電氣工程及其自動化技術(shù)下的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展分析

黃斌

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，電能在社會生活的各個方面都得到廣泛應(yīng)用。尤其是電氣自動化技術(shù)在維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定上起著重要作用，在日常生活中有很多家用電器都需要電能，如電視、電飯鍋等。在工業(yè)生產(chǎn)上機(jī)床等自動化生產(chǎn)設(shè)備，其動力來源也是電能。若電能供應(yīng)不夠穩(wěn)定，會對日常的生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來很大的影響。下面針對該項(xiàng)技術(shù)以地鐵建設(shè)為例進(jìn)行討論，主要介紹其發(fā)展現(xiàn)狀、關(guān)鍵性技術(shù)及在地鐵施工中的應(yīng)用，希望對電力工作研究者提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；電力系統(tǒng)；地鐵施工

一、該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展概況相關(guān)介紹

隨著時代的發(fā)展，電力系統(tǒng)的自動化程度已經(jīng)逐漸成為衡量國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志?；谖覈丝谥本€增長的現(xiàn)狀，高層建筑應(yīng)運(yùn)而生，越來越多的電氣設(shè)施被運(yùn)用到生活當(dāng)中。電氣自動化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)上的合理運(yùn)用，不僅能夠減少不合格產(chǎn)品的數(shù)量節(jié)約成本，工人的人身安全也能得到最大程度的保證。隨著電力設(shè)施的增多，電網(wǎng)的復(fù)雜程度也與日俱增，自動化技術(shù)的出現(xiàn)能將復(fù)雜的電網(wǎng)處理的有條不紊，有效減少安全事故。

現(xiàn)階段自動化技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，但在實(shí)際運(yùn)用過程中還存在很多不足之處：該項(xiàng)技術(shù)具有較高的成本，一般的中小型企業(yè)負(fù)擔(dān)不起；計算機(jī)設(shè)計技術(shù)還不夠完善，在各項(xiàng)設(shè)施的設(shè)計上與預(yù)計的目標(biāo)還有一定的差距；電力系統(tǒng)的信息傳輸系統(tǒng)對于信息的傳遞還不夠迅速，信息傳遞所覆蓋的范圍還有待提高[1]?？傊?，目前我國的自動化技術(shù)還在不斷的改進(jìn)與完善當(dāng)中。

二、地鐵施工中用到的電氣自動化相關(guān)技術(shù)概述

（一）智能控制技術(shù)相關(guān)介紹

電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化控制的核心是其智能系統(tǒng)，智能系統(tǒng)相當(dāng)于人類的大腦，能對傳輸回來的相關(guān)信息進(jìn)行處理和分析，并給出合理的改進(jìn)方案。智能系統(tǒng)另一方面的作用是對電力傳輸?shù)母鱾€部位進(jìn)行命令，通過電纜將命令轉(zhuǎn)變成電信號傳輸?shù)焦ぷ鞑课?，再通過特殊的操作將電信號轉(zhuǎn)化為執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠識別的信息，從而達(dá)到改變傳輸線路的目的。智能化控制在自動化系統(tǒng)中的地位不可取代，不僅能夠?qū)嫶髲?fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化整理，還能將數(shù)據(jù)分析中的錯誤率大大降低。該技術(shù)的合理使用，使傳統(tǒng)電網(wǎng)中存在的弊端得到很大改善，保證了地鐵施工過程的穩(wěn)定性和安全性。

（二）柔性輸電技術(shù)相關(guān)介紹

柔性輸電技術(shù)使用的是交流輸電方式，在地鐵運(yùn)營過程中能提供穩(wěn)定的交流電。交流輸電可在傳感技術(shù)上進(jìn)行使用，可對電力傳輸進(jìn)行很好的檢測。傳感技術(shù)的作用是對電力傳輸?shù)恼麄€過程進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的分析，對系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行分析和解決，將整個傳輸系統(tǒng)維持在動態(tài)平衡的狀態(tài)。

（三）監(jiān)控技術(shù)相關(guān)介紹

現(xiàn)階段我國監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用比較普遍，如建筑業(yè)、制造業(yè)等，在地鐵施工和運(yùn)營中也較為常見。在地鐵中運(yùn)用監(jiān)控技術(shù)是對電氣自動化技術(shù)的創(chuàng)新，將計算機(jī)成像技術(shù)、傳感技術(shù)以及智能控制系統(tǒng)有效結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)對軌道和地鐵行駛的動態(tài)監(jiān)控。該技術(shù)的存在能將地鐵運(yùn)行的風(fēng)險降到最低，并將運(yùn)行中的潛在風(fēng)險挖掘出來，可以實(shí)現(xiàn)對各類故障的有效預(yù)防[2]。

