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摘 要：电气工程自动化是一种集计算机技术、机电一体化技术、电力电子技术、信息网络技术、以及电机电器技术等在内的综合性技术，它广泛地运用在各个行业，在提高企业自动化生产管理水平起着重大的作用。本文阐述了电气工程自动化设计的原则以及电气工程自动化的设计思维，对电气工程自动化的设计与应用进行了简要分析，以供参考。
关键词：电气工程自动化；设计原则；思维应用
当前电气工程自动化的专业范围大、适用性广，受到了社会各个领域的欢迎，同时也对电气工程自动化提出了新的要求。为了适应新的变化和要求，以下就电气工程自动化的设计与应用进行了简要分析。
一、电气工程自动化设计的原则
1、提高设备的运行效率。在进行电气工程自动化设计时，务必要保证设备的运行效率，最大可能的减少设计过程中的电能损耗。首先，在保证电气工程自动化设计能够维持设备安全运行的前提下，尽量减少设计所需要消耗的成本。其次，在电气工程自动化的安装过程中，要选用高质量、节能效果好、负荷均衡的设备，这会很大程度的减少设备在运行过程中的损坏，提高设备的利用效率，进而较少对设备进行维修所消耗的费用，降低成本。
2、优化电气工程自动化设计。在进行电气工程自动化的安装中，科学合理的设计是至关重要的，这就需要优化电气工程自动化的设计。首先，要保证电气设备能够适应工程的整体需求，满足各项电力负荷，并且具有高度的稳定性和可靠性。除此之外，对这些电气设备的安装，要力求安全。电气工程自动化是极其复杂的一项工程，整个系统中包含了很多高科技设备，并且这些设备都有特殊的安装要求，这就需要设备安装人员在进行电气设备的安装时要充分考虑每个设备的性能和安装所需条件，例如绝缘设置、防雷设置、防火设置、防水设置等等。同时，还要安装必要的保护措施，尽量减少电气工程运行中的安全隐患。
二、电气工程自动化的设计思维
1、统一监控模式。统一监控模式不仅操作维修十分方便，而且控制站不需要过高的防护，系统设计起来也非常简单。不过因为这种方法是把系统的各种功能同时集中在同一个处理器中，因此难度比较大，任务比较重，同时，对处理器的处理速度也会有一定程度的影响。因为所有的电气设备都进了监督控制之中，导致主机的冗余降低，需要更多的电缆，进而使得投资的增加，长距离电缆的干扰也有可能会影响到系统的安全可靠。
2、远程监控的模式。远程监控模式有节约安装成本，节省原材料，节省大量的电缆、配置灵活以及较高的安全可靠性等特点。但是因为各种现场总线通信线的速度不是非常的高，因此，远程监控模式主要用于监测小系统，并不适用于工厂电气自动化的系统建造。
3、现场总线控制模式。现今，现场总线、太网等已经广泛应用于变电站综合自动化体系，并且拥有了非常丰富的经验，智能化电气装备也得到了快速的发展，这些技术和装备的发展都为网络控制体系下电气工程应用打下了牢固的基础。现场总线控制模式使系统的设计更具备针对性，对于不一样的间隔有着不一样的功能，因此就可以根据间隔的不同情况来设计。这种控制方法不仅具有远程监控模式的全部优势，还能够减少许多的隔离设备，接线盒等，并且智能设备现场的安装，由通信线路连接的监控系统，节约了更多的控制电缆，节省了大量的投资以及安装维护的工作费用，进而使得成本不断减少。
三、电气工程自动化的设计与应用
以下对电气工程自动化在水电站中的设计和应用做简要的分析。
1、水电站自动化的设计要求。（1）水轮发电机组运行方式方面。对于水轮发电机组的运行方式自动控制方面，要保证开停机和并列、发电转调相和调相转发电等方面运行的自动化。另外，在保证水轮机组能够正常运行的基础上，尽量减少水轮机组的运行成本，电气系统能够正确的选择出最佳的运行机组，并且对负荷实现经济分配，同时还能根据负荷的变化对功率进行有效的调节，使机组能够维持最经济的运行，减少资源的浪费。（2）加强对水轮发电机组的监测。电气工程自动化系统能够对水轮发电机组的正常运行进行有效的监测，包括对机组润滑和冷却系统工作的监视、对发电机定子和转子回路电量的监视、对机组调速系统的监视，以及对发动机定子绕组的铁芯和各部分轴承温度的监测等。电气工程自动化系统对水轮机组进行有效的监测，能够及时发现机组运行中可能出现的一系列安全隐患，并且能够迅速的做出相应的保护措施，发出紧急信号等。（3）对电气工程自动化设备进行监视。除了对水轮机组进行有效的监视，电气工程自动化系统还能对自身的电气设备，以及其他的辅助设备进行有效的监视。包括对各种油泵、水泵和空压机等设备以及对变压器、母线和输电线路等设备进行自动的控制和监视，并且在发生紧急情况时，能够进行自我保护，并及时投入备用的辅助设备。（4）对水利工程建筑设施进行监视。电气工程自动化系统能够对整个水利工程建筑的运行状况进行科学合理的控制和监测，包括对上下游水位的测量和监视、对闸门的工作状态进行监视、对饮水压力管、检测拦污栅是否存在堵塞等情况进行监测保护。
