電力電氣自動(dòng)化在電力工程中的應(yīng)用

周博恒 張建平 汪宇星

【摘 要】信息技術(shù)的不斷發(fā)展推動(dòng)了我國(guó)自動(dòng)化、數(shù)字化等一些技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化系統(tǒng)也日漸完善，可見(jiàn)將在電力行業(yè)中今后發(fā)揮更大的作用。本文主要簡(jiǎn)單描述了電力自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究

【關(guān)鍵詞】電力工程；技術(shù)應(yīng)用；電氣自動(dòng)化

一、電力工程中電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

（一）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是指在電力工程現(xiàn)場(chǎng)將智能的自動(dòng)化裝置以及儀表控制設(shè)備進(jìn)行連接，形成一體化的多向、串行、多站和數(shù)字化的信息網(wǎng)絡(luò)，從而可以將數(shù)字通信、控制、智能傳感器以及計(jì)算機(jī)等融為一體而形成的綜合性的技術(shù)。在電力工程中，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以將變送器所控制的總的用電量收集后，將信號(hào)進(jìn)行控制后集中到主控計(jì)算機(jī)上，然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算進(jìn)而做出判斷，并最終將指令發(fā)送到控制設(shè)備上，從而實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用是通過(guò)分散電力工程中的控制功能，并配備相應(yīng)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行被控設(shè)備的信息處理，將信息與計(jì)算機(jī)相連接后，便不需要實(shí)現(xiàn)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的控制，只需對(duì)信息進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)度即可。實(shí)踐證明，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)前置機(jī)與上位機(jī)的配合，可以從下方進(jìn)行電力工程的控制，并且可以通過(guò)儀表進(jìn)行控制，并最終實(shí)現(xiàn)高性能的電力系統(tǒng)的控制功能。在電力調(diào)度化技術(shù)日益發(fā)展的情況下，可以滿足數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)的多樣化需求，并最終將電力系統(tǒng)中各個(gè)信息進(jìn)行交換以及共享，實(shí)現(xiàn)電力工程的順利進(jìn)行以及電力系統(tǒng)的日益完善。

（二）主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用主要是用于電力系統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)中，因此，這對(duì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、繼承、封裝等都有很大的作用，引發(fā)了軟件技術(shù)的變革。主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在電力系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可，并用來(lái)支持對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)，因此與一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)相比，主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)主要是對(duì)技術(shù)以及主動(dòng)功能的技術(shù)支持，因此，在電力工程中也得到了廣泛的應(yīng)用。主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)是利用系統(tǒng)的監(jiān)視功能，對(duì)對(duì)象函數(shù)進(jìn)行利用，從而可以實(shí)現(xiàn)電力工程中電力自動(dòng)化的應(yīng)用，隨著觸發(fā)機(jī)制的使用，數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)視得到了很好的控制與實(shí)現(xiàn)，從而節(jié)省了數(shù)據(jù)寫(xiě)入以及讀出的時(shí)間，還對(duì)數(shù)據(jù)管理功能充分的進(jìn)行利用，并得到了技術(shù)上的保證。當(dāng)前，我國(guó)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)得到了很廣泛的應(yīng)用，并且監(jiān)視系統(tǒng)也得到了很好的發(fā)展，電力自動(dòng)化技術(shù)在電力工程以及日后的電力系統(tǒng)中并將得到更為完善的應(yīng)用。

二、電氣自動(dòng)化的未來(lái)前景

電氣自動(dòng)化在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，它在電氣工程中的應(yīng)用已經(jīng)得到了很好地證實(shí)，而且在未來(lái)的一段時(shí)間里將會(huì)得到更進(jìn)一步地發(fā)展。比如說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的智能化，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的在線檢測(cè)，這主要是在電氣工程方面的前景。另外，電氣自動(dòng)化與人們的生活存在著密切的聯(lián)系，無(wú)論是能源節(jié)約、安全生產(chǎn)，還是環(huán)境保護(hù)都與電氣自動(dòng)化存在著尤為密切的聯(lián)系，特別是在我國(guó)推行低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)，更需要發(fā)揮電氣自動(dòng)化的強(qiáng)大的作用，先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)有助于我國(guó)各個(gè)行業(yè)的節(jié)能減排，同時(shí)在實(shí)現(xiàn)高效增產(chǎn)、減少能源消耗和環(huán)境污染方面發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。低碳經(jīng)濟(jì)是我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路，而低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要依靠電氣自動(dòng)化技術(shù)。因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)必然會(huì)迎來(lái)其發(fā)展的輝煌時(shí)刻，而且在經(jīng)濟(jì)全球化和環(huán)境保護(hù)成為世界性話題的今天，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)不僅是中國(guó)發(fā)展的目標(biāo)，更是全世界各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必經(jīng)之路，而電氣自動(dòng)化技術(shù)自然會(huì)在全世界各個(gè)國(guó)家快速發(fā)展。

