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【電氣自動化畢業(yè)論文篇一】——電氣自動化發(fā)展前景
摘 要 本文闡述了國內(nèi)電氣自動化的現(xiàn)狀，并結合國外的一些新發(fā)展，對其發(fā)展狀況進行了展望。
關鍵詞 電氣自動化 發(fā)展現(xiàn)狀 趨勢
中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A
Development Prospects of Electrical Automation
XIA Shiyu, SHEN Xi
(Jianshe Branch of Chongqing Electric Power Company, Chongqing 401120)
Abstract This paper describes the status of domestic electrical automation, and combined with the new developments abroad, prospect its development status.
Key words electrical automation; development status; trend
1 電氣自動化概述
電氣自動化運用電力電子技術、微機控制技術和計算機網(wǎng)絡技術來實現(xiàn)電氣自動控制，以計算機技術實現(xiàn)程序控制，并且通過系統(tǒng)集成實現(xiàn)自動控制電力系統(tǒng)和運行維護功能。其明顯特征是集成化、智能化和綜合化、故障反映迅速自動化。
電氣自動化范圍較廣，包括配電自動化、變電站自動化、饋線自動化。配電自動化包括配電系統(tǒng)所有硬件設施和控制流程，通過輸電、配電和用電實現(xiàn)配電自動化流程。變電站自動化通過饋電自動化實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控和管理。而饋電自動化方面，則是高度集成化，除了常規(guī)的遙測、遙信和遙控，包括自動重合閘、饋線故障監(jiān)測、電能質量等監(jiān)測，還集成了斷路器監(jiān)視功能，逐步發(fā)展成為智能化開關。
2 電氣自動化發(fā)展史
伴隨著電子技術和信息技術的飛速發(fā)展，電氣自動化已經(jīng)走出了工廠，并且在辦公、交通等多個領域得到了廣泛的應用。
(1)全控型電力電子開關時期。在上個世紀五十年代晶閘管出現(xiàn)，標志了運動控制新紀元的開始。繼后出現(xiàn)了交流變頻技術和全控制式器件GTR等，即電力電子器件第二代。第三代器件包括IGBT和MGT這類復合型電力電子器件。而第四代器件則由功率集成電路PIC構成。
(2)電路低頻向高頻發(fā)展。隨著電力電子器件的更新，變換器電路也隨之改變。在普通晶閘管時期，整流控制主要由直流傳動變換器完成。交流變頻傳動由交-直-交變頻器完成。在第二代時期，PWM變換器得到廣泛的應用。PWM技術可以提高工作效率，并且減少高次諧波對電網(wǎng)的影響，可以改善電動機低頻轉矩脈動問題。
(3)交流調速理論發(fā)展。德國學者FBlasche提出了交流電機磁場定向遠離市，并得到德國大學教授Depenbrock的繼承和發(fā)展。教授D繼FBlasche提出了直接轉矩控制思想，并將它推廣到了弱磁調速范圍。這一控制思想具有結構簡單、思想新穎、信號處理物理概念明確的特點，屬于高靜動態(tài)性能的新型交流調速方法。
(4)通用變頻時期。通用變頻器是一種系列化、批量化和占市場量最大的中小功率變頻器，經(jīng)歷了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高動態(tài)性能適量控制型的發(fā)展過程。
(5)單片機發(fā)展。由于占主導地位的MCS-51單片機的8位機功能簡單，指令短小，后來就有了適合大批量生產(chǎn)的PIC系列單片機的推廣和使用，其可靠性和保密性都非常高。
3 國內(nèi)電氣自動化現(xiàn)狀
3.1 平臺開放式發(fā)展
OPC技術的出現(xiàn)，Microsoft Windows平臺的廣泛應用和IEC61131的頒布，為電氣技術的發(fā)展奠定了良好基礎�；赑C技術的人機界面已經(jīng)成為主流趨勢，而基于PC技術的控制系統(tǒng)具有靈活和易于集成特點也正在被廣泛的采納和應用。
3.2 現(xiàn)場總線和分布式控制技術
