)控機組的實際、具體運行情況[5]。
傳統(tǒng)的變電站通過電纜進行作業(yè),容易影響電氣設(shè)備的正常運行。當出現(xiàn)供電中斷等問題時,整個的電力系統(tǒng)也會受到損壞,更不用談電力系統(tǒng)的高效運行。電氣自動化技術(shù)應用在變電站中,改善了上述問題的發(fā)生,其分布配置的方式穩(wěn)定了電能的有效傳輸,更使自動化技術(shù)提高了變電站工作效率。自動化技術(shù)中的控制和監(jiān)測功能,不僅保護了電廠電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定,更將運行狀態(tài)和具體情況進行監(jiān)測,及時探查和發(fā)現(xiàn)各個設(shè)備、各條線路的運行情況,保證故障及時發(fā)現(xiàn)及時解決。通過實際操作和運行發(fā)現(xiàn),變電站自動化技術(shù)有以下特點:第一,數(shù)據(jù)統(tǒng)計自動化,設(shè)備管理自動監(jiān)管運行。第二,電氣設(shè)備和計算機信號的相互轉(zhuǎn)化,保證了通過計算機進行監(jiān)控、監(jiān)測等工作。第三,用光纖代替變電站傳統(tǒng)的電纜,從信號接收和采集,到設(shè)備都完成集成化、網(wǎng)絡化,系統(tǒng)的運行更為穩(wěn)定,更為安全。第四,控制和監(jiān)控系統(tǒng)保證了變電站、電廠、電力系統(tǒng)的全面監(jiān)控,促進了相互聯(lián)系和運行效率。由此可見,電氣自動化技術(shù)改善了原有傳統(tǒng)的變電站設(shè)備及操作運行,全面控制和全盤監(jiān)控提升了變電站的工作效率,強化了變電站的不斷進步和發(fā)展。
隨著經(jīng)濟快速發(fā)展,我國電力發(fā)展也得到了較大的進步,智能電網(wǎng)的建設(shè)水平得到飛速提高。智能電網(wǎng),最重要的就是電網(wǎng)調(diào)度的自動化技術(shù),整體來看,自動化技術(shù)的應用主要通過以下兩方面來體現(xiàn):第一,控制和減少電網(wǎng)運營成本,在保障電網(wǎng)安全的同時,提升我國智能電網(wǎng)運營的經(jīng)濟效益。第二,自動化程度的覆蓋保證了對電網(wǎng)調(diào)度的全面監(jiān)控,保證了電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和安全性。通過自動化調(diào)度,實現(xiàn)電網(wǎng)電壓、符合的科學控制,避免了電網(wǎng)運行異常和問題的發(fā)生。同時,電網(wǎng)的合理調(diào)度和運行,保證了電廠電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行,對于變電站和各大用電企業(yè)、工廠提供了更為穩(wěn)定的能源供給,也就保證了企業(yè)效益和企業(yè)持續(xù)發(fā)展。因此,為了保障這些相互關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)、部門的正常運行,通過電氣自動化技術(shù)提高電網(wǎng)調(diào)度的運行水平,為國民經(jīng)濟發(fā)展提供更為充足的電力保障。
相較于其他行業(yè),配電系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的應用尚待開發(fā)和大力推廣。對于配電系統(tǒng),主要是主站與子站的相互關(guān)聯(lián)和監(jiān)控,通過自動化技術(shù),整合配套成完善的配電自動化系統(tǒng),降低人工參與度,減少電力危險對人工造成的傷害,同時提高工作中的難度和強度,在保證配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的同時,提高配電系統(tǒng)的工作效率。
當前,科技發(fā)展和人民生活水平得以進步,對于高品質(zhì)更安全能源的需求,也推動和促進了電氣自動化技術(shù)的升級和應用,為增強我國綜合國力提供動力。