三、電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化技術(shù)

（一）電力一次設(shè)備智能化

常規(guī)電力一次設(shè)備和二次設(shè)備安裝地點(diǎn)一般相隔幾十至幾百米距離，互相間用強(qiáng)信號(hào)電力電纜和大電流控制電纜連接，而電力一次設(shè)備智能化是指一次設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮將常規(guī)二次設(shè)備的部分或全部功能就地實(shí)現(xiàn)，省卻大量電力信號(hào)電纜和控制電纜，通常簡(jiǎn)述為一次設(shè)備自帶測(cè)量和保護(hù)功能。電力一次設(shè)備智能化主要問(wèn)題是電子部件經(jīng)常受到現(xiàn)場(chǎng)大電流開(kāi)斷而引起的高強(qiáng)度電磁場(chǎng)干擾，關(guān)鍵技術(shù)是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)問(wèn)題。

（二）電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)

對(duì)電力系統(tǒng)一次設(shè)備如發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、變壓器、斷路器、開(kāi)關(guān)等設(shè)備的重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)的在線監(jiān)測(cè)，不僅可以監(jiān)視設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，而且還能分析各種重要參數(shù)的變化趨勢(shì)，判斷有無(wú)存在故障的先兆，從而延長(zhǎng)設(shè)備的維修保養(yǎng)周期，提高設(shè)備的利用率，為電力設(shè)備由定期檢修向狀態(tài)檢修過(guò)度提供保障。近年來(lái)電力部門(mén)投入了很大力量與大學(xué)、科研單位合作或引進(jìn)技術(shù)，開(kāi)展在線狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)研究和實(shí)踐并取得了一些進(jìn)展，但由于技術(shù)難度大，專業(yè)性強(qiáng)，檢測(cè)環(huán)境條件惡劣，要開(kāi)發(fā)出滿意的產(chǎn)品還需一定時(shí)日。

（三）光電式電力互感器

電力互感器是輸電線路中不可缺少的重要設(shè)備，其作用是按一定比例關(guān)系將輸電線路上的高電壓和大電流數(shù)值降到可以用儀表直接測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，以便用儀表直接測(cè)量。其缺點(diǎn)是隨電壓等級(jí)的升高絕緣難度越大，設(shè)備體積和質(zhì)量也越大；信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍小，導(dǎo)致電流互感器會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，或發(fā)生信號(hào)畸變；互感器的輸出信號(hào)不能直接與微機(jī)化計(jì)量及保護(hù)設(shè)備接口。因此不少發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)成功研究出新型光電式和電子式互感器，國(guó)際電工協(xié)會(huì)已發(fā)布了電子式電壓、電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)也有大專院校和科研單位正在加緊研發(fā)并取得了可喜成果。目前主要問(wèn)題是材料隨溫度系數(shù)的影響而使穩(wěn)定性不夠理想。另一關(guān)鍵技術(shù)是，光電互感器輸出的信號(hào)比電磁式互感器輸出的信號(hào)要小得多，一般是毫安級(jí)水平，不能像電磁式互感器那樣可以通過(guò)較長(zhǎng)的電纜線送給測(cè)控和保護(hù)裝置，需要在就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過(guò)光纖接口送出，模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等電子電路部分在結(jié)構(gòu)上需要與互感器進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。

四、結(jié)語(yǔ)

電力自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，在新技術(shù)的廣泛應(yīng)用下，傳統(tǒng)的技術(shù)正在逐漸的被取代，從而更加促進(jìn)了電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)、新理論的應(yīng)用使一些概念不斷被更新和修正，傳統(tǒng)的技術(shù)界線逐漸模糊，各種原來(lái)看似不相關(guān)聯(lián)的技術(shù)會(huì)彼此融合和滲透，這必將推動(dòng)著電力自動(dòng)化系統(tǒng)的不斷發(fā)展和變化。

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