探究电气自动化的应用现状和前景

[摘 要]随着科学技术的不断进步和发展，电气自动化已经成为高新技术产业发展不可或缺的部分。在电力系统中电气自动化有着广泛的应用。在新技术的带动下，电气工程也得到较好的发展，而电气工程越来越离不开电气自动化的支持。本文就电气自动化在电力系统和电气工程中的应用现状和前景进行详细的探究和分析。

[关键词]电气自动化；电力系统；电气工程；应用现状；前景探究

[中图分类号]TM76 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2013）30-0044-02

1 电气自动化的发展

1.1 发展前沿

我国电气自动化专业始于20世纪50年代初，在这几十年间，国家先后对该专业进行过多次调整，但由于该专业涵盖的行业多，适用范围广，到现在仍然焕发着勃勃生机。主要表现在，全国各大高校纷纷开设电气自动化专业，越来越多的大学生接触电气自动化，涌现出很多优秀的人才。

由于社会上各行各业对电气自动化专业技术人员的大量需要，国家出台政策大力培养电气自动化方向高端技术人才，而各大高校也不断地扩招，加强专业素质人才，所以，电气自动化正在也将继续迅速发展下去。

1.2 市场发展状况

首先，工业化发展的具体表现即为工厂的数量和种类的大幅度提升，工厂生产和使用的电气设备随之增多，其种类众多，门类齐全，技术和维修人员需求量很大，从业人员的工资薪金也随其市场需求量大幅上涨，而且，目前我国社会上非常短缺电气自动化专业精英人才，高精尖专业技能人才更是少之又少，因此，电气自动化专业有很广阔的发展前景，电气自动化专业人才也随之层出不穷地出现。

其次，也需大量培养电气自动化专业的科研人才，很多电气设备和产品尤其是尖端科学技术产品的研制和开发，需要很多专业型和创新型的科研人才，所以有关电气自动化的科研机构逐步在全国各地广泛地建立，专业科研人员队伍力量逐渐壮大。电气自动化市场发展越来越迅速，并且在整个社会经济发展中占据举足轻重的地位，市场发展前景广阔。

2 电气自动化在电力系统中的应用

电气自动化技术集合了多种高新技术，它在电力系统中的作用不可小觑。现将其具体作用做如下阐述：

2.1 开关控制

在工业自动化生产过程中，电气设备占据着主导地位，而由于生产的规模化和成本节约化的考虑，越来越多的工厂开始引进自动控制技术，全控型的电力电子开关慢慢取代半控型的晶闸管。随着交流变频技术的发展，GTO、GTR、MOSEFT等全控电力电子器件相继出现。

虽然全控电力电子开关的出现，给电气设备的控制带去了很大的方便，但由于各器件自身的限制，全控电力电子开关的改进和研究仍在继续。GTO、GTR等双极性全控器件，必须要有很大的控制电流，势必会造成成本高、损耗大、控制电路复杂、安全性降低等缺点。而MOSEFT这种具有较高输入阻抗且为MOS结构的半导体电力控制器件，虽然克服了GTO、GTR较大控制电流的困难，但由于受其通态电压随其额定电压的增大而成倍增加这一性质的限制，MOSEFT电子器件的更新和研究出现较大的局限和巨大的挑战。故而电力电子开关的研究，趋向于较小控制电流，低损耗，低成本和精确度高的半导体电子器件。

2.2 变电站系统的电气自动化

传统变换电路主要采用低频变换，这种变换电路因其变换速度相对较慢和功率因素低的劣势，逐渐被功率因素高、变换速度快的PWM高频变换器电路取代。然而这种变换器电路由于其电流电压的谐波分量在电动机的转子上发挥了作用，造成巨大噪声，其主要解决方式便依赖于提高开关频率，但电力电子器件长期在高电压和高电流情况下工作会经常导通或断开，导致开关损耗特别严重。

纵观国内外研究进展，一种在零电压或零电流情况下进行转变的谐振式变换器正占据变换电路的主要市场。这种变换器的研究目前已经趋向于稳定化，主要在于电路简单化的改变和设计。

2.3 电网控制自动化

电网，即电力系统的专用广域网联结，电网自动化控制和调度主要包括发电厂控制、传输线路的控制、终端设备的控制。其主要内容在于：电力系统运行过程的实时数据采集、系统运行的全程监控、分析判断线路是否运行安全、检测线路运行负荷、监测估计电路运行状态。

由于大规模生产的需要，电力系统的线路越发趋向复杂化，这也给人工控制带来了很大的困难，自动化的监测和控制成为主流，电网自动化控制也朝着专业化、集中化、数字化方向发展，随着工业发展的现代化，这一趋势始终不会改变。

