新時期電氣自動化及電氣自動化發(fā)展前景

馮帥 郝旭

摘要：本文將對電力系統(tǒng)自動化技術(shù)、電力自動化以及電氣工程中的自動化技術(shù)應用問題進行分析，并在此基礎上提出一些建設性建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動化技術(shù);研究

引言：

電氣自動化，指的是通過利用感應器、繼電器等電氣元件，來實現(xiàn)對順序和時間的控制。其他的如一些儀表或伺服電機，會隨著外界環(huán)境的變化反饋到內(nèi)部，從而導致輸出量發(fā)生變化，進而實現(xiàn)穩(wěn)定的目的。

1、電力系統(tǒng)自動化

第一，電網(wǎng)調(diào)度的自動化。實踐中可以看到，其運行模式主要是由電網(wǎng)調(diào)度中心進行統(tǒng)一的計算，通過計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、工作站、服務器以及顯示器和相關(guān)的打印設備來實現(xiàn)，并且經(jīng)網(wǎng)絡和專線方式實現(xiàn)對下級電網(wǎng)調(diào)度中心的有效連接。電網(wǎng)調(diào)度及其自動化，使其能夠在整個電力系統(tǒng)生產(chǎn)實踐中進行實施的信息采集、數(shù)據(jù)監(jiān)控以及電網(wǎng)運行安全分析與監(jiān)督。同時，還可以對電力負荷進行有效的預測，對自動發(fā)電系統(tǒng)進行調(diào)度和控制。

第二，變電站的自動化。從某種程度上來說，可有效提高電力單位的工作效率，實踐無需通過各種人為力量對其進行監(jiān)控，這樣就可以省下很多的人力資源。同時，監(jiān)控能力也大大提升，這在很大程度上也提高了變電站系統(tǒng)的運行安全指數(shù)。對于變電站而言，其實現(xiàn)自動化的主要目的在于有效對站內(nèi)所有的電氣設備進行實時監(jiān)控，確保它們能夠正常的運行。具體而言，科技水平的不斷提升，從根本上改變了傳統(tǒng)的設備監(jiān)管模式，使其向著數(shù)字化方向發(fā)展。比如，計算機電纜、光纖技術(shù)的應用，取代了傳統(tǒng)的電信號電纜，同時也提高了記錄、管理以及操作方面的實用性，并且提高了數(shù)據(jù)信息的準確性。

第三，發(fā)電廠DCS系統(tǒng)。對于發(fā)電廠DCS系統(tǒng)而言，它主要是指電力技術(shù)化發(fā)展過程中的最前沿科技項目，不管是組建過程，還是具體的分布結(jié)構(gòu)，均是當前科技發(fā)展過程中的必然產(chǎn)物。從實踐來看，通過快速計算和系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，可以及時的反映出工作人員的實時狀態(tài)，這對于針對相關(guān)數(shù)據(jù)做出有效的判斷、決策以及確保發(fā)電廠的運行，具有非常重大的意義。

2、電力自動化分析

首先，電力一次設備逐漸向著智能化方向發(fā)展。一般而言，電力二次設備與一次設備安裝地點間距只有幾十米，或者幾百米，二者之間以強信號電纜實現(xiàn)有效的連接。電力一次設備在向著智能化方向發(fā)展過程中，所存在著的主要問題在于大電流開斷時，可能會造成高強度電磁場，嚴重干擾電子部件，最終使其受到嚴重的損害。在此過程中，最為關(guān)鍵的技術(shù)就是電磁兼容、電源和接口通信協(xié)議標準。所謂電力一次設備智能化，實際上就是在設計一次電氣設備結(jié)構(gòu)時，實現(xiàn)常規(guī)的普通二次設備部分、或者全部功能，該過程通常也稱為是一次設備自帶測量、保護功能，比如智能開關(guān)、智能化箱式變電站等等。

其次，電力一次設備狀態(tài)在線檢測。實踐中，為對電力一次設備運行狀態(tài)進行全面的檢測，對各參數(shù)變化進行有效的分析和研究，必須對發(fā)電機、變壓器以及汽輪機等電力一次設備運行參數(shù)予以實時、連續(xù)在線監(jiān)測。

最后，電力互感器。對于電力互感器而言，其作為電力系統(tǒng)中一項不可或缺的電氣設備，主要是指按照一定的比例關(guān)系，把高電壓及大電流數(shù)值，有效轉(zhuǎn)變成可用儀表測量的數(shù)值，這對于實現(xiàn)用儀表直接進行測量非常重要。對于這一設備而言，其存在著的主要缺點是電壓等級越高，絕緣性能就越差;設備質(zhì)量、體積越大，其信號范圍就會越小，這將造成電流互感器飽和、信號畸變等。從實踐來看，目前國內(nèi)該領域所存在著和的主要問題在于材料總是隨著溫度系數(shù)的變化而影響其穩(wěn)定性。對于光電互感器而言，其所輸出的信號較之于電磁式互感器信號而言，要小很多，通常以毫安計。

