電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用研究

杜衡

摘 要：近年來計算機(jī)、通信、運(yùn)動控制等技術(shù)發(fā)展極為迅速，正是在此環(huán)境下，自動化技術(shù)同樣高速發(fā)展。在我國，這項技術(shù)同樣取得了重大的突破，我國的電氣自動化技術(shù)水平進(jìn)步顯著。自動化技術(shù)在我國多項電氣系統(tǒng)中有著顯著的作用，并且得到了重視和應(yīng)用研究。而安全性研究是自動化技術(shù)發(fā)展和研究中重要的組成部分，對電氣自動化應(yīng)用有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；電氣工程；應(yīng)用

1 電氣自動化技術(shù)監(jiān)控功能的實現(xiàn)

1.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控是指技術(shù)人員借助計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離的控制。這種技術(shù)可以有效的降低管理成本，而且還能夠顯著提升管控的靈活性。然而這項遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)需要穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來支持，否則會對控制效果產(chǎn)生負(fù)面影響。正是如此，這種技術(shù)的應(yīng)用范圍相對較窄，在大型自動化系統(tǒng)中不常見。

1.2 集中監(jiān)控

利用統(tǒng)一的中央處理器，將諸多功能集中到一起進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控就是所謂的集中監(jiān)控。這種控制模式較容易實現(xiàn)，而且運(yùn)行起來很方便。但是缺陷同樣存在，那就是因為處理器只有一個，因此該處理器的工作任務(wù)極為繁重，很容易影響處理效率。此外，集中的電纜數(shù)量很多，于是就會容易產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，進(jìn)而影響處理器的運(yùn)行。與此同時，維護(hù)成本也會上升。

1.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控

這種監(jiān)控模式應(yīng)用較為廣泛，而且針對電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行了專門的設(shè)計。在這種監(jiān)控模式下，能夠結(jié)合相關(guān)設(shè)備的功能開展間隔設(shè)計，這樣隔離設(shè)備、端子柜等裝置就可以取代，而相應(yīng)的成本則能夠得到有效控制。該種監(jiān)控模式下裝置組態(tài)的靈活性較高，能夠有效的提升系統(tǒng)的可靠性。

2 電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用分析

2.1 在發(fā)電廠中的應(yīng)用

在發(fā)電廠，應(yīng)用電氣自動化技術(shù)的途徑就是分散測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要構(gòu)成包括了以太網(wǎng)絡(luò)、通訊系統(tǒng)、工作站、測控過程監(jiān)督和控制模塊等。其中前面的三個模塊以及相應(yīng)的輔助模塊可以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。而控制模塊和過程監(jiān)督模塊則能夠在生產(chǎn)過程中顯示，這些可以方便操作人員的控制。在火電廠，可以實現(xiàn)發(fā)電機(jī)組、鍋爐和電一體化的自動控制。操作者可以借助該類監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，記錄、匯總多項數(shù)據(jù)，并進(jìn)行研究。與此同時，通過監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效的發(fā)現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)中的故障和風(fēng)險，從而加以檢查和排除，有效的保障火電機(jī)組生產(chǎn)的安全性，也能夠有效的降低電廠發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的維護(hù)成本。與此同時，將單元爐機(jī)組進(jìn)行統(tǒng)一，這不僅可以方便數(shù)據(jù)的采集，同時電網(wǎng)的管理效率也能夠得到顯著提升。

2.2 在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

在調(diào)度應(yīng)用領(lǐng)域，電氣自動化系統(tǒng)的由軟件與硬件系統(tǒng)組成。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是電氣自動化系統(tǒng)的軟件設(shè)備，而工作站、顯示器和中心服務(wù)器則是所謂的硬件。總之，利用計算機(jī)系統(tǒng)，對電網(wǎng)中的諸多業(yè)務(wù)進(jìn)行操控和監(jiān)督，就是所謂的電網(wǎng)調(diào)度自動化?？梢岳迷撓到y(tǒng)，對區(qū)域電力網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)電廠、變電站以及調(diào)度中心等環(huán)節(jié)的終端進(jìn)行緊密關(guān)聯(lián)，同時由統(tǒng)一的調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一自動化控制。

