电气工程及其自动化的建设与发展趋势.pdf

1、电力自动化自动化应用电气工程及其自动化的建设与发展趋势党荣国（兰州新区石化产业投资集团有限公司，甘肃兰州7 3 0 3 0 0）摘要：本文以我国的电气工程及其自动化发展现状为切入口，通过分析其未来发展趋势，以探索阻碍国内电气工程及其自动化建设发展升级存在的问题，并从智能化和集成化系统开放平台、统一平台技术以及通用型网络结构这3个方面提出电气自动化发展的对策，助力我国电气工程及自动化建设倍道而进。关键词：电气工程，自动化，发展趋势中图分类号：TM76文献标识码：AConstruction and Development Trend of Electrical Engineering and It

2、s AutomationDANG Rongguo(Lanzhou New Area Petrochemical Industry Investment Group Co.,Ltd.,Lanzhou,Gansu 730300,China)Abstract:This paper takes the current situation of electrical engineering and automation development in China as the entrypoint,analyzes its future development trend,explores the pro

3、blems that hinder the development and upgrading of domesticelectrical engineering and automation construction,and puts forward the development countermeasures of electrical automationfrom three aspects,intelligent and integrated system open platform,unified platform technology,and universal networks

4、tructure,so as to help the rapid development of electrical engineering and automation construction in China.Key words:electrical engineering,automation,development trend0引言电气工程自动化技术广泛应用于农业、国防、医疗、商业、工业、服务、交通运输和科学研究等行业，成为一个国家或社会现代化发展水平的重要标志 1。分析研判现阶段国内电气工程自动化技术的发展情况、未来趋势和突出问题，为扩大电气自动化技术的使用范围，深化应用效果提供理

5、论基础,从而提高我国电气工程及其自动化水平。1电气工程自动化的发展现状与未来趋势随着电气自动化技术的不断改进，其操作智能、功能便捷的优势凸显，通过与电子技术、信息技术、智能控制、计算机技术等多领域技术结合，其已成为现阶段国内军事工业、建筑行业、企业生产等诸多高端领域不可或缺的部分。未来电气工程自动化技术精度会不断提高，资源配置效率也会实现质的飞跃，成为生态效益、社会效益、经济效益统筹发展的重要技术。1.1电气工程及其自动化的发展现状1.1.1整合数字技术将计算机技术融人电气自动化控制体系，不仅可以实现工业产出的自动化，提高工业生产控制的准确度，还可以达到提升工作效率和节省人力、物力的目的 2

6、。计算机网络技术融合传感器设备和控制系统，能进一步强化计算机功能。在工业领域，融合多媒体技术和数字技术等高新技术，能有效提升电气自动化系统的控制水平和运行效率。现如今，“数字化”是工业生产发展“信息化 的核心，也是制造技术的发展重点。整合数字技术本质上是制造技术、网络技术、计算机技术和管理科学等多重技术的融合、交叉，是发展和应用的最终结果，是企业制造和生产系统实现高效运维的必然趋势。1.1.2 人工智能技术在移动互联网、大数据、超级计算、传感器、脑认知机理等新理论和新技术，以及经济社会发展的共同驱动下，人工智能的发展包括深度学习、机器感知和模式识别、自然语言处理和理解、知识工程、机器人和智能系

7、统等方面，把直接面对现实问题作为人工智能的切入点和落脚点，并正在引发链式反应，全方位推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化发展 3 。电气工程自动化系统需要人工智能技术来实现智能化操作。人工智能技术与电气工程技术相融合，能随时随地监测和诊断设备故障，无需停机检测运作中的设备，不会干扰正常生产运作。采用人工智能技术不但降低了人工检测支出，减少人员劳动量，还能作者简介：党荣国，男，19 8 5年生，中级工程师，研究方向为生产过程自动化、电气工程与自动化。2023/12A期/13 3自动化应用电力自动化提高检测效率，同时还可以确保工业生产中的合理控制，对电气工程的自动化运作起到完善和优化的作用，

