電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
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【摘 要】電氣與自動(dòng)化技術(shù)的作用體現(xiàn)在它面向整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，是連接傳統(tǒng)與現(xiàn)代工業(yè)的紐帶，是把現(xiàn)代管理技術(shù)、信息技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的關(guān)鍵性手段。提高生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，強(qiáng)調(diào)符合技術(shù)的應(yīng)用，提升電氣工程與自動(dòng)化工作人員的實(shí)踐能力，在以工程為背景的前提下，把理論和實(shí)際相聯(lián)系，對(duì)知識(shí)加深掌控，清楚認(rèn)知學(xué)有所用。電氣自動(dòng)化作為當(dāng)今最富有開發(fā)前景、最充滿活力和最富有生機(jī)的綜合性學(xué)科與眾多高新技術(shù)的合成，應(yīng)用非常廣泛，幾乎應(yīng)用到當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域。結(jié)合工作實(shí)踐，針對(duì)當(dāng)前電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討。
【關(guān)鍵詞】電氣工程 自動(dòng)化技術(shù)
電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)是采用各種具有控制功能和自動(dòng)檢測(cè)的裝置，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程或就地的自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視和管理，以起到保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和供電的質(zhì)量的作用。
一、電氣工程中自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理念
(一)采用集中控制設(shè)計(jì)的理念
采用集中式設(shè)計(jì)的理念控制的方法主要的特點(diǎn)是在電氣工程正常運(yùn)行和維護(hù)中便利，針對(duì)于電氣控制站沒有過(guò)高要求，但是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理念上較為容易。集中式控制方式可以將電氣工程系統(tǒng)中每項(xiàng)功能集中在同一個(gè)系統(tǒng)處理進(jìn)行運(yùn)行和處理信息，然而處理器主要工作任務(wù)繁瑣復(fù)雜，在處理速度上已經(jīng)受到了嚴(yán)重的影響。在電氣設(shè)備融入到控制系統(tǒng)中，監(jiān)控對(duì)象不斷增加普遍存在，但是電纜的數(shù)量不斷劇增，投資方也有明顯的變化。
此時(shí)在隔離刀閘上也會(huì)出現(xiàn)輔助接點(diǎn)位置不對(duì)的現(xiàn)象，這樣導(dǎo)致了電氣系統(tǒng)在電氣工程當(dāng)中沒有辦法順利運(yùn)行。在接線方面相對(duì)復(fù)雜為檢查線路時(shí)帶來(lái)不便，因此集中式控制設(shè)計(jì)在電氣工程當(dāng)中被廣泛的推廣和使用。
(二)電氣自動(dòng)化工程中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控設(shè)計(jì)理念
在現(xiàn)今的現(xiàn)代化的社會(huì)，已經(jīng)在電氣工程當(dāng)中普遍的存在，電氣化系統(tǒng)主要有現(xiàn)場(chǎng)總線，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等，此時(shí)還積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和汲取教訓(xùn)，進(jìn)一步的促進(jìn)了電氣自動(dòng)化設(shè)備在不斷的進(jìn)步和發(fā)展，在一定的程度上為電氣自動(dòng)化的技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)的條件。但是在現(xiàn)場(chǎng)總線的控制當(dāng)中可以利用系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)計(jì)的方法有針對(duì)性的對(duì)不同間隔進(jìn)行不同功能的采用，這樣可以根據(jù)不同間隔的情況來(lái)進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。
利用這樣的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)計(jì)的方法除了這樣的優(yōu)點(diǎn)之外還具備了遠(yuǎn)程監(jiān)控的特點(diǎn)。同時(shí)可以在間隔設(shè)備和模擬量方面上進(jìn)行少量的使用，但是電氣智能的設(shè)備局地安裝，電氣工程當(dāng)中監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)通訊設(shè)備進(jìn)行連接的，可以在電纜的使用量上大量的節(jié)約。
二、電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
(一)現(xiàn)代化電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)
在目前的電廠中，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是以通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和工控軟件等技術(shù)發(fā)展起來(lái)的新型自動(dòng)化系統(tǒng)。由于電廠的電氣設(shè)備要求較高、功能的專業(yè)化和安裝位置較分散，電氣自動(dòng)化利用自動(dòng)技術(shù)對(duì)對(duì)工控設(shè)備進(jìn)行信息收集。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化技術(shù)改革就成了首要的任務(wù)。為了保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的有效運(yùn)行，需要針對(duì)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，結(jié)合電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用需求以及未來(lái)電廠發(fā)展規(guī)劃確定電氣自動(dòng)化系統(tǒng)解決方案的選擇，以此為基礎(chǔ)促進(jìn)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
(二)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化