2、水电站电气工程自动化的应用。（1）在调节水库式电站调速器中的应用。由于水库式电站在运行时，水头变化的范围极大，因此，这类电站的调速器和启动开度的设计一般是按照水轮机设计水头来设计。但是，一旦水电站的水头降低，水轮机在低水头下运行时，调速器就会失去正常的转速，使调速器在启动时开度变大，这就需要更换芯片，或者在开度指示仪中串联电阻使调节器的输出值能够与开度指示产生差值开机组。因此，在水库式电站中应用电气工程自动化系统能够根据水电站水头的高低，进行自动编程和调节。（2）在轴流浆式水轮机调速器中的应用。在中低水头电站中，主要会应用轴流浆式水轮机。因为它的水轮机叶片随水不同，能够使水轮机的动行水头范围增大，这也会在很大程度上提高发电厂的经济效益。另外，在轴流浆式水轮机运行过程中，水轮机水头的变化会随着上下游水位的变化而变化，采用电气工程自动化系统后，能有效调节机组运行的性能差，使其达到最佳状态，并且还可以针对不同的水头和上下游水位，以及手动协联导叶、桨叶等因素的变化而获得最佳协联曲线，使发动机组能够达到最佳的运行状态。（3）在水电站综合监测系统中的应用。在整个水电站的运行系统中，有效的监测系统是必不可少的。稳定可靠的监测系统不仅能够对电气工程自动化系统自身设备的运行进行有效的监视，还能够对水电站的水轮发电机组和整个水电站建筑设施进行全面的监视。电气工程自动化系统能够将所有监测现场的设备传感器、驱动器、执行机构等设备与控制器进行连接，实现数字化的通信监测系统，进而能够有效地完成对水电站运行各个环节的监测和控制。
结束语
在水电站中应用电气工程自动化系统，不仅能够有效的提高水电站在运行过程中的运行效率，保证水电站运行的安全性、可靠性，还能最大程度的降低水电站的成本，减少资源的浪费，提高水电站的经济效益。因此，电气工程自动化系统的优化设计和应用，是发展新型工业的必然选择，也是推进新时期我国产业转型的重要手段。
参考文献
[1]章昌南.浅谈我国工业自动化发展状况[J].金属加工，2005（19）.
[2]徐德淦.电机学[J].北京：机械工业出版社，2004.
[3]唐杰，牟佳媛.电气工程中自动化技术的运用[J].科技创新与应用，2014年
关键词：电气工程自动化；设计原则；思维应用
当前电气工程自动化的专业范围大、适用性广，受到了社会各个领域的欢迎，同时也对电气工程自动化提出了新的要求。为了适应新的变化和要求，以下就电气工程自动化的设计与应用进行了简要分析。
一、电气工程自动化设计的原则
1、提高设备的运行效率。在进行电气工程自动化设计时，务必要保证设备的运行效率，最大可能的减少设计过程中的电能损耗。首先，在保证电气工程自动化设计能够维持设备安全运行的前提下，尽量减少设计所需要消耗的成本。其次，在电气工程自动化的安装过程中，要选用高质量、节能效果好、负荷均衡的设备，这会很大程度的减少设备在运行过程中的损坏，提高设备的利用效率，进而较少对设备进行维修所消耗的费用，降低成本。
2、优化电气工程自动化设计。在进行电气工程自动化的安装中，科学合理的设计是至关重要的，这就需要优化电气工程自动化的设计。首先，要保证电气设备能够适应工程的整体需求，满足各项电力负荷，并且具有高度的稳定性和可靠性。除此之外，对这些电气设备的安装，要力求安全。电气工程自动化是极其复杂的一项工程，整个系统中包含了很多高科技设备，并且这些设备都有特殊的安装要求，这就需要设备安装人员在进行电气设备的安装时要充分考虑每个设备的性能和安装所需条件，例如绝缘设置、防雷设置、防火设置、防水设置等等。同时，还要安装必要的保护措施，尽量减少电气工程运行中的安全隐患。
二、电气工程自动化的设计思维
1、统一监控模式。统一监控模式不仅操作维修十分方便，而且控制站不需要过高的防护，系统设计起来也非常简单。不过因为这种方法是把系统的各种功能同时集中在同一个处理器中，因此难度比较大，任务比较重，同时，对处理器的处理速度也会有一定程度的影响。因为所有的电气设备都进了监督控制之中，导致主机的冗余降低，需要更多的电缆，进而使得投资的增加，长距离电缆的干扰也有可能会影响到系统的安全可靠。
2、远程监控的模式。远程监控模式有节约安装成本，节省原材料，节省大量的电缆、配置灵活以及较高的安全可靠性等特点。但是因为各种现场总线通信线的速度不是非常的高，因此，远程监控模式主要用于监测小系统，并不适用于工厂电气自动化的系统建造。
