電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展分析

張?jiān)浦?/p>

淅川縣電業(yè)局

電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展分析

張?jiān)浦?/p>

淅川縣電業(yè)局

近年來(lái)，隨著我國(guó)科研技術(shù)的不斷提升，電氣工程中的電氣自動(dòng)化技術(shù)得到了迅速發(fā)展。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是以多門科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化電氣技術(shù)，它可以很好地解決電氣在傳輸方面的問(wèn)題，有效地提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的需求。對(duì)電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的控制，可以保證整個(gè)電氣系統(tǒng)高效、穩(wěn)定地運(yùn)行，也有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，更好地發(fā)展國(guó)家電氣，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

電氣工程；電氣自動(dòng)化；應(yīng)用

1　電氣工程中的電氣自動(dòng)化技術(shù)

電氣自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)作為基礎(chǔ)構(gòu)建而成的新型電氣控制技術(shù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)的主要目的是用自動(dòng)化的電氣控制設(shè)施代替目前傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)的手工操作形式。電氣自動(dòng)化技術(shù)以其高效穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)能夠?qū)ξ覈?guó)的電氣系統(tǒng)運(yùn)行提供一個(gè)高效的控制與狀況監(jiān)測(cè)，最終達(dá)到確保電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的目的。一般來(lái)說(shuō)，電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)需要整體電網(wǎng)配置以及配電網(wǎng)技術(shù)的工作協(xié)同。要充分利用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)對(duì)電氣工程運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)以及分析，來(lái)加強(qiáng)我國(guó)電氣系統(tǒng)的高效運(yùn)行，并減輕電氣工程中一線操作人員的工作強(qiáng)度。而配電網(wǎng)技術(shù)則可以和電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行有效配合，進(jìn)而對(duì)城鄉(xiāng)的配電網(wǎng)進(jìn)行充分改造，使得電氣自動(dòng)化技術(shù)擁有一個(gè)更加完善的運(yùn)行環(huán)境，強(qiáng)化其在整體電網(wǎng)中的有效應(yīng)用。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣，在細(xì)節(jié)性的電氣開關(guān)再到整體化的電氣工程中都可以找到適合其應(yīng)用的地方，因此，電氣工程的不斷進(jìn)步也是電氣工程整體發(fā)展水平不斷提升的一個(gè)技術(shù)體現(xiàn)。

2　電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

就目前而言，電氣系統(tǒng)被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，并在人們的生活中占有非常重要的作用，極大促進(jìn)了電氣系統(tǒng)運(yùn)行中的電氣自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷創(chuàng)新，拓展了我國(guó)電氣市場(chǎng)的規(guī)模。在這樣的環(huán)境背景下，人們對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行中電氣自動(dòng)化技術(shù)提出了更高的要求。

首先，現(xiàn)階段的電氣自動(dòng)化技術(shù)具有很強(qiáng)的可控性，電氣系統(tǒng)運(yùn)行中的電氣自動(dòng)化技術(shù)在原有電氣結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上更加現(xiàn)代化和智能化，在應(yīng)用過(guò)程中將發(fā)電廠和變電站等電氣信息進(jìn)行收集和整合，從而形成一個(gè)龐大的信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)化技術(shù)可以根據(jù)收集和整合的信息進(jìn)行自動(dòng)化處理，進(jìn)一步提升了電氣自動(dòng)化技術(shù)的可控性。

其次，電氣系統(tǒng)的維護(hù)主要是保證電氣系統(tǒng)在正常運(yùn)行中的安全性和穩(wěn)定性，電氣系統(tǒng)運(yùn)行中的電氣自動(dòng)化技術(shù)為電氣系統(tǒng)的維護(hù)提供了便利。電氣自動(dòng)化技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)可以有效提升電氣系統(tǒng)中的信息處理，在電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)和分析，并發(fā)出警報(bào)提醒管理人員。并且，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)督，保證對(duì)電氣系統(tǒng)維護(hù)的準(zhǔn)確性與靈活性。

最后，電氣系統(tǒng)運(yùn)行中的電氣自動(dòng)化技術(shù)具有先進(jìn)的信息技術(shù)，對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)進(jìn)行信息化的處理，提高了電氣系統(tǒng)的反應(yīng)速度，同時(shí)也方便了工作人員對(duì)電氣系統(tǒng)的管理。

