電力工程電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用

衛(wèi)鵬舉+王子榕

摘 要：隨著科技的不斷進(jìn)步，數(shù)字化和自動化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電子系統(tǒng)建設(shè)中開，電氣自動化作為一門新興學(xué)科也受到各行各業(yè)的青睞。在電力系統(tǒng)中，電氣自動化技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用，不斷成熟的現(xiàn)代信息技術(shù)為我國電力系統(tǒng)的優(yōu)化提供了有利條件。盡管我國關(guān)于電氣自動化在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用技術(shù)研究較晚，但其仍在電力事業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。所以，在未來的電力系統(tǒng)中，人們需要科學(xué)運(yùn)用電氣自動化技術(shù)，使電力系統(tǒng)逐步朝著信息化及智能化的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；特點(diǎn)；電力工程

1 電力工程電氣自動化技術(shù)的特點(diǎn)

電力系統(tǒng)主要組成部分包括：發(fā)電、輸電、變電、配電及用電等。一般情況下電力系統(tǒng)的一次設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)與輸電線路等設(shè)備，通過對一次設(shè)備進(jìn)行在線測控、保護(hù)等方式，可以起到穩(wěn)定、保護(hù)一次設(shè)備的作用。電力系統(tǒng)二次設(shè)備是指測控裝置、保護(hù)裝置、通信設(shè)備、電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計算機(jī)系統(tǒng)等，其包括電力系統(tǒng)自動化的主要技術(shù)內(nèi)容。

計算機(jī)技術(shù)作為電力系統(tǒng)自動化的重要技術(shù)，目前主要在電力系統(tǒng)電網(wǎng)的智能化中應(yīng)用，也就是通過計算機(jī)技術(shù)內(nèi)的傳感技術(shù)、傳輸技術(shù)及控制技術(shù)等對電網(wǎng)運(yùn)行智能化的實現(xiàn)提供技術(shù)支持。計算機(jī)技術(shù)在智能化電網(wǎng)內(nèi)最常用到的技術(shù)包括：通信、測量、能源接入及傳感等技術(shù)，這些技術(shù)在整個智能化電網(wǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。電氣自動化技術(shù)的特點(diǎn)如下：

1、快速高效自動控制技術(shù)

系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中能夠通特定的數(shù)據(jù)信息對相應(yīng)的設(shè)備做出操作指令，發(fā)出的操作指令是能夠即時到達(dá)的，由于如果設(shè)備不同的話，其設(shè)備的地址代碼也不同，因而發(fā)出的指令十分準(zhǔn)確，確保了精確操作，比起人工操作來說發(fā)生錯誤操作的概率是十分低的，因此該系統(tǒng)的操作是快速高效的自動控制技術(shù)，并且該自動控制技術(shù)具有十分良好的交互功能，其所具有的交互功能能夠和控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的反饋，從而進(jìn)一步確保了控制的精確和快速高效。

2、便于實現(xiàn)全過程全時段監(jiān)控

自動控制技術(shù)的優(yōu)勢除了快速高效和精確之外，還十分便于實現(xiàn)全過程的全時段監(jiān)控。人們所實施的電氣工程是全天候24小時均需要不間斷運(yùn)行的，按照人們平常積累的經(jīng)驗來進(jìn)行分析，在深夜等管理的盲區(qū)容易導(dǎo)致管理的疏忽，是電氣故障的多發(fā)時段和區(qū)域，在這些容易發(fā)生故障的多發(fā)時段和區(qū)域，人們的傳統(tǒng)的管理模式是難以實現(xiàn)全程的有效的監(jiān)控的。而數(shù)字化的自動控制技術(shù)恰好彌補(bǔ)了這一缺點(diǎn)，可以對工程進(jìn)行全過程全時段的監(jiān)控，從而避免故障的發(fā)生，確保工程的正常運(yùn)行，實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)的高效、實時的控制和調(diào)配。

2 電力工程電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用分析

1、電氣工程中電網(wǎng)調(diào)度的自動化

由電網(wǎng)調(diào)度中心的服務(wù)器、大屏幕顯示器、工作站以及相應(yīng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等共同組成的稱之為電網(wǎng)調(diào)度的自動化系統(tǒng)。而實現(xiàn)自動化的表現(xiàn)方式是通過電力系統(tǒng)上專用的局域網(wǎng)將其處于在調(diào)度范圍內(nèi)的夏季電網(wǎng)調(diào)度中心、發(fā)電廠以及測量的控制設(shè)備等變電站終端實現(xiàn)有效連接。由此我們可以知道，將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程中有著很重要的作用，主要就是能過實現(xiàn)實時評估電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)所積累的數(shù)據(jù)來對電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，故而在此基礎(chǔ)上將發(fā)電控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度實現(xiàn)自動化，但是這樣的一個要求只有在省級以上的電網(wǎng)才給予要求。電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中要實現(xiàn)實時的進(jìn)行數(shù)據(jù)上的采集和處理，并根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，且在數(shù)據(jù)支持的情況下對電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)和安全進(jìn)行掌握，使其能夠很好的適應(yīng)現(xiàn)代電力市場的運(yùn)營需求。