3、现场总线控制模式。现今，现场总线、太网等已经广泛应用于变电站综合自动化体系，并且拥有了非常丰富的经验，智能化电气装备也得到了快速的发展，这些技术和装备的发展都为网络控制体系下电气工程应用打下了牢固的基础。现场总线控制模式使系统的设计更具备针对性，对于不一样的间隔有着不一样的功能，因此就可以根据间隔的不同情况来设计。这种控制方法不仅具有远程监控模式的全部优势，还能够减少许多的隔离设备，接线盒等，并且智能设备现场的安装，由通信线路连接的监控系统，节约了更多的控制电缆，节省了大量的投资以及安装维护的工作费用，进而使得成本不断减少。
三、电气工程自动化的设计与应用
以下对电气工程自动化在水电站中的设计和应用做简要的分析。
1、水电站自动化的设计要求。（1）水轮发电机组运行方式方面。对于水轮发电机组的运行方式自动控制方面，要保证开停机和并列、发电转调相和调相转发电等方面运行的自动化。另外，在保证水轮机组能够正常运行的基础上，尽量减少水轮机组的运行成本，电气系统能够正确的选择出最佳的运行机组，并且对负荷实现经济分配，同时还能根据负荷的变化对功率进行有效的调节，使机组能够维持最经济的运行，减少资源的浪费。（2）加强对水轮发电机组的监测。电气工程自动化系统能够对水轮发电机组的正常运行进行有效的监测，包括对机组润滑和冷却系统工作的监视、对发电机定子和转子回路电量的监视、对机组调速系统的监视，以及对发动机定子绕组的铁芯和各部分轴承温度的监测等。电气工程自动化系统对水轮机组进行有效的监测，能够及时发现机组运行中可能出现的一系列安全隐患，并且能够迅速的做出相应的保护措施，发出紧急信号等。（3）对电气工程自动化设备进行监视。除了对水轮机组进行有效的监视，电气工程自动化系统还能对自身的电气设备，以及其他的辅助设备进行有效的监视。包括对各种油泵、水泵和空压机等设备以及对变压器、母线和输电线路等设备进行自动的控制和监视，并且在发生紧急情况时，能够进行自我保护，并及时投入备用的辅助设备。（4）对水利工程建筑设施进行监视。电气工程自动化系统能够对整个水利工程建筑的运行状况进行科学合理的控制和监测，包括对上下游水位的测量和监视、对闸门的工作状态进行监视、对饮水压力管、检测拦污栅是否存在堵塞等情况进行监测保护。
2、水电站电气工程自动化的应用。（1）在调节水库式电站调速器中的应用。由于水库式电站在运行时，水头变化的范围极大，因此，这类电站的调速器和启动开度的设计一般是按照水轮机设计水头来设计。但是，一旦水电站的水头降低，水轮机在低水头下运行时，调速器就会失去正常的转速，使调速器在启动时开度变大，这就需要更换芯片，或者在开度指示仪中串联电阻使调节器的输出值能够与开度指示产生差值开机组。因此，在水库式电站中应用电气工程自动化系统能够根据水电站水头的高低，进行自动编程和调节。（2）在轴流浆式水轮机调速器中的应用。在中低水头电站中，主要会应用轴流浆式水轮机。因为它的水轮机叶片随水不同，能够使水轮机的动行水头范围增大，这也会在很大程度上提高发电厂的经济效益。另外，在轴流浆式水轮机运行过程中，水轮机水头的变化会随着上下游水位的变化而变化，采用电气工程自动化系统后，能有效调节机组运行的性能差，使其达到最佳状态，并且还可以针对不同的水头和上下游水位，以及手动协联导叶、桨叶等因素的变化而获得最佳协联曲线，使发动机组能够达到最佳的运行状态。（3）在水电站综合监测系统中的应用。在整个水电站的运行系统中，有效的监测系统是必不可少的。稳定可靠的监测系统不仅能够对电气工程自动化系统自身设备的运行进行有效的监视，还能够对水电站的水轮发电机组和整个水电站建筑设施进行全面的监视。电气工程自动化系统能够将所有监测现场的设备传感器、驱动器、执行机构等设备与控制器进行连接，实现数字化的通信监测系统，进而能够有效地完成对水电站运行各个环节的监测和控制。
结束语
在水电站中应用电气工程自动化系统，不仅能够有效的提高水电站在运行过程中的运行效率，保证水电站运行的安全性、可靠性，还能最大程度的降低水电站的成本，减少资源的浪费，提高水电站的经济效益。因此，电气工程自动化系统的优化设计和应用，是发展新型工业的必然选择，也是推进新时期我国产业转型的重要手段。
参考文献
[1]章昌南.浅谈我国工业自动化发展状况[J].金属加工，2005（19）.
[2]徐德淦.电机学[J].北京：机械工业出版社，2004.
[3]唐杰，牟佳媛.电气工程中自动化技术的运用[J].科技创新与应用，2014年