8、促进电气工程的高效发展。1.1.3分布式应用目前，国内电气自动化系统的内涵与水平发展迅速，尤其是控制理论、控制元件、控制技术、控制系统领域均有跨越式发展。分布式应用与电器工程的融汇使用越来越广泛。电气工程及自动化系统的分布式应用中,除了能有效实现产品设备的统一化管理，还能提升产能效率。但分布式应用也有不足，主要表现为企业要求不一，徒增额外成本。例如，当企业生产设备差异较大，电气工程及其自动化系统的功能要求不一时，企业为了适应分布式应用要求，保障设备间能有效契合，就需要额外设计和创新产品，这在一定程度上增加了企业负担。1.1.4工业机器人工业机器人是当前科技领域发展的重要方向之一 4 。近年来，

9、在互联网+和大数据以及以深度学习为代表的人工智能技术等新兴科技的加持下，“机器换人”的现象不断涌现，工业机器人推动现有产业升级换代，促进电气工程新业态已是必然趋势。工业机器人已被广泛应用于制造、监测、维修等技术领域或行业。弧焊、点焊、装配、切割、喷漆、包装、搬运、码垛等各种用途的工业机器人的应用和产业化已经初具规模。1.2电气工程自动化建设的发展趋势随着新技术、新工艺的不断涌现，电气控制技术得到了持续发展，未来势必会带领计算机技术和技能控制技术在电气工程自动化技术领域达到新高度。1.2.1电气自动化控制系统的统一化统一化的电气自动化控制系统是实现产品周期性设计、安装与调试、维护与运行等功能自动

10、化的前提，可以极大缩短产品从设计开发到投入使用整个流程中所消耗的时间,降低资金成本。实行电气自动化控制系统的统一化，主要目的是将开发系统从运行系统当中独立出来，同时方便满足客户要求 5。市场需求的不断提升，电气自动化控制系统也会朝着通用化趋势发展，保障企业工程管理系统和现场设备之间的畅通交流。无论是现场总线还是以太网，均可通过控制元件实现办公室之间的整体性自动互通。1.2.2电气自动化工程生产的安全化电气自动化工程控制系统的另一个发展方向就是安全防范技术的集成化，重点在于如何保证系统的安全性，即实现人、机、环境三者之间的安全 6 。当电气工程生产处于非安全状态时，企业就必须制定出一套成本最低的

11、安全方案，以保障生产全流程的安全顺畅。分析我国市场的发展与延伸特征，需要从安全级别的最高领域向安全级别较低领域逐层展开，且有必要从硬件设施到软件设施，从公共设施层面到网络层面，对电气工程控制系统的安全与防范设计进行全面深入的研究。1.2.3电气自动化工程的市场化市场化是企业适应市场的必要选择，更是产业发展的必然趋势，这意味着电气设备生产会更加专业化，资源配置的工作效率会飞速增长。工业产品要实现长久的发展，就必须保证产品能长期适应市场发展的需要。近年来，在我国电气自动化发展战略指引下，我国电气工程领域市场化已经初步形成。制造企业集成系统和开发技术的研发投人、分工外包等社会化工作已有相对成熟的合作

12、机制，电气设备零部件的配套生产速度也有较快增长，已逐渐形成市场专业化和生产化的态势，有效保障了产品研发和生产企业的可持续发展，使高端设备与技术开发研究资源得到了综合利用。但与一些发达国家电气自动化工程市场化发展水平相比，我国仍处于较低水平，需进一步加强引导政策和市场机制建设。1.2.4电气自动化工程的创新化电气工程自动化融合了计算机技术、人工智能技术、网络信息技术等，其发展对相关企业的创新能力提出了更高要求。目前，我国电气工程自动化面临的产品档次低、竞争能力弱、服务能力较弱的问题仍相当严峻。政府也在不断建立和完善扶持政策、市场机制，以帮助企业提升自主创新实践能力，打开自主创新的全新局面。众多电

