电力系统电气工程自动化智能监测技术的应用

引言

电气工程自动化技术是现代科技发展的产物，同时也是现代技术的典型代表，电力系统运行中电气工程自动化技术的应用对保障电力系统安全、稳定性以及提升供电的稳定性与可靠性等均具有重要意义。在电力系统运行过程中，应加强对电气工程自动化技术的应用，充分发挥技术优势和作用，使其更好地为电力系统运行服务。

1 电气工程自动化控制的基本原理

电气工程自动化控制的基本原理主要围绕电力系统、控制系统、计算机技术的集成与协调展开，旨在实现对电气设备和系统的自动监控与管理。自动化控制系统通过传感器获取电力系统中的电压、电流、温度等关键参数，借助控制器对采集数据进行实时分析与处理，并且通过执行器对系统进行相应的调整，以保证系统的稳定性和高效运行。该过程通过反馈控制原理来实现，即通过对系统输出的监测与反馈，及时修正偏差，确保输出符合预期。在输入端，传感器获取的环境和设备信息通过信号传递至控制单元，控制单元根据预设算法或规则对信号进行分析和决策，并且输出控制指令至执行机构，使其对设备进行调节。

2 电力系统电气工程自动化智能监测技术的应用措施

2.1 实时监测

通过部署于电力系统各关键节点的高精度智能传感器，可以持续收集电压（U）、电流（I）、相位角（Φ ）和功率（ P=VIcosΦ ）等关键运行参数，让工作人员全面掌握电力系统的动态特性。传感器的实时监测功能不仅提高了数据采集的效率，还提升了故障预警的灵敏度与准确性。例如，在传输过程中，若电流 I 超出预设安全范围，监控系统将立即识别并触发警报，通知维护人员采取行动；同样，当功率因数 COSΦ 异常时，可能提示配电负载配置不当，进而影响能源利用效率，需要进行优化管理。利用物联网技术实现的数据传输机制使得海量实时信息能迅速上传至云端数据中心，并通过大数据分析软件自动处理生成多维度可视化图表，以便运维工程师直观地洞察电力系统当前工作状态。比如，借助 FFT（快速傅里叶变换）算法解析频域信号，技术人员得以准确判断是否存在非线性负荷所导致的谐波污染；再如，应用线性回归等模型预测电网负载变化趋势，可有效指导发电厂灵活调整生产计划，避免浪费或缺电现象发生。基于此架构的高级数据分析能够挖掘出潜在改进空间，进一步优化电力配送网络设计。比如，采用聚类算法分析各个区域间的用电模式差异，合理安排分区分片供电，减少输电损耗，实现节能减排的目标；或借助机器学习方法，构建故障诊断系统，在设备损坏发生前就发出预警信息，大幅度降低停机维护频率与成本。此外，在新能源并网场景下，该平台亦支持实时跟踪太阳能板和风力发电机功率输出曲线，从而制定高效储能策略，促进能源转换与消费的高度匹配。因此，智能传感监测技术在保障现代智能电网运营质效方面起到了不可或缺的作用，其广泛应用不仅有助于提升整个电力系统稳定性和安全性，还能显著改善能源利用效率，助力电力企业可持续发展。

2.2 传感器技术

传感器作为安全监测系统的核心组成部分，可实时且不间断地采集设备的各种物理量，其中包含温度、压力、振动、电流、电压等关键参数，这些物理量的实时监测对于确保设备正常运行和预防潜在故障十分重要，以温度监测来说，热电偶传感器是一种被广泛使用的设备，它利用热电效应通过测量两种不同金属接点的温差来确定温度，这种传感器适用于各种工业环境，从简单的家用电器到复杂的工业炉窑都能见到其身影，热电偶传感器响应速度快且测量范围广，能够适应极端温度条件在高温监测领域尤其关键，加速度传感器专注于捕捉设备的振动情况，通常基于压电效应或电磁感应原理工作，能将机械振动转换为电信号以实现对设备运行状态的实时监控，加速度传感器在旋转机械、汽车、航空航天等领域有广泛应用，通过监测设备振动频率和幅度可及时发现不平衡、轴承磨损等问题避免更严重的设备损坏，除温度和振动监测外电流和电压监测同样不可缺少，电流传感器和电压传感器能实时监测电路中电流和电压变化对保障电力系统稳定运行至关重要，电流传感器通常采用霍尔效应原理，而电压传感器则可能基于电阻分压或电容耦合原理，这些传感器能够帮助我们检测过载、短路等异常情况确保电力系统的安全和可靠。

2.3 人与电气控制系统的交互

智能化技术的应用形式可通过人与电气控制系统的交互，实现工作任务的有效完成。智能化的电气控制系统可在硬件方面设置相关的标准数据接口，采集电气设备的运行数据，通过可编程控制器实现电气工程的自动化操作。在软件系统上，相关人员可经由人机交互界面设计，借助液晶显示器、笔记本电脑、远程控制等智能设备查阅电力设备的运行信息，了解电气系统的运行状态。

2.4 故障诊断自动化

故障诊断的高效性与准确性直接决定了故障处理效率与效果。电气工程自动化技术的应用提升了设备故障诊断的自动化水平，既能更好地保障故障诊断效率，也能确保故障诊断结果的准确性，进而为故障处理提供可靠的参考，助力高效的故障处理。电力系统涉及的设备数量与种类多，再加之受各种因素的影响，导致设备故障难以避免，故障发生后只有快速排除故障才能降低对电力系统运行的影响，同时也能避免故障范围进一步扩大，防止造成更大的损失。故障诊断是故障处理效率的重要影响因素，以往主要借助技术人员的经验来诊断故障，技术人员需结合故障特征，并根据以往经验对故障作出诊断。这种方式不仅对技术人员的工作经验要求较高，且故障诊断效率低，同时会受一定主观因素的影响，难以保证故障诊断结果的准确性，不利于故障的高效处理。电气工程自动化技术的应用可以有效解决上述问题。在电力系统运行过程中，借助电气工程自动化技术实时监测电力系统运行状况，不仅能及时发现设备故障，而且能准确定位故障点，同时结合设备运行数据还能分析得出故障类型，预判故障造成的影响等，也可结合以往类似故障处理措施制定故障处理方案，辅助技术人员及时处理故障。

2.5 电力系统调度与监控中的电气自动化技术应用

电力系统调度与监控是保障电力系统稳定运行的关键环节，电气自动化技术在此发挥着核心作用。自动化调度系统通过采集电力系统各节点的运行数据，包括发电厂出力、变电站电压、线路潮流等，利用先进的分析算法和数学模型，对电力系统的运行状态进行实时评估和预测。根据评估结果，调度系统自动制定最优的调度方案，合理安排发电计划、调整电网运行方式，确保电力系统在安全、经济的状态下运行。

结语

综上所述，电力系统电气工程自动化智能监测技术的应用，是现代电力系统发展的重要趋势。通过构建智能监测平台，实现了对施工人员行为的实时、精准监测，为预防安全事故提供了有力支持。未来，将致力于优化监测算法，提高识别精度，并探索更多应用场景，以推动电力施工建设现场安全管理水平的持续提升。

参考文献

[1]杨学海.基于视频图像识别的电力施工现场安全自动监测研究[J].自动化用,2024,65(20):159-160+164.

[2]李强.基于物联网技术的施工现场实时监测与管理[J].建材发展导向,2024,22(18):116-118.