電氣工程改造及其自動(dòng)化分析研究

蔡鵬飛

摘要： 電氣工程是社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展的重點(diǎn)工程，關(guān)系著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步情況。深入研究電氣工程改造及其自動(dòng)化趨勢(shì)，是企業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然要求。面對(duì)電氣工程自動(dòng)化改造活動(dòng)，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)多方面的調(diào)控管理，確保改造工程達(dá)到預(yù)期的成效，提升電氣工程的運(yùn)行水平。

關(guān)鍵詞：電氣工程；改造；自動(dòng)化；趨勢(shì)研究

中圖分類號(hào)：U87 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3178（2018）20-0380-01

前言：

電氣工程是社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展的重點(diǎn)工程，關(guān)系著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步情況。深入研究電氣工程改造及其自動(dòng)化趨勢(shì)，是企業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然要求。面對(duì)電氣工程自動(dòng)化改造活動(dòng)，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)多方面的調(diào)控管理，確保改造工程達(dá)到預(yù)期的成效，提升電氣工程的運(yùn)行水平。

1 電氣工程及其自動(dòng)化

1.1 信息技術(shù)

信息技術(shù)廣泛地定義為包括計(jì)算機(jī)、世界范圍高速寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通訊系統(tǒng)，以及用來(lái)傳感、處理、存儲(chǔ)和顯示各種信息等相關(guān)支持技術(shù)的綜合。信息技術(shù)對(duì)電氣工程的發(fā)展具有特別大的支配性影響。信息技術(shù)持續(xù)以指數(shù)速度增長(zhǎng)在很大程度上取決于電氣工程中眾多學(xué)科領(lǐng)域的持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新。反過(guò)來(lái)，信息技術(shù)的進(jìn)步又為電氣工程領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新提供了更新更先進(jìn)的工具基礎(chǔ)。

1.2 操控系統(tǒng)

由于三極管的發(fā)明和大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，固體電子學(xué)在20世紀(jì)的后50年對(duì)電氣工程的成長(zhǎng)起到了巨大的推動(dòng)作用。電氣工程與物理科學(xué)間的緊密聯(lián)系與交叉仍然是今后電氣工程學(xué)科的關(guān)鍵，并且將拓寬到生物系統(tǒng)、光子學(xué)、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）。21世紀(jì)中的某些最重要的新裝置、新系統(tǒng)和新技術(shù)將來(lái)自上述領(lǐng)域。技術(shù)的飛速進(jìn)步和分析方法、設(shè)計(jì)方法的日新月異，使得我們必須每隔幾年對(duì)工程問(wèn)題的過(guò)去解決方案重新全面思考或?qū)彶椤?/p>

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造的趨勢(shì)

2.1 功能多樣化

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的重點(diǎn)功能集中于發(fā)電、輸電，在傳輸期間對(duì)電能值大小的轉(zhuǎn)換缺乏足夠的功能。電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造之后，系統(tǒng)功能日趨多樣化，電壓轉(zhuǎn)變、電能分配、用電調(diào)控等功能均會(huì)得到明顯的改善，系統(tǒng)自動(dòng)化狀態(tài)，符合了系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)的操作要求。

2.2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化

結(jié)構(gòu)問(wèn)題是阻礙電力系統(tǒng)功能發(fā)揮的一大因素，多種設(shè)備連接于系統(tǒng)導(dǎo)致操作人員的調(diào)控質(zhì)量下降，部分設(shè)備在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)發(fā)揮不了作用。系統(tǒng)自動(dòng)化改造后結(jié)構(gòu)得到了充分的簡(jiǎn)化，且功能也明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)模式，促進(jìn)了電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

2.3 設(shè)備智能化

電力設(shè)備是系統(tǒng)發(fā)揮作用的載體，電廠發(fā)電、輸電、變電等各個(gè)環(huán)節(jié)都要依賴于設(shè)備運(yùn)行。早期人工操控設(shè)備的效率較低，自動(dòng)化改造之后可利用計(jì)算機(jī)作為控制中心，利用程序代碼指導(dǎo)電力設(shè)備操作，智能化執(zhí)行設(shè)備命令，以逐漸提升作業(yè)效率。

2.4 操控一體化

當(dāng)電力系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化之后，系統(tǒng)操控的一體化便成為現(xiàn)實(shí)。如：機(jī)械一體化、機(jī)電一體化、人機(jī)一體化等模式，都是電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造的發(fā)展趨勢(shì)。電力系統(tǒng)一體化操控“省力、省時(shí)、省錢”，也為后期繼電保護(hù)裝置的安裝運(yùn)用創(chuàng)造了有利的條件。

3 繼電保護(hù)運(yùn)用于自動(dòng)化改造

除了對(duì)原始電能進(jìn)行調(diào)控處理外，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。為了保證電力系統(tǒng)在穩(wěn)定可靠的環(huán)境下運(yùn)行，添加繼電保護(hù)裝置是必不可少的，其對(duì)電力系統(tǒng)具有多方面功能。

