電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

畢連奎

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)東北電力第一工程有限公司

電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

畢連奎

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)東北電力第一工程有限公司

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化所涉及的學(xué)科范圍也越來(lái)越廣，電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，使得一些領(lǐng)域的工作效率得到了提高，而且完善了各個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，使企業(yè)獲得了較多的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，并在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中使其經(jīng)濟(jì)得到了穩(wěn)定、可持續(xù)的發(fā)展。

電氣工程；自動(dòng)化技術(shù)

一、我國(guó)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展概況

現(xiàn)代社會(huì)，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快和人們生活品質(zhì)的提高，對(duì)電能供應(yīng)的“安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、可靠”等各項(xiàng)指標(biāo)的要求也越來(lái)越高。相應(yīng)的，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)也提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)今電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)正趨向于：

1、由輸電、發(fā)電自動(dòng)化向輸電、發(fā)電、配電自動(dòng)化進(jìn)行全面發(fā)展。

2、柔性交流輸電技術(shù)(FACTS)的發(fā)展進(jìn)一步提高了在輸電和配電方面的自動(dòng)化水平。

3、在控制策略上日益向著適應(yīng)化、智能化、最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化和區(qū)域化方向發(fā)展。

4、在理論工具的應(yīng)用上，越來(lái)越多的借助了當(dāng)前現(xiàn)代化控制理論。

5、在控制手段上日益增加了對(duì)遠(yuǎn)程通信、電力電子器件和微機(jī)的應(yīng)用。

二、電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

從1800年，伏打發(fā)明第一個(gè)化學(xué)電池，人們開(kāi)始獲得連續(xù)的電流開(kāi)始，電力系統(tǒng)的開(kāi)始不斷的發(fā)展完善。中國(guó)的電力工業(yè)始于1882年，至今年已有124年的歷史。自新中國(guó)成立之后，我國(guó)電力工業(yè)迅速發(fā)展，到目前為止，基本上進(jìn)入大電網(wǎng)、大電廠、大機(jī)組、高電壓輸電、高度自動(dòng)控制的新時(shí)代。

2.1 現(xiàn)代電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要內(nèi)容有電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、火電場(chǎng)自動(dòng)化、水電廠自動(dòng)化等。同時(shí)，潔凈煤技術(shù)、水電開(kāi)發(fā)、核電的發(fā)展也越來(lái)越得到重視；新能源的開(kāi)發(fā)利用，特別是可再生能源的開(kāi)發(fā)利用也是現(xiàn)代電力技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。因此，建立健全的電力市場(chǎng)機(jī)制是提高效率、降低成本，促進(jìn)電力資產(chǎn)的合理利用與發(fā)展的有效保證。

2.2 發(fā)電廠自動(dòng)化

電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸配電系統(tǒng)及負(fù)荷組成的統(tǒng)一整體，通常覆蓋廣闊的地域。發(fā)電廠作為電力系統(tǒng)的始端，它的自動(dòng)化決定了整個(gè)電力工程的自動(dòng)化。

1)火力發(fā)電廠?；鹆Πl(fā)電廠是利用煤、油、天然氣、油頁(yè)巖等為燃料的發(fā)電廠。它的自動(dòng)化系統(tǒng)一般由廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)、電廠管理信息系統(tǒng)(MIS)、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、故障信息子系統(tǒng)、繼電保護(hù)及故障信息管理子站、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)、機(jī)組分散控制系統(tǒng)(DCS)構(gòu)成。

2)水力發(fā)電廠。水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用已經(jīng)有20多年。水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)一般采用了集調(diào)速、勵(lì)磁、保護(hù)、監(jiān)控于一體的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單元控制模式。機(jī)組LCU主要分為6大要點(diǎn)模塊構(gòu)成。其中主控(CPU)模塊主要完成機(jī)組測(cè)量、控制、調(diào)節(jié)等功能；調(diào)速模塊主要完成機(jī)組轉(zhuǎn)速及有功功率的調(diào)節(jié)；勵(lì)磁模塊主要完成機(jī)組電壓及無(wú)功功率的調(diào)節(jié)；保護(hù)模塊主要完成發(fā)電機(jī)組的保護(hù)功能。