電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要是由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、工作站、打印設(shè)備、大屏蔽顯示器等組成，其主要是通過(guò)電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連結(jié)的，調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心和變電站終端設(shè)備等構(gòu)成。其主要功能是：電力生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行安全分析、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、自動(dòng)發(fā)電控制、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，并適應(yīng)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的需求等。其有三個(gè)方面的作用：
(1)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)調(diào)度人員控制和監(jiān)管電網(wǎng)的電壓、潮流、周波和負(fù)荷等，并觀測(cè)主設(shè)備的位置狀況和水、熱等方面的工況指標(biāo)，使之能符合規(guī)定，以保證用戶計(jì)劃用水、用電、用汽等的需求。
(2)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)調(diào)度。在對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控的基礎(chǔ)上，再通過(guò)自動(dòng)化手段以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，以達(dá)到節(jié)省能源、降低損耗和多供電、多發(fā)電的目的。
(3)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全事故的分析和處理。電網(wǎng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行或者故障的因素非常復(fù)雜，且十分迅速，如果不能及時(shí)的判斷或處理措施不當(dāng)，有可能會(huì)危及到設(shè)備安全和人身安全。通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的增強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的安全運(yùn)行分析，提供事故處理的對(duì)策和相應(yīng)的監(jiān)控手段，以防止事故的發(fā)生，并對(duì)已發(fā)生的事故進(jìn)行及時(shí)處理，減少和避免事故的發(fā)生率。
(三)變電站的自動(dòng)化
對(duì)于變電站自動(dòng)化來(lái)說(shuō)，其發(fā)揮的主要作用是進(jìn)行分配和接受電能、控制電能流向以及變換電壓等，并且通過(guò)對(duì)變壓器的使用將不同電壓級(jí)數(shù)的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)。進(jìn)行變電站自動(dòng)化的主要目的是取代電話人工操作和人工監(jiān)視，從而擴(kuò)大對(duì)變電站的監(jiān)控功能，從整體上提高變電站的運(yùn)行水平。
變電站自動(dòng)化的具體內(nèi)容包括了對(duì)站內(nèi)運(yùn)行的電氣設(shè)備進(jìn)行全面控制和監(jiān)視，使二次設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，并且以光纖來(lái)代替計(jì)算機(jī)電纜和電力信號(hào)電纜。隨著微機(jī)監(jiān)控技術(shù)在變電站的實(shí)際應(yīng)用范圍得到擴(kuò)大，目前變電站正朝著綜合自動(dòng)化的方向快速發(fā)展。所謂的變電站綜合自動(dòng)化是指基于傳輸技術(shù)、應(yīng)用信息處理技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)或者自動(dòng)化裝置來(lái)代替人工實(shí)施運(yùn)行作業(yè)，從而改善變電站的管理水平和實(shí)際運(yùn)行水平。
在目前我國(guó)的發(fā)展進(jìn)程中，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了變電站繼電保護(hù)微機(jī)化和遠(yuǎn)程的遠(yuǎn)動(dòng)和監(jiān)控，并且正極力研發(fā)推廣變電站的無(wú)人值班操作體系。
(四)配電自動(dòng)化
同調(diào)度自動(dòng)化相比，配電自動(dòng)化的規(guī)模較小。配電自動(dòng)化是一項(xiàng)集合了現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備管理等方面為一體的綜合信息管理系統(tǒng)。配電自動(dòng)化的目的是改進(jìn)電能質(zhì)量、提高供電的可靠性、向用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，并減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目標(biāo)。
當(dāng)前國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家中，在配電自動(dòng)化中已有了多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并逐步向大規(guī)模地形顯示、光纖通信和人工智能等實(shí)用化技術(shù)方面縱深性發(fā)展。我國(guó)的配電自動(dòng)化主要使用了三種基本功能模式，即就地控制的饋線自動(dòng)化、集中監(jiān)控模式的配電自動(dòng)化和集中監(jiān)控模式的配電自動(dòng)化與配電管理相結(jié)合的模式。目前我國(guó)多采用了后兩種模式，并使用了分布式總體結(jié)構(gòu)，將主站和子站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)在一起，從而形成統(tǒng)一的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。
結(jié)束語(yǔ)：
現(xiàn)階段，電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，并被廣泛運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。我們應(yīng)積極關(guān)注并吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并綜合當(dāng)前電氣工程中的實(shí)際運(yùn)用情況，開拓新理論、新技術(shù)的運(yùn)用思路，為我國(guó)的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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