13、气自动化工业企业也在持续加大科研投入，提升技术创新水平，开发具有自主知识产权的产品来增强自身的市场竞争力。1.2.5电气自动化工程的标准化电气自动化工程控制系统必须朝着标准化的趋势发展，才能进一步降低操作成本，缩短自动化工作时间，提升整体运作效率。为了能够实现电气自动化工程控制系统的标准化，就必须要处理和完善其接口，比如统一使用微软公司的标准化接口技术,将自动控制工程系统的运作成本控制到最低，所耗时间压缩到最短。在电气自动化工程标准化建设过程中，需要利用微软系统完善标准化接口，为后续设备操作和数据交换提供有效的基础保障。2我国电气工程及自动化建设的问题和对策2.1我国电气工程及自动化建设存在的

14、问题自动化技术发展会随着社会的需求而发生变化。其作为围绕着社会生产和生活需要，且在科学探索中发展起来的一种高新技术，一定程度上代表着国家的社会发展水平。与国外发达国家相比，中国电气工程及其自动化的研究以及通往工业4.0 道路上还存在一定的问题和差距，不仅体现在硬件资源的落后以及产品性能和技术的差距，更深层次是先进理念应用上的不足。突出体现在以下3 个方面。2.1.1顶层谋划不足，建设模式仍是“技术导向”我国非常关注对自动化技术的建设与研发,近年来在134|自动化应用电力自动化自动化应用CAD技术、柔性制造技术、数控技术、工业机器人及工业充分吸收世界科学技术最新成果，充分借鉴发达国家的先过程自动

15、化控制技术上进行了大量研究，且取得了一定进进经验。步。但由于顶层谋划不足,工业基础薄弱、投资强度低、人2.2.1完善智能化、集成化系统开放平台员素质差、工艺和生产设备落后，建设模式仍是“技术导随着社会发展对科技生产日益提升的现实需求，电气向”。以全系统、效能最大化为导向的发展模式和应用仍未工程领域必须持续降低设计成本，提高整体开发效益，朝形成。自动化技术的开发和应用与工业发达国家相比还有着智能化、集成化趋势发展。现阶段国内的电气工程及自很大差距，国际竞争力还有待提升。其主要表现在系统体动化水准相对较低，在平台统一管理机制上存在很多问系化、信息化能力不高，应用发展滞后，同时，基础技术创题。管理人

16、才的不足和技术应用效果不明显，都成为阻碍新能力不足，核心元器件和关键原材料等瓶颈问题仍未解我国电气工程向智能化、集成化跃进的重要因素。想要推决。传统的电气工程及自动化产品质量和设计的先进性，动我国电气工程及其自动化的建设与发展，就势必要不断主要追求的是产品的高可靠性，而欧美等先进电气工程自完善现阶段智能化系统开放平台，通过引进智能化和集成动化企业已经普遍应用以降低成本和提高效率为目标的化技术，改善工作人员的工作环境，减少人工操作流程，有先进制造模式，如柔性生产、精益生产、敏捷制造、智能制效提升工作效率与质量。造等。我国电气工程及自动化产品制造质量和速度很大程国家和相关企业需要注重电气人才的培养

17、，鼓励他们度上还过于依赖操作人员的技能水平和投人，综合效费比积极加人智能化系统开放平台的研发行列。降低生产成和生产效率有待进一步提高。本，提升整体效益，才能顺应市场主体对电气工程的发展2.1.2数字化、集成度不够，信息流转效率低需求，实现电气工程向智能化、集成化的持续发展，真正提经过近年的数字化建设，我国电气工程自动化建设已升国内自动化系统的普及率。经获得了长足发展，部分企业已经初步建立起了覆盖比较2.2.2建设和创新统一平台技术全面的数字化系统，为先进制造模式的探索和应用提供了随着DCS、P L C、传感器、各种智能仪表等被广泛使用一定的基础。但是,研发过程多是以单点创新为主,缺乏统于工业电