3　電氣技術(shù)對(duì)于我國(guó)電氣工程的主導(dǎo)作用

3.1電氣工程現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)量精度的大幅度提升

經(jīng)過(guò)我國(guó)電氣工程項(xiàng)目的大范圍覆蓋落實(shí)，強(qiáng)效智能電網(wǎng)建設(shè)工作變得愈加緊湊和嚴(yán)峻，擺在工程規(guī)劃主體眼前的第一改革要?jiǎng)?wù)，便是竭盡全力維持電氣技術(shù)操控的自動(dòng)、數(shù)字化效果。我國(guó)幅員遼闊且生態(tài)環(huán)境體系繁瑣深入，尤其對(duì)于強(qiáng)效的智能配電網(wǎng)工程項(xiàng)目來(lái)講，需要設(shè)計(jì)主體保持深刻的自治特性，集合各類技術(shù)設(shè)施使現(xiàn)場(chǎng)電氣測(cè)量精度完全超出以往傳統(tǒng)測(cè)量管理形式，長(zhǎng)此以往，才可以將電網(wǎng)數(shù)字化繼電保護(hù)、故障距離精準(zhǔn)化測(cè)量、電網(wǎng)暫態(tài)全方位監(jiān)督控制、輸電走廊分相技術(shù)結(jié)構(gòu)舒展等前端性改造任務(wù)順利執(zhí)行。

己經(jīng)提升至0.7級(jí)，一旦說(shuō)CT、VT誤差同步維持在0.2級(jí)左右，電纜傳輸環(huán)節(jié)中信號(hào)因?yàn)橥獠侩姶徘謹(jǐn)_，也會(huì)在內(nèi)部滋生出至少0.1級(jí)的信號(hào)誤差效應(yīng)。持續(xù)到AD轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)過(guò)后，電能表自身攜帶的VT、CT也會(huì)同時(shí)引發(fā)出另一部分0.2級(jí)的信號(hào)誤差。相比之下，電氣自動(dòng)化技術(shù)全程利用EIT作為基礎(chǔ)性指導(dǎo)媒介，可以順勢(shì)將系統(tǒng)本身檢測(cè)誤差縮減大約5成左右，主要就是其在開展模擬信號(hào)采集事務(wù)環(huán)節(jié)中，數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換工序流程僅僅持續(xù)一次便可傾數(shù)地傳輸?shù)焦饫w系統(tǒng)之中，使以往重復(fù)性轉(zhuǎn)換后灌輸?shù)胶喜卧墓ば虻靡允÷?。另外，?dāng)ECT和EVT誤差等級(jí)同樣維持在0.2級(jí)時(shí)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳輸形式為數(shù)字式，在全光纖灌輸環(huán)境下一般不會(huì)承受嚴(yán)重的電磁侵?jǐn)_影響，這樣便可以很好地省略以往繁瑣的二次轉(zhuǎn)換程序。由此看來(lái)，電氣自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)一旦沿用EIT技術(shù)作為基礎(chǔ)性指導(dǎo)媒介時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)際測(cè)量誤差將順勢(shì)鎖定在0.4級(jí)以下。

3.2配電網(wǎng)整體防護(hù)性能的有機(jī)強(qiáng)化

結(jié)合以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)整理論證，過(guò)往我國(guó)電氣技術(shù)在進(jìn)行智能電網(wǎng)防護(hù)應(yīng)用期間，如若因?yàn)樵O(shè)定區(qū)域外部發(fā)生故障，使得電磁式部件滋生出嚴(yán)重飽和跡象，便會(huì)在當(dāng)下滋生出嚴(yán)重的繼電差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作誤差跡象：相比之下，設(shè)定區(qū)域內(nèi)部發(fā)生故障環(huán)節(jié)中，電磁式原件差動(dòng)電流內(nèi)部，便會(huì)衍生出一定規(guī)模的諧波，使得繼電差動(dòng)防護(hù)反應(yīng)時(shí)問(wèn)被隨意的延長(zhǎng)，嚴(yán)重情況下會(huì)滋生出直接拒絕動(dòng)作問(wèn)題。而經(jīng)過(guò)電網(wǎng)長(zhǎng)輸距離防護(hù)方案布置過(guò)后，尤其是在電氣電氣自動(dòng)化技術(shù)協(xié)調(diào)輔助范疇之下，因?yàn)殡娮邮诫娏骰ジ醒b置本身不存在磁飽和狀況，使得二次測(cè)電壓響應(yīng)波形能夠?qū)⒁淮蝹?cè)電壓暫態(tài)現(xiàn)象，加以精細(xì)化映射，保證電壓基礎(chǔ)波輔值誤差得以急速降低，同步狀況下使配電網(wǎng)整體防護(hù)范圍不斷擴(kuò)張，經(jīng)過(guò)繼電保護(hù)動(dòng)作快捷、靈敏、可靠等性能綜合作用下，使電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)性能獲得全方位改善。

