關(guān)于電氣的自動化在電氣工程中融合應(yīng)用研究

毛慶武

摘 要：電力系統(tǒng)是指現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合所產(chǎn)生一種推進(jìn)技術(shù)的過程，自動化是指擁有先進(jìn)科學(xué)和識別系統(tǒng)的系統(tǒng)，自動化和電力系統(tǒng)的融合促進(jìn)了我國電氣工程自動化的發(fā)展，對電網(wǎng)和變電站做出了杰出的貢獻(xiàn)。本文就電氣自動化在電氣工程中的融合運用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；電氣工程；融合運用

前言

計算機通信技術(shù)行業(yè)的快速發(fā)展，為電氣工程帶去了新鮮的血液，電氣的自動化裝置大多是通過計算機通信技術(shù)來控制和協(xié)調(diào)的，電氣自動化與電氣工程的融合運用，使電氣工程的安全性以及供電性得到了很好的體現(xiàn)，大大的提高了電氣工程的運行效率。電氣自動化裝置可以對電氣系統(tǒng)實施很好的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常或危險都會發(fā)出警告信號；此外若電氣工程的線路設(shè)置出現(xiàn)超負(fù)荷的狀況，電氣自動化裝置會自動跳閘，保證系統(tǒng)的安全；電氣工程的自動化應(yīng)用還可以減少人員操作的損失。

1.電氣自動化及電氣工程概述

1.1何為電氣自動化技術(shù)

一般的自動化技術(shù)包含兩方面的內(nèi)容，一是生產(chǎn)控制自動化；二是經(jīng)營管理自動化。兩者相輔相成，構(gòu)成自動化系統(tǒng)中必不可少的組成部分。

所謂的電氣自動化技術(shù)包括的內(nèi)容主要有電氣技術(shù)、電力自動化技術(shù)和電氣設(shè)備。近年來，隨著科技的發(fā)展，我國開始注重培養(yǎng)電氣控制，自動化系統(tǒng)設(shè)計以及產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)管理等一些專業(yè)人才。

電氣的自動化就是要實現(xiàn)機械設(shè)備以及生產(chǎn)管理的無人化參與，并且在沒有人員操作的情況下，機械設(shè)備也可以實現(xiàn)對產(chǎn)品或系統(tǒng)的自動監(jiān)測和自動處理等功能。

1.2電氣工程

電氣工程是人類生產(chǎn)生活必不可少的工程，它由以下幾部分構(gòu)成：通常的電力系統(tǒng)、電能的產(chǎn)生和應(yīng)用、電網(wǎng)的設(shè)計與實施、電力設(shè)備的設(shè)計和選擇以及高電壓下氣體絕緣的性能等。

1950年左右，我國的電力系統(tǒng)所擁有的容量已經(jīng)有了一定的千瓦數(shù)量，而自動化的電力系統(tǒng)容量卻少于10萬千瓦，那時的電力系統(tǒng)大多采用單項自動裝置，主要的功能就是安全保護(hù)以及過程自動調(diào)節(jié)。但是到了90年代的后期，隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展，我國加大了對電力自動化的研究力度，并且電力系統(tǒng)的規(guī)模也大大的擴增，只是單機的電力自動化系統(tǒng)容量就超過了前期的2倍左右，因此對于電氣工程的自動化提出了更高的要求。

1.3電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

經(jīng)濟和技術(shù)是衡量一個國家綜合實力的重要標(biāo)準(zhǔn)，要想在國際上立于不敗之地就必須發(fā)展國家的經(jīng)濟和科技。就目前而言，我國的電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用及融合都不太理想。電氣工程中的自動化技術(shù)成為電氣工程發(fā)展進(jìn)步的制約性因素，雖然電氣工程中的自動化技術(shù)還沒有達(dá)到國家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是在不斷的摸索中，電氣工程中的自動化技術(shù)應(yīng)用也有了很大進(jìn)步，例如電氣工程的自動化編程周期和電氣的自動化整體效率都有了很大進(jìn)步。

并且，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新和進(jìn)步，電氣工程中的自動化技術(shù)也在逐步完善，在朝著建立靈活的集成控制系統(tǒng)方向發(fā)展，在不久的將來電氣自動化技術(shù)將會與電氣工程很好的融合在一起，以滿足電氣工程自動化領(lǐng)域的技術(shù)需求。

2.電氣自動化與電氣工程中的融合運用

電氣系統(tǒng)的自動化與電氣工程的融合運用包括三個方面：供電方式及一次設(shè)備、遠(yuǎn)動系統(tǒng)及二次設(shè)備、通信方案及設(shè)備以及主站網(wǎng)絡(luò)與軟功能。

2.1供電方式及一次設(shè)備

由于受到地域與經(jīng)濟發(fā)展的影響，并且為了便于管理，我國把配電網(wǎng)分成了城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)。城市電網(wǎng)主要包括一些大中城市，并且是電纜網(wǎng)；而農(nóng)村電網(wǎng)覆蓋的范圍為鄉(xiāng)村和縣城，并且采用的電網(wǎng)覆蓋方式是架空線。

決定配電網(wǎng)供電方式的因素是電源點、線路開關(guān)設(shè)備和網(wǎng)架即線路聯(lián)結(jié)。

電源點與網(wǎng)架有多種多樣的組合方式，這也就決定了供電方式的多樣性，配電網(wǎng)中常用的供電方式有單電源輻射狀供電、雙電源互備供電、多電源互備供電、雙電源環(huán)網(wǎng)供電、多電源環(huán)網(wǎng)供電和網(wǎng)格狀供電等方式；而線路開關(guān)設(shè)備的多樣性為供電系統(tǒng)功能的多樣性提供了可能，常用的線路開關(guān)設(shè)備有環(huán)網(wǎng)柜、重合器、分段器、斷路器和負(fù)荷開關(guān)等。