3 电气自动化在电气工程中的应用现状和前景

3.1 电气自动化在电气工程中的应用现状

目前，电气工程中，电气自动化主要应用于三个方面。

3.1.1 远程监控技术运用

远程监控系统主要是通过一个电脑终端对所有其他地方的设备进行控制的技术，通过设置远程监控系统能够使电气工程大量减少电缆成本支出、材料购买以及人工安装费用等方面支出，使电气工程实现少投入高产出的高效益生产模式。

3.1.2 集中式监控技术应用

运用集中式监控方式的特点在于在电气工程中的运行维护很方便，对控制站的要求不是很高，在系统设计上比较容易。它是将系统中的各项功能集中到一个处理器中来进行工作的，而处理器的任务相当的繁重，处理速度严重受到影响。在电气设备进入到监控系统时，伴随着监控对象的大量增加将是主机的冗余的下降的趋势，电缆数量加大，投资也有明显增加，长距离的电缆的引入将会影响系统的可靠性。同时隔离刀闸上的操作闭锁以及断路器上的链锁都是采用的硬接线，然而隔离刀闸上的辅助接点经常会出现接点不到位的现象，这样就会造成电气工程中的设备无法进行操作。这种接线的二次接线是相当复杂的，检查线时很不方便，维护量也大大增加，还存在着检查线或传动过程中由于接线上的复杂而造成操作失误的可能性等，所以说集中监控方式在电气工程中运用比较广泛。

3.1.3 现场总线监控技术应用

现场总线监控技术是当前电气工程使用最为广泛且有效性最高的一项技术。它的主要工作原理是根据电气工程实际的不同间隔采取相对应的措施，其监控具有较好的针对性。现场总线监控技术能够适量的减少隔离设备以及端子柜等的使用，能够减少电气工程的大量设备成本投入。加上这种技术拥有远程监控技术的特点，所有电气工程设备均是采取现场安装，选择最直接最省电缆的方式，并且是以通信方式来连接监控设备完成全部监控过程，这种模式能够大量节约成本资金，增加电气工程的效益。同时，由于设备之间主要是通过通信网络信号设备相互连接，其独立性和灵活性相对比较强，一个设备出现故障不会波及全部设备，提高整个电气工程的安全性和可靠性。

3.2 电气自动化在电气工程中的应用前景

在工业化生产和现代化生活中，自动化成为主流，而电气自动化则主要表现在对设备进行相关技术改造，从而实现运行的高效便捷。电气自动化的主要特点包括：高效信息化、计算机网络危险分散化、网络开放化，因此实现电气工程在数据采集、监视监控、分析调度方面满足市场对电力的需要以及网络普及对其冲击的改造需求，让电气工程在运行中实现高效运行、适应社会发展的需要。

然而，电气工程高效运行的过程中，安全性依然成为所有技术研发者和设备使用者的关注点，虽然计算机网络危险分散化已然改善了传统的安全隐患问题，但随着生产的大规模建设，以及连锁效应带来的不良后果，电气自动化在技术研发者的关注下，将朝着网络安全最低化方向发展。

4 发展趋势

未来电气自动化的发展趋势是：分布式、开放式、信息化。分布式即针对计算机网络危险分散保证网络中每个智能模块独立安全工作的网络结构；开放式即系统具有与外界联通的接口以实现对外网络连接功能；信息化则是指系统信息的综合处理能力，实现与网络技术相结合的网络自动化和管理控制一体化。随着人工智能技术的出现和发展，以及人们对自动化大规模生产的要求，未来电气自动化除了保证以上三大特点之外，还会朝着人机交互，人工智能方面发展。其主要表现在：系统人性化，系统安全最低化。

系统人性化和系统安全最低化：伴随着人机交互网络的发展，通过人性化、自动化的电气自动装置，信息提供方能及时了解用户的需求，为用户提供更加便捷、实用、安全的用电建议，为系统安全运行提供详细的数据支持。

5 结 论

电气自动化技术虽然已经在电力系统和电气工程中以及国民的生活中广泛应用，但随着工业化的不断发展以及人们生活生产中需求的不断提升，在市场竞争越来越激烈的形势下，为了经济利益的最大化和生产便捷化，电气自动化的研究和创新仍然必不可少，电气自动化技术仍然处在不断革新和发展的阶段。我们必须吸取先进的经验和技术，不断有针对性地进行技术革新。

参考文献：

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[2]钟家洪，夏勇.电气自动化在电气工程中的应用分析[J].应用科技，2013：99.

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