3.3電氣系統(tǒng)暫態(tài)保護(hù)性訴求的不斷迎合

現(xiàn)階段我國(guó)己經(jīng)存在許多試驗(yàn)機(jī)構(gòu)開展EIT暫態(tài)仿真操作項(xiàng)目。聯(lián)合試驗(yàn)演示圖和相關(guān)數(shù)據(jù)加以綜合校以往我國(guó)電氣工程計(jì)量系統(tǒng)宏觀角度上的測(cè)量誤差驗(yàn)，證明EIT技術(shù)本身保留較寬的寬帶和不大相位延遲反應(yīng)，整體來(lái)講，電氣電氣自動(dòng)化檢測(cè)動(dòng)態(tài)、線性狀態(tài)都維持在合理狀態(tài)之上，能夠在當(dāng)下精確化驗(yàn)證各類高頻信號(hào)的幅值和相位，為后續(xù)暫態(tài)響應(yīng)等工作銜接提供更為可靠的指導(dǎo)信自、，保證智能配電網(wǎng)至此彰顯出安全、高效的暫態(tài)保護(hù)特性。隨后，我國(guó)電氣系統(tǒng)也能夠朝著正向特高壓、大容量遠(yuǎn)距離傳輸、全數(shù)字化精細(xì)測(cè)量方向過(guò)渡扭轉(zhuǎn)，保證系統(tǒng)長(zhǎng)期操作運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)性改革成果。

3.4畸變波形的精準(zhǔn)化測(cè)量

經(jīng)過(guò)我國(guó)智能化大規(guī)模電網(wǎng)規(guī)劃方案的不斷覆蓋落實(shí)，使得即插即用形式的電氣電子設(shè)備開始獲得全面新生機(jī)遇，同期狀況下在電氣工程內(nèi)部更遺留諸多不確定安全隱患。單純拿電網(wǎng)內(nèi)部額外安裝的智能斷路器、閉合開關(guān)為例，不單單使通斷開合幾率全方位增加，同時(shí)不同電子設(shè)備集聚形成了電網(wǎng)波形畸變問(wèn)題，以上結(jié)果將直接對(duì)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)造成侵?jǐn)_效應(yīng)，令其具體分布頻率變得極為繁瑣深入。實(shí)際上，以往電磁式設(shè)備動(dòng)態(tài)范圍、頻率特性都不夠理想，不能在復(fù)雜頻率環(huán)境下完成精準(zhǔn)化測(cè)量保護(hù)任務(wù)。而電氣控制技術(shù)順利沿用在電氣工程之中后，使得暫態(tài)和穩(wěn)定環(huán)境下的電氣系統(tǒng)一切工作狀態(tài)得以動(dòng)態(tài)化監(jiān)管，一次大電流數(shù)值也將因此得到科學(xué)化驗(yàn)證解析，使今后復(fù)雜頻率作用下的波形測(cè)量保護(hù)工作變得更加便利、快捷。

另外，智能配電網(wǎng)維修養(yǎng)護(hù)安全度的適度提升。以微機(jī)技術(shù)為主導(dǎo)的電氣自動(dòng)化技術(shù)，使以往電氣技術(shù)復(fù)雜式絕緣結(jié)構(gòu)得以適當(dāng)程度地縮減，無(wú)須額外應(yīng)用絕緣油品，便可很好地處理以往高溫失效、燃燒爆炸等隱患。

4　電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的運(yùn)用

4.1電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化技術(shù)

電網(wǎng)調(diào)度屬于龐大而復(fù)雜的工程，在這之中加入自動(dòng)化技術(shù)，主要采取自動(dòng)化、信息化結(jié)構(gòu)體系，分為現(xiàn)代分布式、開放式和可擴(kuò)充式三種類型，具體包括服務(wù)器、顯示器、打印設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在電網(wǎng)調(diào)度中，主要有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：首先可以對(duì)電氣系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)控和分析，并動(dòng)態(tài)獲取系統(tǒng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并評(píng)估電網(wǎng)安全運(yùn)行情況；其次，在電氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)不同程度的安全事故，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)，能立即對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的事故進(jìn)行處理。電氣系統(tǒng)中安全事故具有潛在性和突然性的特征，單單依靠調(diào)度工作人員，很難發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行故障并進(jìn)行有效預(yù)警，而自動(dòng)化技術(shù)則很好地彌補(bǔ)了這一問(wèn)題，可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、處理，有效避免安全事故的發(fā)生。電網(wǎng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，能夠降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，并在工作中保護(hù)人員的安全，運(yùn)用該技術(shù)時(shí)，應(yīng)將“調(diào)控一體化”和電網(wǎng)調(diào)度相聯(lián)系，并建立起完善的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化體系，將整個(gè)調(diào)度工作系統(tǒng)化、制度化，保障調(diào)度過(guò)程的穩(wěn)定性和效率性。