一次設(shè)備指的主要是配電網(wǎng)中配電線路的主設(shè)備。

城市電纜網(wǎng)中配電線路的主設(shè)備一般為環(huán)網(wǎng)柜，這種設(shè)備由真空斷路器、SF6斷路器以及負(fù)荷開關(guān)等部件組成；而農(nóng)村中的架空線配電網(wǎng)中配電線路的主設(shè)備是斷路器、重合器和負(fù)荷開關(guān)以及分段器等。

2.2遠(yuǎn)動系統(tǒng)及二次設(shè)備

電氣工程自動化系統(tǒng)的遠(yuǎn)動系統(tǒng)設(shè)置的目的是依靠FTU、TTU 等完成對配電線路中的線路開關(guān)以及配電臺區(qū)即變壓器的監(jiān)控和檢測。遠(yuǎn)動系統(tǒng)和二次設(shè)備的布置是為了起到保護(hù)動作、環(huán)網(wǎng)控制、遠(yuǎn)方控制以及就地手動的目的。電氣工程中要想實現(xiàn)配電過程的自動化就必須解決儀表與操作電源和傳輸規(guī)約中的問題，其中關(guān)鍵問題就是要設(shè)計出既適用于戶外環(huán)境又可靠的不間斷電源。鑒于配電線路設(shè)備分布具有地理特性，現(xiàn)今的變電站中遵守的CDT、POLLING等規(guī)約都不能很好的應(yīng)用于電氣工程配電的自動化系統(tǒng)，而近年來新制定的101規(guī)約在一定范圍上得到了應(yīng)用，但是最終能否采用該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，尚難確定，需要有關(guān)部門制定出完善的傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

2.3通信方案及設(shè)備

電氣工程與電氣自動化技術(shù)的融合包括自動化的通信方案，該方案在廣義上來說不僅要包括主站對子站的通信和主站對現(xiàn)場單元的通信，還要包括子站對現(xiàn)場單元的通信、各子站之間的通信以及現(xiàn)場各單元之間的通信等。

通信歷來是電氣工程自動化的重難點，由于我國是一個地形和環(huán)境氣候復(fù)雜多樣的國家，各地區(qū)的通信方案也是多種多樣。一般的通信方案依靠的的是光纖、電力載波、有線電纜、微波等。

2.4 發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)

發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)是由分布結(jié)構(gòu)、分層結(jié)構(gòu)的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)、遠(yuǎn)行人員工作站、以太網(wǎng)以及過程控制單元等方面組成，其中輸出模塊和輸入模塊相結(jié)合再加上可冗余配件里的主控模件所共同組成的控制單元稱之為遠(yuǎn)程控制單元，它的通訊方式是利用主控模件把信息傳送到可冗余上，再傳送到智能輸出模塊和輸入模塊上，最后在和總線上的輸出模塊和輸入模塊進(jìn)行通訊，這個過程中唯一既可以在進(jìn)行信號接收時能直接承受現(xiàn)場變送器、熱電偶、開關(guān)量以及熱電阻等設(shè)備，還可以在全部都運行完成后進(jìn)行信號的輸出、實時的顯示以及實時的打印時能傳送設(shè)備的參數(shù)、設(shè)備的運行狀況，并用這種傳送方式直接對執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動，從而實現(xiàn)電氣自動化和電氣工程的相融合所運行過程的聯(lián)鎖檢測、聯(lián)鎖控制以及聯(lián)鎖保護(hù)等功能。

2.5 變電站的自動化

變電站的自動化不僅促進(jìn)了變電站監(jiān)控能力的增強，還實現(xiàn)了自動化監(jiān)視和自動化操作，免去了繁瑣的人工化監(jiān)視、人工化操作，此外它還能提高變電站的運行效率和提升變電站的運行水平。綜上所述，可以知道變電站的自動化具有多層次、全方位的監(jiān)控作用，可以對各種電氣設(shè)備進(jìn)行運行狀況的監(jiān)視，從而實現(xiàn)了有效控制。傳統(tǒng)的變電站的自動化是采用電磁裝置來進(jìn)行監(jiān)視，而現(xiàn)在則都采用全微機化設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，這種設(shè)備成功對計算機屏幕化進(jìn)行監(jiān)視和操作，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時應(yīng)該盡量用計算機電纜，而不是原來的電力信號電纜，這是因為計算機電纜可以實現(xiàn)自動化的統(tǒng)計記錄和運行管理。經(jīng)過近幾年的電力發(fā)展，變電站自動化已經(jīng)成電力企業(yè)和電網(wǎng)調(diào)度最重要的部分。

3.結(jié)語

由于電氣自動化技術(shù)是一項知識密集型技術(shù)，因此要想使電氣自動化能夠與電氣工程很好的融合運用，就必須從實際的電氣工程入手，認(rèn)真分析，并對電氣自動化裝置進(jìn)行有效的研究，只有先熟悉了電氣自動化裝置的結(jié)構(gòu)，并且把圖紙進(jìn)行完善（遵循一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）后，才能使兩者很好的融合運用。

參考文獻(xiàn)：

[1]楚力.電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用分析.電力建設(shè)廣東科技，2012，05（9）.

[2]肖吉帥.淺談電氣自動化在電氣工程中的融合運用.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013：05.

[3]馬學(xué)娟.探討電氣的自動化在電氣工程中融合運用.科技論壇，2012（9）.