鄭權(quán)
(煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 安徽省合肥市 230041)
電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有智能化運(yùn)行、安全、高效等特征優(yōu)勢(shì),因此在電氣工程相關(guān)領(lǐng)域中全面推廣應(yīng)用開來,在電氣自動(dòng)化持續(xù)推廣應(yīng)用背景下,相關(guān)技術(shù)在具體實(shí)踐中得到良好效果,進(jìn)一步驗(yàn)證了電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)融合應(yīng)用對(duì)整個(gè)電氣工程的促進(jìn)作用。處于現(xiàn)代化社會(huì)中,需要對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行深入研究,尋找融入電氣工程的有效策略,提升電氣工程運(yùn)行質(zhì)量,保障人們安全用電。
電氣自動(dòng)化是傳感器、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等技術(shù)的綜合體,也是相關(guān)技術(shù)統(tǒng)稱,在不同技術(shù)互相協(xié)調(diào)配合下,可以促進(jìn)人員監(jiān)控和電氣設(shè)備順利分離,單純利用相關(guān)設(shè)備儀器,便可以針對(duì)電氣工程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制管理。在某種傳感器、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)全面融合的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中,相關(guān)運(yùn)行活動(dòng)會(huì)率先借助傳感器設(shè)備支持針對(duì)電氣設(shè)備各種運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)施全面采集,同時(shí)對(duì)設(shè)備運(yùn)行各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確獲取,隨后將所采集信息傳遞至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中,計(jì)算機(jī)在接收相關(guān)數(shù)據(jù)后實(shí)施統(tǒng)一分析處理,幫助準(zhǔn)確把握系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),將不同運(yùn)行狀況作為基礎(chǔ)參考依據(jù),促進(jìn)系統(tǒng)信息朝著控制模塊順利傳遞,控制模塊順利接收相關(guān)信息后會(huì)按照具體信息面向電氣設(shè)備實(shí)施各種控制任務(wù)。
應(yīng)用電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠進(jìn)一步簡(jiǎn)化人和設(shè)備之間的復(fù)雜操作流程,借助電子設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)互相協(xié)作實(shí)施遠(yuǎn)程操作。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在具體實(shí)踐操作中存在以下特征,第一是設(shè)備對(duì)應(yīng)信號(hào)處理系統(tǒng)在順利接收相關(guān)傳輸命令信號(hào)后會(huì)將其進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為智能設(shè)備識(shí)別語言信息。第二是利用傳輸設(shè)備連接電氣設(shè)備以及其他設(shè)備信號(hào),促進(jìn)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備遠(yuǎn)程控制。第三是合理控制信號(hào)傳輸,將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息實(shí)時(shí)反饋到主機(jī)系統(tǒng),隨后借助系統(tǒng)自動(dòng)分析功能提高電氣工程運(yùn)行效率。
傳統(tǒng)模式下電源管理主要問題便是控制設(shè)備升級(jí)可變性,比如線路損壞、不一致、設(shè)備老化以及其他設(shè)備損壞管理等,從而直接影響設(shè)備性能。
應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠提升設(shè)備控制水平,幫助電氣工程領(lǐng)域彌補(bǔ)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)分析方面的缺陷和空白,除此之外,合理應(yīng)用電氣自動(dòng)化針對(duì)電氣工程相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理分析中,可以利用數(shù)據(jù)類型差異選擇適合方式,提高數(shù)據(jù)處理結(jié)果準(zhǔn)確度。除此之外,其能夠?yàn)楣こ炭刂茮Q策提供有效參考數(shù)據(jù)。將電氣自動(dòng)化融入電氣工程當(dāng)中,可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化各種復(fù)雜控制程度,并以此為基礎(chǔ)促進(jìn)電氣工程和自動(dòng)化結(jié)構(gòu)互相契合,提升電氣工程的運(yùn)行效率。
電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)施需要以各種自動(dòng)化設(shè)備為基礎(chǔ),為此需要密切聯(lián)系電氣工程設(shè)計(jì)運(yùn)行需求和運(yùn)行現(xiàn)狀選擇適合設(shè)備。電氣工程中的電氣自動(dòng)化應(yīng)用設(shè)計(jì)中,需要嚴(yán)格按照具體原則實(shí)施設(shè)備選型,將促進(jìn)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控和遠(yuǎn)程調(diào)度為目標(biāo)進(jìn)行合理的設(shè)備選型,在自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)選型中,需要保障其中接線工作的間接性,保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行,堅(jiān)持成本控制基礎(chǔ)原則,支持設(shè)備后期安全、穩(wěn)定運(yùn)行,方便系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)。