4.2發(fā)電站的自動(dòng)化技術(shù)

發(fā)電站中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在分散式控制系統(tǒng)，當(dāng)前，該系統(tǒng)被廣泛運(yùn)用于發(fā)電站，其包括數(shù)據(jù)型通信網(wǎng)、工程師的工作站、運(yùn)行人員的工作站和過(guò)程控制單元等子系統(tǒng)。在實(shí)際電氣系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)對(duì)這些子系統(tǒng)進(jìn)行分層的管理和控制，如過(guò)程控制單元，可以將其用于控制生產(chǎn)運(yùn)行，還能用來(lái)接收系統(tǒng)中產(chǎn)生的信號(hào)，主要有電氣量、熱電偶、熱電阻和開關(guān)量等，并對(duì)該類信號(hào)進(jìn)行分類處理和計(jì)算后，打印、輸出、顯示電氣系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)與參數(shù)，通過(guò)該種方式，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理與監(jiān)控。發(fā)電站是電氣工程中的核心部分，其自動(dòng)化水平影響著整個(gè)電氣工程的質(zhì)量，因此，每個(gè)子系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)都應(yīng)得到重視，并優(yōu)化每個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)置、安裝，確保發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程的效率，預(yù)防發(fā)電系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題。

4.3變電站的自動(dòng)化技術(shù)

變電站所需人力和物力資源較多，在傳統(tǒng)變電站建設(shè)中，主要以人為操作為主，但在工作量較多的情況下，很容易出現(xiàn)人工失誤，進(jìn)而影響到變電站質(zhì)量，隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)，很好地彌補(bǔ)了這一缺陷，該技術(shù)不僅能夠降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，也可以準(zhǔn)確地記錄系統(tǒng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，確保存儲(chǔ)結(jié)果的可靠性，為電氣系統(tǒng)的運(yùn)行提供參考依據(jù)。自動(dòng)化技術(shù)能全面監(jiān)測(cè)變電站的運(yùn)行情況，保障子系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，即自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其以信息化技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)電腦對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行控制和操作，并統(tǒng)計(jì)、分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，使得操作變得更快捷、便利，從而減少人工失誤。

4.4電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)

4.4.1智能設(shè)計(jì)

應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)之前，需要設(shè)計(jì)出一個(gè)完整、科學(xué)、系統(tǒng)的電氣工程方案，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要依靠人力對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、對(duì)圖像進(jìn)行繪制，耗時(shí)又費(fèi)力，甚至還可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等失誤，導(dǎo)致方案存在安全隱患。將自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在設(shè)計(jì)過(guò)程，借助智能化、自動(dòng)化軟件，用電腦繪制出所需圖像，減少設(shè)計(jì)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，并優(yōu)化工程方案細(xì)節(jié)，做到資源優(yōu)化配置，提升方案的可行性。

4.4.2智能檢測(cè)

智能檢測(cè)主要是指檢測(cè)電氣系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障，如果電氣工程出現(xiàn)故障，將會(huì)影響到電氣輸送等過(guò)程，從而對(duì)企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的情況下，還可能威脅到工作人員的生命安全，因此，在電氣工程運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)加大監(jiān)測(cè)力度，及時(shí)預(yù)警相關(guān)故障，并采取對(duì)應(yīng)的措施，避免事故的出現(xiàn)。自動(dòng)化技術(shù)借助智能化知識(shí)，對(duì)設(shè)備事故進(jìn)行全面科學(xué)分析，并快速找出事故原因和位置，提高故障解決效率，最大程度上保護(hù)電氣工程設(shè)備，減少工程在維修過(guò)程的投入。自動(dòng)化技術(shù)智能檢測(cè)重視工程日常維護(hù)，將故障消除在萌芽階段，進(jìn)而可以較好地延長(zhǎng)電氣工程設(shè)備的使用壽命，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，擴(kuò)大企業(yè)區(qū)域影響力。

5　結(jié)語(yǔ)

電氣自動(dòng)化控制能夠使電氣系統(tǒng)的信息及時(shí)有效的被收集，使整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)刻都處于監(jiān)控之中，自動(dòng)化控制技術(shù)能夠保證及時(shí)對(duì)大數(shù)據(jù)的收集、處理、分析，保證電氣的可靠性。電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣系統(tǒng)中的作用不容小覷，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是電氣系統(tǒng)不斷向前發(fā)展的必經(jīng)階段，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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