18、气自动化系统，工业化生产已经逐步向大型化、一的谋划,研发组织和资源分散，各个系统集成程度有限，规模化、高参数化靠拢。但由于国内平台技术的建设厂家信息孤岛的现象普遍，信息流转效率低，难以形成创新合和建设时间繁杂，平台技术管理机制不完善，导致很多电力。手工作业还普遍存在，研制生产的信息化、数字化、自气自动化系统的接口和平台操作存在差异，这一现实状况动化、智能化水平不足，与国际一流企业的全面数字化相增加了系统协调工作的难度，给相关工作人员的管理和操比还有一定差距，且设计与验证、研发与制造、产品与市场作带来很多不便。在电气工程自动化系统的开发过程中，结合不够紧密,新技术和新工艺验证的及时性和有效性不若

19、所使用的开发软件和平台等都得到统一化、规范化的管足,影响了先进制造模式的应用效果。在传统的制造工厂理,就可以有效解决生产应用中接口不统一、系统不兼容、中，企业数字化、自动化水平较低，缺乏高效的生产管理流开发成本高、应用消耗高等问题。因此，想要推进我国电气程手段，制造过程闭环管控不到位等，依靠传统的制造技工程及其自动化的建设和发展，就必须持续加大电气工程术水平很难实现突破性的提升。及其自动化技术的资本投人，改革与创新现有技术,加快2.1.3社会化协作程度低，核心竞争力不足统一系统开放平台的建设步伐。中国电气工程及自动化行业基础还相对薄弱，市场运2.2.3建设和完善通用型网络结构行体系尚不规范，加

20、之产业结构的不合理，主业集中度不未来的社会生产是数字技术与自动化技术的融合，只高，特别是民用产业呈现散、小、乱、弱的局面，尚未形成具有持续深入的优化和完善系统，才能确保电气自动化控制有核心竞争力的优势产业，难以实施大规模的工业化生产全流程运行更稳定、更和谐，才能保障企业各控制系统之和产品化定制。间的信息交流更通畅、更便捷。因此，建设与完善通用型网小型企业产品品质低廉，在进度和服务上都很难达到络结构成为电气工程及其自动化高速运转的重要配置。通市场标准，各个领域发展相对割裂，与社会资本及能力的用型网络结构在保证企业信息高效且安全交流的同时，也融合有待加强，社会化协作的难度极大，资源共享难以实有效提

21、升了实际的工作效率。现，这会导致产品的社会制造成本昂贵，某些先进制造模目前，电气技术及其自动化在商业生产中得到了广泛式的研究和应用无法全面深入地展开。应用，但不可忽视的是，不同等级的公司在硬件、软件和其2.2提高我国电气工程及其自动化水平的对策他相关产品信息交流中仍存在软硬件不兼容、信息孤岛等电气工程及自动化技术是衡量一个国家高技术水平现象，导致企业管理系统、技术控制系统和其他相关系统和综合国力的重要指标。发展电气工程及自动化科技战略之间难以实现快速高效和安全稳定的数据交换。通用性网产业要立足于自主创新，需要独立自主、自力更生，同时要(下转第13 8 页）2023|12A期/13 5参考文献自

22、动化应用电力自动化压测试、多布尔试验、局部放电监测、内部磁化监测等 53.2变压器运行中的故障处理技术变压器运行中的故障处理技术常用的有以下5种。(1)处理变压器的温升异常。温加是指变压器自身与周边介质中温度的比值,差值越大，绝缘的作用越大，变压器的损伤也越大。因此，温加应限制在55 6 5之间,以保证变压器的正常工作。当变压器温升发生异常后，应先找出发生该情况的主要原因，并及时降温处理，同时测试变压器负载、冷却介质的油、线圈温度等，观察CRT的实际温度。若冷却机出现异常,应及时使用备用冷却机。若以上方法均不能使温度变得正常，且变压器油温和线圈的温度还在持续上升，当油温超过正常压力值，且温度降