要想使得電子工程自動化穩(wěn)定運行,就必須掌握其基本組成部分,并強化組成元件的質(zhì)量,進而實現(xiàn)全面控制的目的。當電氣設(shè)備出現(xiàn)問題時,控制中心將會在第一時間做出反應,即開啟保護功能,該技術(shù)的優(yōu)勢是信息的交互性強,可在網(wǎng)絡技術(shù)的協(xié)助下將錯誤的信息傳遞給技術(shù)人員,以便做出應對處理。電氣工程自動化的實現(xiàn)需要結(jié)合GPS定位技術(shù),此時技術(shù)人員即使不在現(xiàn)場,也可對工程進行控制,通過對傳感器數(shù)據(jù)的修改來控制電氣工程的運行。值得注意的是,傳感器獲得的數(shù)據(jù)不僅會傳遞給技術(shù)人員,而且還可以進行智能化分析,掌握電氣工程的運行狀態(tài),避免問題的發(fā)生。在大數(shù)據(jù)的應用下,電氣工程可獲得精確的技術(shù)人員指令,并根據(jù)要求開展相關(guān)工作,改善了管理質(zhì)量。
電氣設(shè)備能夠直接影響到電氣工程的運行狀態(tài),決定著產(chǎn)品的質(zhì)量,是當前研究的重點。初步研究發(fā)現(xiàn),合理的電氣工程配置對于提高設(shè)備穩(wěn)定性有著積極的作用。優(yōu)化電氣設(shè)備的配置是當前的首要內(nèi)容,傳感器通過電氣設(shè)備了解產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,做到產(chǎn)品的實時監(jiān)控,并對電氣工程運行數(shù)據(jù)進行比對和分析,如果線路的電流增加明顯,就極有可能出現(xiàn)線路老化,技術(shù)人員需要根據(jù)數(shù)據(jù)的變化去判斷設(shè)備的配置情況,對于不符合要求的設(shè)備可直接考慮替換。不同電氣工程所采用的設(shè)備不同,經(jīng)常會出現(xiàn)不匹配的現(xiàn)象,技術(shù)人員需要做的是掌握電氣工程的真實情況,根據(jù)需求采購設(shè)備,盡可能確保電氣設(shè)備的質(zhì)量。傳感器屬于重要的電氣設(shè)備,其采購過程需要格外注意,不得因價格昂貴而使用劣質(zhì)的產(chǎn)品,造成電氣工程自動化安全隱患,降低產(chǎn)品的質(zhì)量。
(1)故障自動化控制。技術(shù)人員工作任務繁重,不具備充足的時間對電氣設(shè)備進行詳細的檢查。電氣工程智能化技術(shù)的出現(xiàn)有效地解決了這個問題,可對故障進行自我控制。詳細來說,在網(wǎng)絡技術(shù)的支持下,自動化技術(shù)可對電氣工程實施控制,當發(fā)生故障時,將會對故障信息進行分析,并傳遞給技術(shù)人員。從以往的情況來看,電氣工程出現(xiàn)問題只能靠技術(shù)人員維修,而維修的過程只能做到一一排查,浪費了大量的時間,極易引發(fā)安全事故。智能化技術(shù)出現(xiàn)后,設(shè)備故障可進行獨立分析,并主動切斷潛在的安全隱患,避免設(shè)備故障對其他零件造成損傷。另外,智能化技術(shù)將故障的原因和位置發(fā)送至技術(shù)人員手中,技術(shù)人員只需要根據(jù)信息的提醒開展維修故障即可,節(jié)約了故障修正時間。
(2)故障提示與解決。電氣工程中融入了多樣化的科技元素,常見的是網(wǎng)絡技術(shù)和計算機技術(shù),近年來,其逐漸與智能化技術(shù)相結(jié)合,在故障的審核和維修方面表現(xiàn)出了積極的作用。要想在第一時間掌握電氣工程故障的原因和位置,就需要引入智能化技術(shù),要求相關(guān)的智能軟件相互作用,做好電氣工程全面監(jiān)控的任務。電氣工程的主要特點是線路繁瑣,無法在短時間內(nèi)明確故障的發(fā)生原因,而智能化技術(shù)可根據(jù)電流的變化,分析電氣數(shù)據(jù),明確故障的具體位置,為后續(xù)技術(shù)人員的故障解決奠定堅實的基礎(chǔ)。電氣工程智能化是未來的發(fā)展趨勢,其能夠及時發(fā)現(xiàn)問題,提高了問題處理的效率,降低了技術(shù)人員的工作壓力。
電氣工程的穩(wěn)定運行和效率的提高,主要依賴電氣自動化技術(shù)的應用和普及,引導電氣工程智能化程度的不斷推進。電氣工程企業(yè)在運營中,要重視電氣自動化技術(shù)的融入和應用,提高自動化技術(shù)服務理念,更要加強專業(yè)人員的培養(yǎng)和招聘,提高現(xiàn)有工作人員的專業(yè)能力的同時,加強管理和綜合素質(zhì)的提升,確保人才儲備,提升企業(yè)的競爭力。隨著科技進步的發(fā)展和電力設(shè)備、電氣材料等的不斷更新和升級,電氣自動化技術(shù)的更新?lián)Q代也在不斷加速。在不斷探索研究下,將電氣工程中的自動化技術(shù)不斷完善和發(fā)展,提升電氣工程的自動化性能、智能化性能,順應信息化社會的發(fā)展與需求,為電氣工程行業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。