2.3 變電站綜合自動(dòng)化

20世紀(jì)70年代末，西門子公司于1985年在德國(guó)投入其第一套變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，開(kāi)始變電站綜合自動(dòng)化的研究工作，于80年代開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用應(yīng)用。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能體現(xiàn)在下述五個(gè)子系統(tǒng)的功能中：

1)控制系統(tǒng)。主要是進(jìn)行變電站的數(shù)據(jù)包括模擬量、開(kāi)關(guān)量和電能量的數(shù)據(jù)采集、故障錄波和測(cè)距、故障記錄、斷路器跳合閘記錄、保護(hù)動(dòng)作順序記錄的事件順序記錄、操作控制功能、安全監(jiān)視功能、人機(jī)聯(lián)系功能、數(shù)據(jù)處理與記錄功能、諧波分析與監(jiān)視、打印功能。

2)繼電保護(hù)子系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的微機(jī)繼電保護(hù)主要包括輸電線路保護(hù)、電力變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、小電流接地系統(tǒng)自動(dòng)選線、自動(dòng)重合閘等。

3)電壓、無(wú)功綜合控制子系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)必須具有保證安全、可靠供電和提高電能質(zhì)量的自動(dòng)控制功能。電壓和頻率是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，因此電壓、無(wú)功綜合控制也是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。

三、電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景

1 電氣工程自動(dòng)化技術(shù)管控一體化

電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的核心在于智能化控制，這是提升系統(tǒng)保護(hù)及改善系統(tǒng)效益的重中之重。從理論內(nèi)容及我國(guó)建設(shè)發(fā)展來(lái)看，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)智能化控制效益必將逐漸提升，其發(fā)展必將逐漸趨向于管控一體化。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)管控一體化可以充分展現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)，可以完整表達(dá)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息，符合我國(guó)設(shè)備高集成、智能化構(gòu)造趨勢(shì)，是電氣工程自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的必然方向。

2 電氣工程自動(dòng)化狀態(tài)檢修技術(shù)

電氣工程自動(dòng)化狀態(tài)檢修技術(shù)可以通過(guò)設(shè)備內(nèi)容的控制實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)的檢驗(yàn)，以設(shè)備資產(chǎn)管理體系核心達(dá)到各項(xiàng)故障診斷，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行效益的保障。該技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備中存在的問(wèn)題，對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行計(jì)算、分析及處理，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，已經(jīng)成為電氣設(shè)備監(jiān)控管理的重要研究方向。

電氣工程自動(dòng)化狀態(tài)檢修技術(shù)的核心在于對(duì)系統(tǒng)的故障診斷及狀態(tài)監(jiān)視，可以為人員監(jiān)控提供完善的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，供人員進(jìn)行連續(xù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。與此同時(shí)，該技術(shù)還可以與系統(tǒng)設(shè)備核心結(jié)構(gòu)具有一定的關(guān)聯(lián)，可以依照系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，及時(shí)反映系統(tǒng)中的潛在問(wèn)題。在上述檢修技術(shù)運(yùn)用中設(shè)備運(yùn)行效益可以得到非常明顯的提升，工程安全性、穩(wěn)定性、可靠性可以得到本質(zhì)上的保障，這對(duì)我國(guó)社會(huì)發(fā)展具有非常積極的意義。因此，在今后電氣工程自動(dòng)化技術(shù)研究過(guò)程中人員要加大對(duì)狀態(tài)檢修技術(shù)的分析，要對(duì)該方面內(nèi)容進(jìn)行深入挖掘，為系統(tǒng)安全運(yùn)行奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，現(xiàn)如今，隨著我國(guó)發(fā)展領(lǐng)域越來(lái)越廣闊，電氣工程及其自動(dòng)化的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，無(wú)論是應(yīng)用在哪個(gè)領(lǐng)域中，都給人們的工作帶來(lái)了積極的影響，可以減緩工作人員的工作量，能夠很快的處理各種繁雜的問(wèn)題，有利于企業(yè)更好的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)，是一種輔助性很強(qiáng)的工具。隨著人們生活質(zhì)量的提高，在日常生活中，電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用會(huì)更加頻繁，會(huì)被人們更加廣泛的使用和推廣，也會(huì)給人們的生活帶來(lái)很大的變化，使人類發(fā)展得到進(jìn)步。

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[2]梁媛園.淺析電氣工程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].民營(yíng)科技，2012.7.

[3]宋縣委.有關(guān)智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用的研究[J].科技致富向?qū)В?013(20).