現(xiàn)場總線是一種串行的連接智能設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸分支結構的通訊總線。包括位于中央控制室內(nèi)的計算機、監(jiān)視控制軟件和PLC的CPU以及位于現(xiàn)場的遠程的I/O站、智能儀表、低壓斷路器和變頻器等構成，中央控制室和現(xiàn)場通過一根串行電纜連接，并且將這些現(xiàn)場設備的大量信息采集傳輸?shù)街醒肟刂剖�。而信息化技術的發(fā)展必將導致基于網(wǎng)絡集成自動化系統(tǒng)的基礎信息系統(tǒng)的發(fā)展。
3.3 IT技術與電氣自動化
市場需求的發(fā)展促進了電氣自動化和IT技術平臺的融合，信息技術對工業(yè)的影響主要分兩個方面：一是縱向滲透管理層;二是橫向擴展到自動化的設備、機器和系統(tǒng)中。其中，信息技術縱向滲透能夠幫助企業(yè)對當前生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行實時的存取，提高管理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)工作效率。橫向，信息技術已經(jīng)滲透到了產(chǎn)品的所有層面，包含傳感器和執(zhí)行器，也包含控制器和儀表。
4 國外電氣自動化發(fā)展新方向
法國ICC技術又稱用戶通信接口試驗，能夠實現(xiàn)實時讀表、停電控制和遠程管理功能，并且能夠幫助廣大用戶群眾實時了解電價，為用戶實現(xiàn)用電優(yōu)化管理提供了條件。優(yōu)化用電是指用戶根據(jù)實時電價制度，合理選著自己的用電設備和用電時間段，或者是在不同時間段用部分設備。
意大利開發(fā)了家庭用電智能助理，借助用戶的電視機實現(xiàn)供電信息實時顯示和控制，便于供電服務信息隨時查詢。這不僅便利了居民的生活，同時便于供、用雙方互動，供方可以記住此平臺向用戶發(fā)布各類通知，并且?guī)椭梅竭M行節(jié)能降耗方案建議，用方不僅可以得到實時的電價信息和供電服務，還可以從中節(jié)約用電，減少經(jīng)濟消耗。這種功能的實現(xiàn)還可以節(jié)能減耗，保護環(huán)境。
西班牙和法國共同研發(fā)的系統(tǒng)，可以幫助家庭優(yōu)化電能應用和管理，它借助部分咨詢配置機和用電能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)對用戶提供最優(yōu)配置建議和削峰填谷功能。它可以根據(jù)不同用戶的生活習慣和要求，為不同用戶提供既優(yōu)化經(jīng)濟又舒適滿意的用電建議。
國外這些先進、人性化的設備代表了現(xiàn)代電氣自動化實時性、自動化和管理功能發(fā)展的方向，這可以改進供電可靠性和電能質量，還可以對用戶的供電服務質量，在未來高科技社會中將有優(yōu)越的經(jīng)濟性和良好的社會綜合效益。
5 電氣自動化發(fā)展趨勢
未來電氣自動化的發(fā)展趨勢具有分布式、開放式和信息化三大特點。分布式是指能夠確保網(wǎng)絡中每個智能的模塊都能夠獨立工作的網(wǎng)絡結構，能夠完成系統(tǒng)危險分散的功能;開放化是指系統(tǒng)具有與外界聯(lián)通的接口，能夠實現(xiàn)系統(tǒng)與外界網(wǎng)絡系統(tǒng)的連接功能;信息化則是指系統(tǒng)信息具有綜合處理能力，實現(xiàn)與網(wǎng)絡技術相結合的網(wǎng)絡自動化和管理控制一體化。
(1)系統(tǒng)監(jiān)控綜合化�，F(xiàn)代電氣設備逐步向通用化、模塊化及系列化發(fā)展，能夠實現(xiàn)組態(tài)靈活特點。由于計算機技術的所有功能都能夠通過屏幕軟件按鈕直接完成，系統(tǒng)監(jiān)控的綜合化得到很大提高。采用綜合化監(jiān)控，能夠完成雙重或者多重的冗余，可以為系統(tǒng)改善和可靠性提高做出貢獻。
(2)系統(tǒng)網(wǎng)絡化。為了提高系統(tǒng)的可靠性，控制網(wǎng)絡大多采用冗余結構，能夠完成數(shù)字化和高效自動化代替繁瑣復雜的人工操作，大大提高了工作效率，減輕了工作人員的工作量，改善了工作人員的工作環(huán)境。同時，高度自動化還能夠減少頻繁操作，減少誤操作率，進一步提高系統(tǒng)可靠性。
(3)系統(tǒng)人性化。伴隨交互式網(wǎng)絡發(fā)展，供用雙方信息互動更為方便。通過人性化、自動化的電氣自動裝置，供方能夠實時了解用方信息，為用方提供更加實用、經(jīng)濟、安全的用電建議，也可以更多的掌握用戶用電信息，為系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行提供數(shù)據(jù)。用方可以借助高科技的技術，更加詳細的了解自己的用電情況，結合供方信息，改善個人生活舒適度，提高生活經(jīng)濟性。