3.1 針對(duì)性

由于電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造屬于技術(shù)改造范疇，需要對(duì)系統(tǒng)潛在的故障問(wèn)題檢測(cè)處理。繼電保護(hù)具有針對(duì)性的處理功能，可根據(jù)系統(tǒng)不同的故障形式采取針對(duì)性的處理方案。如：電力設(shè)備出現(xiàn)短路問(wèn)題，繼電保護(hù)可立刻把設(shè)備從故障區(qū)域隔離；線路保護(hù)拒動(dòng)作時(shí)，繼電保護(hù)可將線路故障切除，具有針對(duì)性的故障防御處理功能。

3.2 穩(wěn)定性

繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性作用顯著，特別是在故障發(fā)生之后可維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，以免故障對(duì)設(shè)備造成的損壞更大。良好的運(yùn)行環(huán)境是設(shè)備功能發(fā)揮的前提條件，如：繼電保護(hù)裝置能快速地切除故障，減短了設(shè)備及用戶在高電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間。通過(guò)模擬仿真，保證了系統(tǒng)在故障狀態(tài)下的穩(wěn)定運(yùn)行，防止系統(tǒng)中斷引起的損壞。

3.3 可靠性

對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)化改造的根本目的是滿足廣大用戶的用電需求，系統(tǒng)能否可靠地運(yùn)行也決定了用戶或設(shè)備的用電質(zhì)量。繼電保護(hù)裝置的運(yùn)用為系統(tǒng)可靠性提供了多方面的保障，如：安全方面，強(qiáng)大的故障處理功能保障了人員、設(shè)備的安全；效率方面，多功能的監(jiān)測(cè)方式可及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)，提醒技術(shù)人員調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

4 自動(dòng)化改造中的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

“狀態(tài)維修”技術(shù)憑借其獨(dú)特的功能優(yōu)勢(shì)，在電氣設(shè)備維修時(shí)得到了充分的運(yùn)用，促進(jìn)了電力系統(tǒng)運(yùn)行水平的改善。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是電氣設(shè)備狀態(tài)維修技術(shù)的關(guān)鍵系統(tǒng)，技術(shù)人員根據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題，引導(dǎo)技術(shù)人員盡快實(shí)施故障維修方案。

4.1 絕緣監(jiān)測(cè)

電氣設(shè)備的絕緣性能關(guān)系著電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，對(duì)線路絕緣進(jìn)行監(jiān)測(cè)是狀態(tài)維修的重要內(nèi)容。我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)期間設(shè)計(jì)的絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多數(shù)是掛網(wǎng)運(yùn)行的絕緣子，如：瓷、玻璃、復(fù)合絕緣子等，這些絕緣裝置會(huì)受到外界因素的變化而減弱性能，對(duì)絕緣元件積極配備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定作業(yè)。

4.2 雷擊監(jiān)測(cè)

線路是向電氣設(shè)備傳輸電壓的載體，若輸電線路發(fā)生故障則會(huì)影響到電能的正常供應(yīng)，不利于電氣設(shè)備的持續(xù)性運(yùn)行。狀態(tài)維修方案中的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需顧及到雷擊的危害，參照電氣設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)規(guī)劃雷擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。如：常用的雷擊監(jiān)測(cè)方法是安裝避雷針或避雷器，電氣設(shè)備遭受雷擊前后可起到監(jiān)測(cè)、保護(hù)的作用。

4.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)

環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備或連接線路也有很大的影響，若不采取有效的措施保護(hù)電氣設(shè)備，則會(huì)造成設(shè)備的故障發(fā)生率上升。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要監(jiān)測(cè)對(duì)象是大氣溫度、濕度、二氧化硫等，當(dāng)這些因素對(duì)電氣設(shè)備的性能造成不利影響后，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)把異常信號(hào)傳遞給監(jiān)控中心，警告技術(shù)人員盡快采取維修措施保護(hù)系統(tǒng)及設(shè)備。

5 結(jié)語(yǔ)

發(fā)展是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的根本要素，制定科學(xué)發(fā)展觀是促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)效益增收的最佳方式。工業(yè)經(jīng)濟(jì)是三大產(chǎn)業(yè)的核心，決定了未來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的改革發(fā)展趨勢(shì)，搞好工業(yè)產(chǎn)業(yè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型是極為關(guān)鍵的。電氣工程是工業(yè)經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)項(xiàng)目，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)加工、系統(tǒng)供電、人機(jī)操作等均有較大的決定作用。經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展以來(lái)，中國(guó)企業(yè)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)成為了必不可少的趨勢(shì)，只有充分發(fā)揮本國(guó)經(jīng)濟(jì)等方面的優(yōu)勢(shì)，才能爭(zhēng)取創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)收益。

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