電氣工程融入電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)需要嚴(yán)格遵循下列設(shè)計(jì)原則,第一是在開關(guān)設(shè)計(jì)中需要保障系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作,開關(guān)設(shè)備選擇中需要堅(jiān)持智能化的基礎(chǔ)原則,選擇擁有遠(yuǎn)程分合閘功能設(shè)備。第二是繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)中,針對(duì)電氣工程內(nèi)各種電氣設(shè)備實(shí)施綜合規(guī)劃中,需要強(qiáng)化自動(dòng)化技術(shù)、變壓保護(hù)等技術(shù)在機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用,促進(jìn)繼電保護(hù)裝置能夠充分發(fā)揮出自身價(jià)值功能,配置完善的電氣多功能表,電氣自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)應(yīng)站控層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1 所示。
圖1: 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)應(yīng)站控層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
圖2: 變電所綜合自動(dòng)化保護(hù)系統(tǒng)拓?fù)鋱D
在電氣工程運(yùn)行中出現(xiàn)各種突發(fā)性事故而影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件下,其中的繼電保護(hù)裝置能夠形成自動(dòng)響應(yīng),發(fā)揮出重要作用。具體來講,繼電保護(hù)裝置在電氣工程出現(xiàn)各種突發(fā)性事故以及運(yùn)行故障條件下,便會(huì)迅速響應(yīng),發(fā)出警報(bào),將系統(tǒng)線路自動(dòng)切斷,從而保障和故障線路對(duì)應(yīng)連接設(shè)備處于一種穩(wěn)定、安全運(yùn)行狀態(tài)。借助機(jī)電保護(hù)裝置有效支持,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控記錄整個(gè)線路運(yùn)行狀態(tài),準(zhǔn)確把握系統(tǒng)運(yùn)行狀況,同時(shí)能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施合理控制,在短時(shí)間內(nèi)實(shí)施快速保護(hù)響應(yīng),從最大程度上降低因?yàn)閭鹘y(tǒng)繼電保護(hù)裝置未能迅速反應(yīng)所導(dǎo)致的運(yùn)行故障。充分發(fā)揮出繼電保護(hù)裝置相關(guān)檢測(cè)功能條件下,能夠快速發(fā)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備、線路的異常運(yùn)行狀況,此外,還可以在短時(shí)間內(nèi)快速判斷系統(tǒng)特殊區(qū)間內(nèi)電力線路、電纜以及電氣設(shè)備的現(xiàn)實(shí)運(yùn)行狀況,一旦發(fā)生各種異常問題,繼電保護(hù)裝置能夠進(jìn)行瞬時(shí)響應(yīng),為系統(tǒng)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行奠定良好基礎(chǔ),這也是繼電保護(hù)裝置和電氣自動(dòng)化有效融合。在電氣自動(dòng)化和繼電保護(hù)裝置全面融合中,需要重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備故障問題,大部分條件下,繼電保護(hù)裝置相關(guān)故障問題主要可以體現(xiàn)為誤動(dòng)和拒動(dòng)等現(xiàn)象。其中的拒動(dòng)主要是在電氣系統(tǒng)產(chǎn)生故障問題后,系統(tǒng)內(nèi)的繼電保護(hù)裝置無法快速響應(yīng),實(shí)施斷線保護(hù)操作,影響保護(hù)功能發(fā)揮。其中所說的誤動(dòng)則是指,電氣系統(tǒng)未出現(xiàn)運(yùn)行異常以及故障問題條件下,繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)錯(cuò)誤反應(yīng),發(fā)送錯(cuò)誤保護(hù)命令,同時(shí)執(zhí)行各種錯(cuò)誤保護(hù)操作。針對(duì)繼電保護(hù)裝置中的錯(cuò)誤保護(hù)命令,需要相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行深入分析和細(xì)致檢查,同時(shí)采取針對(duì)性的處理措施。自動(dòng)化設(shè)備控制中,系統(tǒng)需要同步實(shí)施多種控制,按照順序執(zhí)行各項(xiàng)動(dòng)作,實(shí)施順序控制或步進(jìn)控制。系統(tǒng)運(yùn)行中實(shí)施階段性分解,系統(tǒng)分析整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行變化,合理設(shè)計(jì)預(yù)期運(yùn)行順序,明確運(yùn)行時(shí)間,保障內(nèi)部狀態(tài)和輸入條件精準(zhǔn)同步執(zhí)行。步進(jìn)控制在順序功能流程基礎(chǔ)上,合理設(shè)置各項(xiàng)動(dòng)作,促進(jìn)上下動(dòng)作順利銜接。
傳統(tǒng)模式下的繼電保護(hù)裝置在實(shí)際操作運(yùn)行中容易出現(xiàn)各種問題故障,為此通過對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行合理改進(jìn)。隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,變電站保護(hù)裝置不斷的發(fā)展,從以微型計(jì)算機(jī)為核心的微機(jī)綜合保護(hù)裝置逐步取代最初的RTU裝置,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)自動(dòng)掃描裝置進(jìn)行信息掃描中擁有良好穩(wěn)定性,能夠減少系統(tǒng)誤操作風(fēng)險(xiǎn)。此外,微機(jī)綜合保護(hù)設(shè)備在實(shí)際操作運(yùn)行中還具有良好靈敏度以及多樣選擇,借助遠(yuǎn)程控制功能能夠?qū)ο到y(tǒng)設(shè)備運(yùn)行各種功率參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確獲取,準(zhǔn)確闡明繼電保護(hù)裝置具體操作狀態(tài),提升系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。
隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,變電站保護(hù)系統(tǒng)也在不斷的發(fā)展,從最初的微機(jī)綜合保護(hù)裝置逐步過渡到綜合自動(dòng)化系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上將各廠家保護(hù)裝置的通訊規(guī)約統(tǒng)一到IEC61850 的電力系統(tǒng)通訊規(guī)約,打破了不同廠家保護(hù)裝置之間的壁壘。隨著光PT、光CT 取代傳統(tǒng)的PT、CT,變電站保護(hù)系統(tǒng)發(fā)展到了全數(shù)字化階段,并實(shí)現(xiàn)了變電站保護(hù)系統(tǒng)的智能化。
圖3: 電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景
圖4: 電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)
變電站綜合性信息監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具備多種功能,以此為基礎(chǔ)形成的自動(dòng)化變電站操作系統(tǒng)能夠針對(duì)信號(hào)傳輸系統(tǒng)、自動(dòng)化裝置、測(cè)量裝置以及繼電保護(hù)裝置等實(shí)施全面重組可以對(duì)變電站整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電氣設(shè)備以及線路整體運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)控,極大的提升了變電站運(yùn)行的安全性、可靠性。結(jié)合通信系統(tǒng)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)融合形成的自動(dòng)化系統(tǒng)賦予綜合系統(tǒng)以全面集成特性和智能化控制特性,具有操作快捷、便利等優(yōu)勢(shì)。
從電氣工程實(shí)際運(yùn)行角度分析,實(shí)施有效的監(jiān)控管理能夠促進(jìn)工程建設(shè)的有序?qū)嵤瑸榇诵枰訌?qiáng)電氣工程中的遠(yuǎn)程監(jiān)控,充分利用自動(dòng)化技術(shù),能夠進(jìn)一步提升電氣工程相關(guān)監(jiān)督管理工作的實(shí)效性和便捷性。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)主要以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為基礎(chǔ)載體,以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為重要支撐,充分發(fā)揮出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能作用,可以促進(jìn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)針對(duì)各種設(shè)備運(yùn)行實(shí)施有效控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),有效減少傳統(tǒng)模式下人工檢測(cè)所形成的故障隱患,減少人工檢測(cè)中的多余費(fèi)用支出,幫助整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行順利擺脫空間和時(shí)間限制,隨時(shí)隨地對(duì)電氣工程運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)督,有助于提升整個(gè)電氣工程的運(yùn)行效率。
電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程融合應(yīng)用中能夠隨時(shí)應(yīng)用監(jiān)控設(shè)備,應(yīng)用程序作為系統(tǒng)運(yùn)行預(yù)測(cè)設(shè)備和大數(shù)據(jù)分析工具。假如所監(jiān)測(cè)到的運(yùn)行數(shù)據(jù)不符合系統(tǒng)正常操作數(shù)值標(biāo)準(zhǔn),則相關(guān)數(shù)據(jù)便會(huì)自動(dòng)呈現(xiàn)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)屏幕中,能夠預(yù)防設(shè)備故障,電氣自動(dòng)化管理可以提升設(shè)備保護(hù)效果,全面優(yōu)化綜合收益。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要優(yōu)勢(shì)便是其自身的技術(shù)控制和性能優(yōu)越性。
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方面,在對(duì)各種監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行合理安裝基礎(chǔ)上,把互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制媒介。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要優(yōu)勢(shì)能夠節(jié)約成本,對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行快速發(fā)布,同時(shí)能夠有序開展分析工作。此外,遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)安全性高,操作便捷,安裝方便等優(yōu)點(diǎn)?,F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)適合電力消耗為基礎(chǔ)的新型電力管理系統(tǒng),涵蓋遠(yuǎn)程監(jiān)控各個(gè)層面,因此屬于遠(yuǎn)程監(jiān)控的創(chuàng)新發(fā)展。
集中監(jiān)控將系統(tǒng)集中于同一方向,進(jìn)一步降低管理難度,面對(duì)高度保護(hù),可以選擇集中監(jiān)控方式。集中監(jiān)控需要各個(gè)系統(tǒng)具備中央監(jiān)督基礎(chǔ)。