3、電氣工程自動化技術(shù)應用前景分析

（1）電氣監(jiān)控系統(tǒng)

電氣監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用是對監(jiān)測和控制電氣設備的故障和運行狀態(tài)的故障。如果電氣設備出現(xiàn)故障，相應的監(jiān)控系統(tǒng)就會發(fā)揮作用，將電力供應切斷，從而繼續(xù)擴大故障控制范圍，并實現(xiàn)及時避免事故發(fā)生之目的。實踐中可以看到，電氣監(jiān)控系統(tǒng)是通過參數(shù)測量、對參數(shù)進行邏輯分析研究和監(jiān)控執(zhí)行程序來實現(xiàn)電氣監(jiān)控目的。一般而言，其最基本的工作流程表現(xiàn)為：對電氣設備的實際運行參數(shù)予以檢測，在獲得檢測參數(shù)以后，及時反饋監(jiān)控系統(tǒng)，然后電氣監(jiān)控系統(tǒng)就會對上述所測量的數(shù)據(jù)信息進行邏輯性的分析研究，最后將分析結(jié)果有效地輸入到執(zhí)行系統(tǒng)之中，進行后續(xù)操作。

（2）電氣節(jié)能系統(tǒng)

第一，空調(diào)節(jié)能技術(shù)。在建筑中耗電量最多的系統(tǒng)就是空調(diào)系統(tǒng)，所以建筑節(jié)能的關(guān)鍵就在于對空調(diào)系統(tǒng)的控制。而空調(diào)節(jié)能技術(shù)重點集中在地源熱泵技術(shù)、水源熱泵、焙值控制技術(shù)和變風量控制技術(shù)等方面。地源熱泵主要是利用地表的地熱資源來進行供熱和制冷的環(huán)保節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)。而水源熱泵則是通過地球所儲藏的一些太陽能資源來作為冷、熱源轉(zhuǎn)換的一項空調(diào)技術(shù)。上述兩項技術(shù)都是高效節(jié)能環(huán)保，而且均屬于可再生資源，具有節(jié)水省電，維護簡單和運行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。

第二，照明節(jié)能技術(shù)。在用電量方面，照明系統(tǒng)僅次空調(diào)系統(tǒng)，且其控制方式可以分為智能控制和定時控制，在建筑行業(yè)中，一般都采用總體智能控制手段?？傮w智能系統(tǒng)主要分為三部分，一是系統(tǒng)單元，二是輸出單元，三是輸入單元，它與計算機相連接，然后利用智能繼電器來控制各路獨立光源，再通過系統(tǒng)的相關(guān)反饋信息，繼而實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和節(jié)能智能控制。對于節(jié)能鎮(zhèn)流器、電子變壓器以及電子鎮(zhèn)流器等光源，必須選擇性能良好、能耗低的用電附件。比如，對于熒光燈，因為其具備無功補償功能，所以可以適用于一些公共建筑或者展覽館等來實現(xiàn)內(nèi)部照明。

（3）消防應急照明系統(tǒng)

第一，電源選擇。消防應急照明在選擇供電方式時，一定要充分考慮以下因素：轉(zhuǎn)換時間、照明的種類、電源的特性以及持續(xù)工作時間，綜合以上因素，然后再結(jié)合工程的相關(guān)實際情況，確保應急照明系統(tǒng)經(jīng)濟合理、安全可靠。

第二，控制形式。消防照明系統(tǒng)的控制形式一般有以下三種形式：其一，處于常閉狀態(tài)的照明系統(tǒng)，當發(fā)生火災時，可以由消防控制中心發(fā)出信號點亮照明燈。處于常閉狀態(tài)下的照明控制方式可以適用于很多的場所，其優(yōu)點在于配線及控制簡單，并且節(jié)約成本;而缺點就是燈具及線路發(fā)生故障時很難查找，并且需要經(jīng)常檢查和維護。其二，處于常亮狀態(tài)的照明系統(tǒng)，該控制形式的優(yōu)點就在于配線及控制較為簡單，但其缺點是比較浪費電力。其三，平時可控照明系統(tǒng)，該控制方式使用的是雙控開關(guān)或交流接觸器，在發(fā)生火災時，可以由消防控制中心及時輸出信號，進而強行切換并且點亮，這種方式的優(yōu)點就在于節(jié)約成本、節(jié)約能源。

結(jié)語：

當前，國內(nèi)電氣工程相關(guān)的自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是由發(fā)電、輸電自動化向發(fā)電、輸電和配電自動化方向全面發(fā)展;然而對其控制策略也逐漸地朝著協(xié)調(diào)化、區(qū)域化、智能化、最優(yōu)化和適應化的方向發(fā)展，除此之外，管理部門在控制手段方面，也逐漸加強了對電力電子器件、遠程通信和微機的應用，而對于應用理論工具的方面，會越來越多的通過現(xiàn)代化、科技化控制理論實施。只有這樣，才能確保我國電氣工程自動化建設事業(yè)的持續(xù)、快速和健康的發(fā)展。

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