小瓊摘要：隨著近些年來電氣設備使用的普及，各個領域的發展與電氣工程的聯系越來越密切，變電站作為電力輸送的重要樞紐，在社會發展中具有著舉足輕重的地位，變電站的電氣工程也逐漸走向自動化和智能化。在本文中，筆者對電氣工程設計的特點和原則進行簡要分析，并且對其自動化發展在變電站建設中的設計和應用進行分析。
關鍵詞：電氣工程；變電站建設；技術應用分析
由于近些年電氣工程智能化和自動化技術的發展和對于電力工程投資的不斷增加，以變電站為中心的工程設計研究也在不斷深入，并且為變電站的建設提供了巨大的支持。不斷有優良的設計方案應用到變電站建設當中，例如三網合一（GOOSE網絡與SV網絡和時鐘同步網絡）方式的應用，針對于電氣設施保護測控一體化系統的應用等等，都在變電站的實際運行中起到了重要的作用。
一、變電站電氣工程的設計特點和設計原則
1、變電站電氣工程的設計特點。變電站在作為電壓變換和電能分配的重要電力系統樞紐，處于聯系電力系統當中各級電網連聯系的核心位置。變電站根據其地位和作用分為系統樞紐型、區域型和電力終端型等類型的變電站，根據其安裝位置可分為戶外、戶內、地下以及箱式等類型的變電站，變電站工程是多個類型工程的綜合，相關的工程包括了電氣、通訊、土建以及消防等幾個重要的工程部分，其中，電氣工程可以說是變電站工程的一個核心內容。通常而言變電站的電氣工程有以下的幾個特點：
（1）規模通常比較大。其規模大的特點主要體現在變電站電氣工程的工程量和投資兩個方面，相對于一般的建筑工程而言變電站的建設的投資規模和工程量有明顯的差別，因此成本控制也成為了一個非常重要的問題。
（2）時間周期比較長。以千伏變電站為例，其建設過程從可行性研究到建設完畢通常需要兩年以上的時間，而千伏以上的需要時間會更長，通常會經歷三年至五年的時間才能夠完成。
（3）科技含量以及技術的復雜性比較高。電氣工程的科技含量由于涉及到多個領域內的高精尖技術會比較高，在建設當中需要與國內外多個專業進行溝通和配合，還需要與土建、通訊等其他模塊進行統一，因此其復雜性通常要高于其他工程。
（4）影響設計的因素比較復雜。影響電氣工程設計的因素除了基于當前的社會用電需要所考慮的因素例如選址、設備、線路等因素，還需要考慮到所在地區長期發展的方向對電力的需求。
（5）安全性能和穩定性要求比較高。變電站是所在地區電力網絡當中的一個節點，通常一個導致變電站安全性能降低的漏洞就可以影響到整個變電站甚至整個供電網絡的穩定運行，因此有極高的安全性要求。
2、電氣工程設計原則。變電站電氣工程的設計原則不僅需要遵循國家相關的規定，還需要從電力系統的全局出發，對于變電站的負荷、容量、周圍環境特點以及區域用電要求的現狀和未來進行兼顧，主要有以下的幾個方面：
（1）經濟原則。在電氣工程設計過程中，目標效果往往可以采用不同的設備和技術來實現，這就需要從投資的角度進行科學考量，實現成本節約。
（2）現實需求與未來需求相結合的原則。現階段變電站電氣工程設計通常都是需要符未來10年左右的用電情況，在電氣工程的設計當中需要對更長時間階段的發展進行大體上的規劃，使未來的擴建能夠更方便的進行。
（3）環境保護原則。變電站的電氣工程建設需要在滿足用電需求的情況下盡可能提高環境保護的水平，注重經濟效益的同時，也必須將社會效益作為電氣工程設計的重要內容。
二、電氣工程及自動化應用
由于自動化已經成為一種發展趨勢和必須的要求內容，現階段電氣工程自動化的普及程度已經非常高，目前的一些功能要求體現在以下的幾個方面：