電氣自動(dòng)化各種技術(shù)融入電氣工程當(dāng)中能夠進(jìn)一步提升整個(gè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率,同時(shí)在未來發(fā)展中,對(duì)系統(tǒng)能源負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確估算,使電網(wǎng)在運(yùn)行低谷以及能源高峰之間的調(diào)度工作更為清晰。相關(guān)改進(jìn)措施可以促進(jìn)相關(guān)能源資源的充分利用,全面落實(shí)挖峰填峰措施。因?yàn)閭鹘y(tǒng)能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)缺少自動(dòng)化技術(shù),所以從上到下不會(huì)出現(xiàn)大量電能消耗。合理應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)減少錯(cuò)誤發(fā)生。在持續(xù)降低發(fā)電機(jī)故障次數(shù)基礎(chǔ)上能夠縮減電網(wǎng)故障頻率,支持整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)展。自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)畫面選擇級(jí)聯(lián)形式,可以直觀查閱調(diào)節(jié)主變、發(fā)電機(jī)、斷路器、接地開關(guān)、隔離開關(guān)等設(shè)備運(yùn)行參數(shù)指標(biāo)和運(yùn)行部位,具體操作如圖所示。
電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)措施適用于多種場(chǎng)景和各個(gè)領(lǐng)域,能夠針對(duì)能源網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高效傳輸。而在具體規(guī)劃設(shè)計(jì)中,需要合理融入電氣自動(dòng)化技術(shù),對(duì)電氣自動(dòng)化相關(guān)操作原理和實(shí)施原則進(jìn)行系統(tǒng)闡述。電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)的融合應(yīng)用即結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息系統(tǒng)對(duì)變電站、電網(wǎng)調(diào)度以及工作站等方面進(jìn)行有效調(diào)節(jié)和改善,融入電氣自動(dòng)化可以做好網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接控制,不但能夠進(jìn)一步減少電網(wǎng)調(diào)度成本,同時(shí)還可以減少系統(tǒng)調(diào)度時(shí)間,能夠體現(xiàn)出自動(dòng)化網(wǎng)格調(diào)度的突出優(yōu)勢(shì),能夠改善整體工作效率。其中需要注意為了進(jìn)一步滿足電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度需求,需要保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的順暢連接,提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性,利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)服務(wù)器相關(guān)功能實(shí)施合理分配,保障系統(tǒng)內(nèi)各種硬件設(shè)備的穩(wěn)定執(zhí)行,做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中,應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)以及實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)能夠針對(duì)各種設(shè)備運(yùn)行參數(shù)信息進(jìn)行有效獲取,輔助員工科學(xué)判斷系統(tǒng)操作,對(duì)電氣自動(dòng)化相關(guān)電氣負(fù)載進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè),并開展科學(xué)規(guī)劃。
電氣自動(dòng)化在電氣工程中進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用中,需要進(jìn)一步明確相關(guān)總線計(jì)劃是否合理。聯(lián)系工程現(xiàn)場(chǎng)施工需求,應(yīng)用總線設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化編制項(xiàng)目實(shí)施方案,提升各種項(xiàng)目信息的完善性和全面性,適合各種電氣工程設(shè)計(jì)。促進(jìn)專業(yè)設(shè)備和智能電氣系統(tǒng)的全面融合,進(jìn)一步縮減電纜消耗,控制工程建設(shè)成本,同時(shí)能夠有效節(jié)約后續(xù)維修養(yǎng)護(hù)成本。電氣自動(dòng)化在國(guó)內(nèi)電氣工程領(lǐng)域發(fā)展相繼成熟,相關(guān)技術(shù)于配電站外部電纜裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)用中具有操作簡(jiǎn)便的特性,能夠充分滿足變電站運(yùn)行中的各種功能需求,減少項(xiàng)目投資成本。電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程外部電纜設(shè)計(jì)應(yīng)用中,可以進(jìn)一步分成兩部分,分別是通信電纜線路以及220V 的額定交流電纜線路。具體線纜線材類型包括雙芯屏蔽雙絞線以及屏蔽型電纜。針對(duì)通信電纜需要合理設(shè)置主備用,用于維護(hù)、檢修以及故障檢測(cè)。
綜上所述,在電氣工程等行業(yè)領(lǐng)域中合理應(yīng)用電氣自動(dòng)化等技術(shù)能夠幫助進(jìn)一步提升行業(yè)發(fā)展水平,促進(jìn)整個(gè)電氣工程產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定建設(shè)發(fā)展。為此需要對(duì)電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入研究,準(zhǔn)確把握電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用特征和設(shè)計(jì)原則,提出有效的融合策略,全面優(yōu)化電氣工程建設(shè)效果,保障相關(guān)電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,提高電氣工程運(yùn)行可靠性,降低各種故障影響幾率。