6 結語
電氣自動化技術雖然已經(jīng)廣泛應用，并深入到國民經(jīng)濟各個領域，但它仍然在不斷革新和發(fā)展。在市場競爭越來越激烈的形勢下，為了在經(jīng)濟上取得利益，我們必須積極吸取先進的經(jīng)驗和技術，為實現(xiàn)自主研發(fā)創(chuàng)造條件。
參考文獻
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【電氣自動化畢業(yè)論文篇二】——電氣自動化節(jié)能技術分析
【摘 要】伴隨經(jīng)濟社會的快速發(fā)展以及信息技術的進一步提高，電力系統(tǒng)在自動化程度不斷提高的同時，正逐漸推廣運用節(jié)能設計技術。并且節(jié)能技術將是將來的發(fā)展趨勢。本文從電氣自動化著手，分析并探討了電氣自動化的節(jié)能設計技術，認為電氣工程的設計及電氣系統(tǒng)中的節(jié)能技術兩個方面入手，可以使得節(jié)能技術能夠在電氣自動化系統(tǒng)當中發(fā)揮出最理想的效果。
【關鍵詞】電氣自動化;節(jié)能技術;分析
對于電氣自動化系統(tǒng)而言，必須保證供電的可靠、安全，并且還要為使用此電力系統(tǒng)的工程或是建筑帶來良好的社會效益和經(jīng)濟效益。而且由于城市電網(wǎng)的不斷擴大，電力也不斷增容，因此就使用的很多的整流器、變頻器等，而這樣也使大量的諧波產(chǎn)生，從而危害了電網(wǎng)。因此，為了消除諧波與從節(jié)能的方向考慮，電氣自動化就主要從電力濾波器、無功補償、變壓器等技術著手，對電氣自動化的節(jié)能設計技術進行研究。
1.電氣自動化及節(jié)能設計概述
電氣自動化是電氣信息領域的一門新興學科，它和人們的日常生活及工業(yè)生產(chǎn)有著密切聯(lián)系。它在提高工作效率、運行成本、勞動生產(chǎn)率以及改善勞動條件等方面起著重要的作用。近年來，隨著“綠色工業(yè)革命”的興起 ，節(jié)能成為當前經(jīng)濟建設的重要目標。
可以說，先進的自動化技術正是推動各行業(yè)節(jié)能減排的有效武器。未來全球經(jīng)濟發(fā)展的趨勢是誰率先掌握節(jié)能的高新技術產(chǎn)業(yè)的主導權，誰將主導未來的全球經(jīng)濟。對于電氣自動化系統(tǒng)來說，由于城市電網(wǎng)的不斷擴大，電力也不斷增容，因此會使用很多的變頻器、整流器等，而這樣會造成大量的諧波產(chǎn)生，從而危害到電網(wǎng)。
由此，為了消除諧波，從節(jié)能的方向考慮，電氣自動化應主要從變壓器、無功補償、有源濾波器等技術上下功夫，可以利用減少電路的傳輸損耗、優(yōu)選變壓器、補償無功、使用有源濾波器等方法來使電氣系統(tǒng)在運行的過程中達到節(jié)能的目的。也只有這樣，才能使電氣自動化系統(tǒng)使用時達到節(jié)能的效果。
2.電氣自動化的節(jié)能設計技術
2.1電氣工程的設計
在電力工程中，要達到節(jié)能的目的首先要做的就是做好電氣工程的安裝、設備等的設計。只有在第一步都做好了才能保證整個工程其后的設計與完成后使用時達到節(jié)能的作用。
①優(yōu)化配電設計。
電力系統(tǒng)就是要為安裝這個電氣系統(tǒng)的工程中需要用電的設備提供一個必要的動力。因此，在整個配電設計的過程中首先就要考慮到電力系統(tǒng)的適用性。對于適用性而言，應該滿足用電設備對負荷容量與供電設備等可靠性的要求，還應該保證電氣設備對控制方式的要求等。在配電的過程中，除了要滿足用電設備與電氣設備的要求之外，還要保證電力系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、易控、靈活、可靠等。
在配電設計的過程中其次要考慮到的就是電力系統(tǒng)的安全性。而對于電氣系統(tǒng)的安全性而言，首先就必須保證導線的絕緣性良好，然后在進行走線的時候應該保證各導線之間的絕緣距離。另外還要保證導線的負荷能力、熱穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定的裕度，以確保在電氣系統(tǒng)運行的過程中用電設備與配電設備的安全。除此之外，還要做好電氣系統(tǒng)的防雷與接地。
②提高電氣系統(tǒng)的運行效率。