三、自動化技術(shù)在地鐵中使用的相關(guān)介紹

（一）對地鐵的各項(xiàng)配置進(jìn)行分析

地鐵在運(yùn)營過程中，通常只需控制兩方面的內(nèi)容：控制中心和車輛行駛。前者是地鐵運(yùn)營中的中央處理系統(tǒng)，可對整個車況進(jìn)行信息采集和分析，此過程使用的是SDK通道傳輸技術(shù)。后者是對車輛速度、穩(wěn)定性的管理和控制。利用電氣自動化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對BAS的種植以及與相關(guān)站點(diǎn)的連接，做到對列車各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行動態(tài)分析。

（二）在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

地鐵的供電系統(tǒng)是整個車身最重要的部分，沒有足夠的電能供應(yīng)，列車各個部分將無法正常工作。通常情況下，地鐵供電系統(tǒng)主要分為以下幾部分：外圍電網(wǎng)、變電裝置、牽引供電裝置、照明裝置、保護(hù)裝置及監(jiān)控裝置。下面對自動化技術(shù)在各部分的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1.自動化技術(shù)在外圍電網(wǎng)上的運(yùn)用

外圍電網(wǎng)就是地鐵中使用電能的動力來源，其供電系統(tǒng)通常與外部發(fā)電廠相連接。地鐵在不同狀態(tài)下需要不同大小的電壓或電流，在相應(yīng)自動化設(shè)備的作用下，可以將電廠提供的恒流電源進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到地鐵所需的電源。

2.在變電裝置上的運(yùn)用

變電裝置是在供電系統(tǒng)與其它系統(tǒng)間作用的裝置，供電系統(tǒng)的電流需要經(jīng)過變電裝置到達(dá)相應(yīng)的部位，才能得到合適的電流。該裝置的接線方式有兩種：線變式和橋型式，在自動化控制中，橋型接線是常用的接線方式。

3.在牽引供電裝置上的使用

牽引供電系統(tǒng)在地鐵最初的使用中，需要人工進(jìn)行開合閘操作，自動化技術(shù)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了其功能的自動化。列車有的系統(tǒng)中需要的是較小的直流電源，在自動化系統(tǒng)的作用下，由供電系統(tǒng)流出的交流電會被牽引裝置轉(zhuǎn)變成直流電，再達(dá)到指定位置功能。

4.在照明裝置上的使用

該項(xiàng)技術(shù)在照明裝置上的使用體現(xiàn)在其對燈光明暗程度的調(diào)控上，在照明系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的感應(yīng)裝置，對列車內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并反饋給終端控制器。當(dāng)外界光線較強(qiáng)時，列車內(nèi)部的燈光就會自動變暗。

5.在車輛保護(hù)系統(tǒng)中的運(yùn)用

電力系統(tǒng)給車輛進(jìn)行供電的同時會產(chǎn)生微小的雜散電流，會對車身內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)造成一定腐蝕。將自動化裝置安在地鐵的保護(hù)系統(tǒng)上，當(dāng)雜散電流超出列車的負(fù)荷就自動啟動保護(hù)系統(tǒng)，對雜散電流進(jìn)行消除。

6.在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用

自動化監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵上使用，能夠?qū)崿F(xiàn)對地鐵運(yùn)行的實(shí)時動態(tài)監(jiān)控。將每節(jié)車廂自動分離開來監(jiān)控，若發(fā)生事故能夠第一時間發(fā)現(xiàn)并解決。

四、結(jié)束語

綜上所述，電力系統(tǒng)自動化是未來電網(wǎng)運(yùn)行和管理的主要趨勢。電能給日常生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大便利的同時，也增加了國家電網(wǎng)的監(jiān)測和管理難度。電氣自動化技術(shù)的融入很好地解決了這一問題，在保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時將企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最大化，固定的編程計算程序?qū)?shù)據(jù)處理和分析失誤降到最低，但目前該技術(shù)在實(shí)際使用中還存在不足急需改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中振宇.淺析新形勢下電氣工程及其自動化存在的問題及應(yīng)對策略[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（19）：196.

[2]仲崇山.勝利油田電網(wǎng)實(shí)施220KV變電站自動化技術(shù)的研究[D].浙江大學(xué)，2013，12（02）：116-118.

[3]淺談電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新與應(yīng)用[J].硅谷，2014（03）：93-94.

[4]白森予.智能化技術(shù)在電氣工程自動化發(fā)展中的應(yīng)用及分析[J].科學(xué)中國人，2015（29）：13.

（作者單位：長沙市軌道交通運(yùn)營有限公司）