1．采集數據方面的自動化設計和應用。采集數據主要是對于電氣設備運行當中的數據進行自動化的采集，例如電氣設備的狀態量、脈沖量以及模擬量等核心數據。電氣設備的狀態量主要是指斷路、隔離開關、接地刀閘、以及變壓器接頭等核心部件的狀態數據，通常對于重要數據的采集，需要進行雙位置接點采集的方式來進行，以保障狀態量數據的精確性，防止出現采集過程中的數據錯誤。脈沖量數據的現階段主要內容是脈沖電度表的數據值，模擬量的主要內容有母線電壓數據、電流數據、功率值數據、頻率和相位等多種電力參數方面的數據以及非電量參數例如變壓器瓦等數據。通常情況下交流采樣的方法普遍應用到對與電量參數的采集工作當中，自動化采集非電量參數的方式通常會采用常規變送器的方式或者與 A/D變換相結合的方式來進行。
變電站當中各種設備的相關數據采集自動化是變電站自動化水平的一種重要體現和工作內容，可以說是電氣工程及其自動化工作的一項核心內容，其他模塊的工作與數據的采集自動化有著密不可分的聯系，大部分電氣設備在工作過程中所產生的數據現階段都可以采用自動采集的方式來進行，為相應控制命令的自動化提供了重要的數據基礎。
2．事件記錄的自動化設計和應用。事件記錄可以指某一項設備的一個工作狀態，例如對開關跳合的狀態以及發生時間進行自動化的記錄等，也可以是多個設備在工作當中的耦合程度，現階段的時間記錄不僅實現了基本的記錄順序要求和歷史數據自動化記錄，還實現了故障放生前后的數據記錄，例如故障發生前一段時間的示波器波形和故障發生后一段時間的波形記錄，給故障的原因調查以及日后的設備管理和維護都提供了重要的參考。這種時間記錄自動化的普及，使變電站運行情況和故障發生前后的真實狀態得到了完整的數據，極大節省人力的同時，也使時間記錄的效率和真實性得到了極大的提高。
3．控制和操作的自動化設計和應用。現階段的電氣工程自動化基本實現了對于電氣控制元件例如隔離開關、斷路器等在調節方面的自動化控制，除此之外，比較復雜的操作例如變壓器分接頭、電容器組切換、備用電源的使用等也可以通過基于數據采集的自動化來實現調節的自動化。例如目前使用比較多的EPON配電自動化，就對DC-DC電源系統的短路保護靈敏度進行了有效的提升，整體上提升了變電站當中操作電源的安全性能，這些重要設備的自動化發展，也為未來變電站“無人值守”模式的發展提高了重要的作用。
總體來說，自動化的使用可以將電氣系統進行“過程層”、“間隔層”以及“站級層”三個重要層次的劃分，通過不同層次之間的數據傳輸自動化，來實現多層次的數據采集、交換和控制，在電氣工程自動化基礎上的數字化也在不斷的進行普及，在未來的變電站建設當中，不斷提高變電站工作的靈活性和穩定性。
結束語
在變電站的電氣工程設計過程當中，使用到自動化技術的模塊越來越多，而且隨著自動化和數字化的技術的不斷進步，自動化的電氣設備和變電站工作管理方式將會在更多的工作內容中得到展現。自動化技術對于變電站來講，不僅僅在于人力資源的節省，還能夠實現故障發生率的極大降低，具有非常積極的作用。同時，對于變電站工作人員，也是一種新的機遇和挑戰，這也要求了設計人員和工作人員在控制算法和信息處理等多個方面進行更為深入研究和探討。
參考文獻：
[1]林月月.電氣工程及其自動化技術在變電站中的應用[J].居舍,2017(34):160.
[2]符容. 淺談電氣工程及其自動化[C]. 《建筑科技與管理》組委會.2016年1月建筑科技與管理學術交流會論文集.《建筑科技與管理》組委會:北京恒盛博雅國際文化交流中心,2016:128-129.
[3]馬智. 變電站建設工程管理方法的研究[D].華北電力大學,2014.
[4]邢剛.電氣工程及其自動化專業的發展探討[J].江西建材,2014(02):228-2