23、低10 后，应立即上报，停止变压器工作,并全面检修。(2)油位异常情况。当变压器油位异常的情况与实际油位显著减少相关时，应首先考察是否出现了少量泄漏。若发现油管并未损坏，则考虑是水温太低引起的，并根据这种现象对冷却设备做出相应调节。在加油流程中应首先注意把重瓦斯的保护撤下,再重新开始打油。（3)变压器油流间断的处理。在变压器油流间断后，首先要确定油流发讯装置是否正常，然后再逐一检测冷却装置的电源和水泵。若发现制冷设备存在故障,则可以改变工作模式，根据需要控制温升和压力。(4)瓦斯继电动作跳闸和发出信息的处理。瓦斯继电器启动重合闸和报警功能前应先确定变压器外部设备是否被破坏，然后逐一检查内部元件

24、，排除瓦斯继电器系因外界影响引起的问题，再检测内部元件。检测瓦斯继电器中是否含有毒气，应仔细观察其色泽和体积，确定毒气成份，再进行适当处置。(5)变压器着火的处理。电力变压器发生火灾后应保持冷静，在拔打了火灾报警探测器电话后，马上切断交流变压器的供电，并打开全部闸刀，暂停冷却器3.3改善绝缘强度提高绝缘能力主要指通过将油过滤或脱气，使交流变压器、LTC的器件将油中的金属氧化物或者其他气体去除,降低其中的水或者酸的浓度,消除金属和其他物质，以增加绝缘性能。变压器油箱漏气的发生率要较油的过滤和脱气小，但此项任务也非常重要，必须对其进行检修。4结语近年来，为实现低碳经济建设，中国电网能源公司大力推进

25、了新型能源电力系统的构建，有效减少了资源的损耗。同时，引人领先的电子信息技术，充分运用了智慧国家电网的科技资源优势，进一步优化了输电检修方案，切实推动了中国国家智慧电网系统工程的发展。1朱明州.基于深度学习的航拍绝缘子缺陷检测方法研究与应用 D.上海：东华大学，2 0 2 1.2邢芝福.基于粒子群优化算法的智能电网输电检修决策 J.天津科技,2 0 17,4 4(8):2 7-3 0.3黄立新.智能电网条件下输电检修优化模式与实施方案研究D.北京：华北电力大学（北京）,2 0 13.4李本新，韩学山.发输电检修与机组组合联合决策的Benders分解方法 J.电工技术学报,2 0 15,3 0(

26、3)：2 2 4-2 3 1.5彭向阳，陈驰，饶章权，等.基于无人机多传感器数据采集的电力线路安全巡检及智能诊断 J.高电压技术,2 0 15,4 1(1):159-166.（责任编辑：李慧）(上接第13 5页）参考文献络结构除了能提高各个操作系统之间的信息交流效率，还能促进企业可持续发展，更有利于我国电气工程及其自动化整体建设向更高水平发展。3结语电气工程自动化发展水平代表着一个国家或社会的现代化水准。本文通过了解我国现阶段电气工程及其自动化的发展情况和未来发展趋势，深人探索了我国在电气工程及其自动化建设方面存在的突出问题，并从智能化和集成化系统开放平台、统一平台技术以及通用型网络结构这3个

27、方面提出了推进我国电气工程自动化建设的对策，以期能对国内电气工程及其自动化发展进程起到一定推动作用，助力我国工业4.0 的发展升级。1杨万琼.电气工程自动化技术应用分析 J.内燃机与配件，2022(5):205-207.2杨明.智能化技术在电气工程自动化中的应用 J.光源与照明,2 0 2 2(1):19 5-19 7.3潘庆海，张海楠.探析电气工程及自动化发展问题及解决对策J.环球市场,2 0 2 1(13):3 8 5-3 8 5.4李婉卿，王凯,王俊旺.电气工程及其自动化的智能化技术应用 J.现代工业经济和信息化，2 0 19(1)：8 7-8 8.5赵文斌.电气工程及自动化的发展研究 J.中国新技术新产品,2 0 19(15):117-118.6陈忠熠.电气工程自动化发展存在问题及措施研究 J.科学与信息化,2 0 19(2 7)：10 7-10 7.（责任编辑：李慧）138|自动化应用