2.3 在變電站中的應(yīng)用

電氣自動化在變電站中有著重要的作用，傳統(tǒng)的手工工作可由電氣自動化系統(tǒng)完成，既能夠減少人工作業(yè)，有效的保障操作的準(zhǔn)確性，還能夠進(jìn)一步提升變電站效率。此外，在變電站，還能夠通過這項技術(shù)對變電站工作進(jìn)行實時監(jiān)控，并對其中的隱患進(jìn)行及時的分析，這樣就有助于維護(hù)者以最少的時間完成故障排除，有效的保障變電站系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。電氣自動化技術(shù)不斷發(fā)展，變電站中電氣化技術(shù)的應(yīng)用不斷拓展，應(yīng)用也逐漸趨于成熟。當(dāng)前我國變電站已經(jīng)開始發(fā)展無人值守管理模式，這也標(biāo)志著我國變電站系統(tǒng)在自動化技術(shù)的應(yīng)用上變得更加成熟。當(dāng)然想要真正實現(xiàn)無人值守，還需要諸多技術(shù)問題來解決。

2.4 在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

在配電系統(tǒng)中，電氣自動化技術(shù)也開始進(jìn)入到應(yīng)用階段，只不過整體的應(yīng)用規(guī)模還相對較小，因此要提高電氣自動化技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。當(dāng)前，這種應(yīng)用領(lǐng)域的自動化模式為：集中監(jiān)控、就地控制、配電管理和集中控制相結(jié)合的自動化管理模式。當(dāng)前，我國的第一種和第三種自動化技術(shù)應(yīng)用較為普遍，而且這兩種自動化技術(shù)有著一定的類似性，都屬于分布式結(jié)構(gòu)。這類聯(lián)系都是子站與主站的聯(lián)系，形成統(tǒng)一的、完善的自動化配電系統(tǒng)。

3 應(yīng)用實例分析

3.1 電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用概況

在某火電廠，總共有五臺發(fā)電機(jī)，其中12MW機(jī)組總共有4組，分別是1、2、3、5，而4號則是15MW。另外還有一臺高壓變壓器，以及六臺主變壓器，前者是備用的變壓器，對應(yīng)的出現(xiàn)電壓等級分別是110kV＼35kV＼10kV。這三個出線電壓等級都是由母線開關(guān)互聯(lián)。發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)電壓則是6kV，在高壓廠，可以通過電控器到發(fā)電機(jī)端取電，這五臺機(jī)組的電氣部分的控制模塊都統(tǒng)一在控制上，此外每臺機(jī)組還分別設(shè)置汽機(jī)和鍋爐控制室，而聯(lián)絡(luò)的方式則是電話，或者是指揮信號。

3.2 改造內(nèi)容

這個系統(tǒng)對應(yīng)的線路分別有110kV＼35kV＼10kV。發(fā)電機(jī)變壓器組共有5套，另外還有和這幾個機(jī)組相配套的用電系統(tǒng)（6kV）和勵磁系統(tǒng)等。該系統(tǒng)的間隔層裝置要多于120個，在本期工程中，主要有1號發(fā)電機(jī)，兩臺主變壓器，也就是1B和5B，此外還有對應(yīng)的1號廠用電系統(tǒng)，設(shè)計的間隔層數(shù)量為30個，并利用光纖自愈環(huán)網(wǎng)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)而實現(xiàn)智能化的管理。在圖1中，展示的是全場電氣保護(hù)系統(tǒng)圖。

3.3 改造效果

該系統(tǒng)經(jīng)過改造后，所有程序和操作都可以由微機(jī)完成，傳統(tǒng)的控制保護(hù)屏以及控制臺基本上都可以取消，采用了計算機(jī)工作站和18面微機(jī)保護(hù)測控屏進(jìn)行統(tǒng)一管理，通信模式為雙向通信，并能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享。另外考慮電氣操作者的習(xí)慣，取消了手操模式，可以通過軟件進(jìn)行操控，這樣可以有效提升電氣設(shè)備的管理效率，誤操作和事故幾率也會顯著下降，系統(tǒng)的自動化和安全運(yùn)行水平可以得到有效提升。另外主控室的空間也會變大，整體布局趨于合理，為科學(xué)管理提供了重要條件。

在電氣生產(chǎn)行業(yè)中，電氣自動化技術(shù)有著重要而又廣泛的應(yīng)用，既能夠提高電氣生產(chǎn)的效率，保障生產(chǎn)的穩(wěn)定與安全，同時也能夠提升管控的精確性，能夠為區(qū)域工業(yè)發(fā)展提供重要的能源支持。大力發(fā)展電氣自動化技術(shù)極為重要，而且應(yīng)用這些技術(shù)，能夠為社會主義事業(yè)的發(fā)展提供重要的管控支持。

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