电气工程及其自动化

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摘 要：随着全球信息化、智能化时代的到来，我国也追随着科技与时展的大潮，大步跨前的迈向时代的前沿，而信息技术化的发展与延伸已经深深推动电气工程自动化的应用领域与实用范围，大大加快了社会工业，科技行业的发展。

关键词：智能化 电气 电控技术

中图分类号：TM7-4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0077-01

我国电气工程的发展最早可以追溯到20世纪初，最早的电机专科是南洋大学堂所设，之后电气工程的发展如春笋般的席卷整个华夏大地，像同济大学、浙江大学、清华大学等等一些高等院校先后都设立机电专科专业，1977年高考制度恢复以后大部分学校将“机电工程系”改为“电气工程系”1988年，我国高校专业名称大规模调整后，电子信息类专业和电气工程类专业相应合并为“电气信息类”。

20世纪90年代伴随着信息化时代的到来，智能化、微型化、集中化系统的研发与应用为电气工程及自动化注入了新的血液，该文从电气自动化发展历史出发，着重讲解其在当代应用领域中的一隅，希望能为广大涉及此专业领域的高级知识实用型人才提供一定的参考。

1 电气自动化的应用领域

电气自动化的应用领域是相当广泛的，小到一个开关的设计，大到航天器的研发，笔者就电气自动化在建筑领域和小集成电路器作以简单的应用介绍。

1.1 建筑领域

随着科学的进步和时代的发展，智能化建筑成为了当今时展的主力军，而高端智能化建筑无疑已经成为主力军当中的先锋队伍。利用建筑设备的自动化控制系统进行技术和成本控制，通过合理利用设备，整合资源，达到资源共享，节省成本的目的。因为智能化建筑中承载的电子设备和布线系统耐压等级低，防干扰要求高，所以相对其他建筑容易受到雷击，因此智能建筑应该设计为一级防雷建筑物，并由此组成具有多层屏蔽雷击的笼形体系。这只是电气自动化在建筑领域一个极其微小的应用层面，像建筑内部监控系统的建立、通信光纤的终端等等，都是其在建筑领域的实际运用。

1.2 小型集成电气化的应用

小型集成电气化的产品随处可见，如家里常用的冰箱，电视，空调，等等，都有电气化的身影，笔者就家用空调作以简要剖析。

（1）设计方面既可以设计成单个控制系统，也可以设计成以计算机终端控制管理的系统。

（2）在温控方面，一般采用采用DDC控制净化空调系统。即将回风管温度传感器所检测的温度传送到DX一9100，与计算机储存原始点比对，通过一系列的高数运算得出结果，并且输出相对应电压信号或电流信号，从而控制调节阀是是升温还是降温，把温度控制在某一摄氏度范围内，以便达到实际需求。

（3）湿控制方面，根据装设在通风管内的湿度传感器所检测的湿度，把湿度信息通过数字化终端转变为电压信号传递到湿度控制器上，再由计算机与设定好的湿度比较计算，通过输出信号控制蒸汽电动调节阀，保证环境湿度正常。现在很多设备都采用这样的原理，通过对某事物的信号捕捉，利用信号间的相互转换，实现与原始设定数据的对比，并且通过电脑终端的运算，最终达到改变数据，控制硬件运行的目的。这是现在诸多小型集成电气化设备的设计。

2 电气化的设计

2.1 设计原则

根据具体情况，尽量满足工艺和生产机械对电气控制的要求，设计方面力求简单、妥善处好理机械与电气的融合；、合理地选用电器元件、如电容件、最大电压件、断电开关、传感器等；、考虑使用时的安全性能；、制造美观、使用维护方便。笔者概括为，在满足使用功能的前提下，力求设计上的完美，并且成本低且有一定的工艺性。这也是在当今时展的前提下，多数应用产品必然的发展趋势。

2.2 设计思路

电气化因时因地存在着一些较大设计方面的差异，笔者就现在一些变电中转站监控系统作以下三点分析。

（1）首先集中监控方式。如今一些变电站，采用集中监控方式，此方式优点是运行维护方便、控制站的防护要求也不高、系统设计也相对较为简单。但任何事物的利弊都是共存的，由于这种传统方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，所以对处理器的要求甚为高，当然处理器的任务也相当繁重，直接影响处理器的运行速度。并且由于电气设备全部集中监控，会导致主机冗余的下降、电缆光纤数量大增，成本巨大，尤其是长距离电缆所引发的干扰必然会影响系统的使用寿命。与此同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁一般采用硬接线，由于辅助接点经常不到位，造成设备无法正常操作。一旦导致这种情况的发生，那后期的维护是相当的冗繁，尤其是二次接线相对复杂，查找线路问题更是不方便，在无形中增加了维护量投入的同时，还存在硬件设备和线路电压在运转和输动过程中由于接线复杂而造成失误和危险。

（2）远程监控。远程监控方式优点是节约电缆、节省安装成本、节约材料、可靠性高和组合较为灵活。缺点是通讯速度慢，而一般电厂电气部分的通讯量又比较巨大，所以这种方式一般适用于小型系统的监控，如若在全厂或较大范围内的的电气自动化系统的构建中却不适用。所以这种远程监控系统的运用有较大的局限性。

（3）现场总线监控。对于目前现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统当中，呈现智能化、集中化的趋势，而且已经拥有了丰富的实践运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了坚实的技术基础。而现场总线监控方式的推广与使用使系统设计更加具有针对性，对于不同的间隔可以选择不同的功能应用，也可以因此而进行重点设计。此种监控方式除了具有远程监控方式的优点外，同时还减少了端子柜、隔离设备、模拟量变送器等小型终端硬件的投入等，加之智能设备拆装方便，可就地安装，与监控系统通过通信线连接，在节省了大量连接电缆的同时，也节约了很多成本和安装维护时的人工投入量，自然也是成本低，实用强，简单，方便。除此之外，由于各个装置的功能性相对独立，且灵活多变，使整个系统具有更高的安全性能，不会导致整个系统的瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的一个重要的发展方向。

参考文献

[1] 刘宝，李宝国.浅谈电力系统电压稳定性[J].太原科技，2009（4）.