2、電氣工程中發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)

電氣工程中發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)在實際的應(yīng)用過程中一般采用的是分層分布的結(jié)構(gòu)，其組成是由以太網(wǎng)、遠(yuǎn)行人員工作站、過程控制單元以及高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)等等方面。而這里說的遠(yuǎn)程控制單元就是由只能做輸入和輸出的模件與可冗余配置上的主控模件一起共同組合而成，且主控模件又是通過冗余智能上的輸入與輸出和總線上的輸入與輸出來進(jìn)行通訊的。其中過程控制單元是可以直接用于生產(chǎn)運(yùn)行過程中的，并且直接接受熱電偶、熱電阻、開關(guān)量和現(xiàn)場變送器等等設(shè)備上的信號，還可以再運(yùn)算完成以后在對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)來進(jìn)行實時的打印、顯示和信號的輸出，以此來直接驅(qū)動其執(zhí)行機(jī)構(gòu)，最終實現(xiàn)電氣自動化在電氣工程中的生產(chǎn)運(yùn)行過程的聯(lián)鎖保護(hù)、控制和檢測等方面的功能。

3、電氣工程中變電站的自動化

電氣工程中的變電站應(yīng)用的是自動化技術(shù)，其主要的目的在于取代人工操作、人工監(jiān)視和電話通訊，并根據(jù)相應(yīng)的情況來加強(qiáng)對變電站的監(jiān)控能力，并且還可以實現(xiàn)在變電站上運(yùn)行的水平和效率都有所提高。這也就是說，變電站中應(yīng)用自動化技術(shù)就是為了全方位的，多層次的來監(jiān)視變電站各種電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，完成有效地控制。該自動化的特點(diǎn)有：以全微機(jī)化的設(shè)備來代替以前使用的電磁裝置，并實現(xiàn)計算機(jī)屏幕化操作上的監(jiān)視，在數(shù)據(jù)傳輸過程中實現(xiàn)自動化運(yùn)行的管理和統(tǒng)計記錄，是利用計算機(jī)電纜來代替電力信號的電纜來實現(xiàn)的。這也就是說電氣工程中變電站自動化是電力現(xiàn)代生產(chǎn)中一項不可獲取的部分，也是因為可以很好的滿足變電站中的各項操作任務(wù)而成為了電網(wǎng)調(diào)度自動化中的一個不可分割的重要部分。

3 電力工程電氣自動化的發(fā)展趨勢

1、變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展

隨著電力電子器件的更新，由它組成的變換器電路也必然要換代。應(yīng)用普通晶閘管時，直流傳功的變換器主要是相控整流，而交流變頻船動則是交一直一交變頻器。當(dāng)電力電子器件進(jìn)入第二代后，更多是采用PWM變換器了。采用PWM方式后，提高了功率因數(shù)，減少 了高次諧波對電岡的影響，解決了電動機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動問題。

2、通用變頻器開始大量投入實用

一般把系列化、批量化、占市場量最大的中小功率如400KVA以下的變頻器稱為通用變頻器。從產(chǎn)品來看，第一代是普通功能型U/F 控制型，多采用16位CPU，第二代為高功能型U/F型，采用32位DSP或雙16位CPU進(jìn)行控制，采用了磁通補(bǔ)償器、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償器和電流限制拄制器.具有挖土機(jī)和“無跳閘”能力，也稱為“無跳閘變頻器”。這類變頻器！目前占市場份額最大。第三代為高動態(tài)性能矢量控制型。它采用全數(shù)字控制，可通過軟件實現(xiàn)參數(shù)自動設(shè)定，實現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制和自適應(yīng)控制，可選擇U/F頻率開環(huán)控制、無速度傳感器矢量控制和有速度傳感器矢量控制，實現(xiàn)了閉環(huán)控制的自優(yōu)化。從技術(shù)發(fā)展看，雖然電力半導(dǎo)體器件有GTO、GTI、IGBT，但以后兩種為主，尤以IGBT為發(fā)展趨勢：變頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的RAs（ Reliabiliry，Availability，Serviceability）功能也由于采用單片機(jī)控制動技術(shù)而得以提高。

4 結(jié)束語

綜上所述，電氣工程中電氣自動化的發(fā)展水平直接影響著一個國家國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，同時還是衡量一個國家科技水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。電氣工程作為一個高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是現(xiàn)代化人民生活水平提高及企業(yè)高速發(fā)展的動力和基礎(chǔ)前提。隨著我國進(jìn)入WTO，電氣工程自動化得到了快速的發(fā)展，在我國的各個行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。在電氣自動化的發(fā)展過程中，我們要根據(jù)實際情況開闊思路、敢于創(chuàng)新，才能推動我國電氣工程自動化的快速發(fā)展，為我國的現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

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