在電氣系統(tǒng)中最好選用節(jié)能設備，從設備的選擇就開始為電氣系統(tǒng)的節(jié)能打下基礎。另外，我們可以利用均衡負荷、補償無功、減少電路損耗等方法來使得電氣系統(tǒng)在運行的過程中達到節(jié)能的目的。比如，在進行配電設計時可以合理的調整負荷以及選取合理的設計系數(shù)。在電氣系統(tǒng)的安裝或是運行過程中采用這些方法能夠提高電源的綜合利用率與設備的運行效率，從而間接或直接減少電能的損耗。
2.2電氣系統(tǒng)中的節(jié)能技術
①降低電能的傳輸消耗。
電能傳輸時，因為導線有電阻從而會產(chǎn)生有功功率的消耗。但是線路上的電流是不變的，所以，為了降低電能在線路上的傳輸消耗，只能降低導線的電阻。事實上，導線的電阻和導線的截面積之間的關系是成反比關系，而和電導、導線長度成之間成正比關系。即要想降低導線的電阻，就必須從如下幾方面著手：首先，選擇電導率比較小的材質當作導線，從而降低電能在電路上的消耗;其次，縮短導線的長度。
從而在布線的時候，讓導線盡可能走直路，以免過走的彎路太多，以縮短導線的長度;最后，變壓器盡可能接近負荷中心，以縮短供電的距離。其四，加大導線的橫截面積。所選擇的導線的橫截面積盡可能大一些，利用降低電阻減少消耗，實現(xiàn)節(jié)能的目標。
②選取變壓器。
在設計過程中對于變壓器的選擇，必須滿足如下幾方面的要求：第一，應當選擇節(jié)能型的變壓器，從而降低變壓器的有功功率的消耗;第二，為了使得通過的三相電的電流維持平衡，應當降低變壓器自身的消耗，最好采取一定的措施比如三相四線制的供電方式、單相自動補償設備、將單相用電設備分別接在三相電源上等方式從而減少負荷不平衡。
③無功補償。
在電力系統(tǒng)中，無功功率占有供配電設備的很大一部分容量，因此增大了線路的損耗，從而造成電網(wǎng)的電壓下降，也因此影響了電能質量和電網(wǎng)的經(jīng)濟運行。而對于用戶而言，無功功率的直觀表現(xiàn)為功率因數(shù)偏低，而當功率因數(shù)小于0.9時，用戶就會向供電部門繳納一定比率的罰款，因此用戶用電的成本也增高，經(jīng)濟效益就會下降。但是我們?nèi)暨x用恰當?shù)臒o功補償設備的話就可以實現(xiàn)無功就地平衡，提高功率因數(shù)，從而事項節(jié)能減耗、提高電能質量、穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的目的，而且能夠提高經(jīng)濟效益和社會效益。
比如，在受導電抗的作用下，電機發(fā)出的交流電流和交流電壓的相位角不為零，因此電機發(fā)出的電能不能完全被用電器吸收，不能被吸收的部分則在電機和用電器之間往返變化而不會釋放出來。又因為電容器產(chǎn)生的是超前的無功，因此采用電容器補償可以與無功率的電能進行抵消，即Q=QL-QC。
在采用無功補償設備對電力系統(tǒng)進行無功補償時，對于無功補償設備的要求有以下幾點：
1)在使用電容器補償時，電容器容量的確定應該根據(jù)配電電壓的容量、負荷、三相電壓的平衡度、自然功率因素、目標功率因數(shù)等參數(shù)經(jīng)過計算來確定。而若是在補償處產(chǎn)生了諧波的話就要串聯(lián)一定量得電抗器，濾除線路上的諧波。
2)為了有效的防止投切振蕩、過補償和無功倒送，在電容器的功率參數(shù)、無功電流、無功功率這些投切物理量中最好選擇無功功率作為投切參數(shù)物理量。
3)在很早以前的補償電容組中電容器的分擔方式和投切開關的方式普遍采用等容量分組和循環(huán)投切;后來又采用了按比例分配、按編碼配置、投切開關按級投切。但是這些方式都不能達到我們想要的補償效果。
因此，現(xiàn)在所采用的是模糊投切，其適應面廣、調節(jié)平滑、跟蹤準確而且效果很好。在使用過程中，低壓的時候投切開關則選擇投切復合開關，而高壓補償柜中選真空接觸器。
④使用有源濾波器。
為了有效避免與電網(wǎng)聯(lián)結電氣設備的誤動作，就必須消除諧波，而消除諧波最有效的方法就是使用有源濾波器。誤動作主要是由于電氣設備數(shù)量的增加，產(chǎn)生的諧波越來越多，又由于這些諧波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生的電壓與基波電壓重疊，就會引起電壓的畸變，從而造成電氣設備產(chǎn)生誤動作。
概括起來，有源濾波器主要以下特性：具有優(yōu)異的動態(tài)性能;反應快;能使功率范圍更寬大等，能使無功補償達到更好的效果。一般情況下，采用有源濾波器對產(chǎn)生的諧波進行過濾，在電氣設備誤操作之前就能夠將其阻止，使電氣設備的運行更加有效率，從而達到節(jié)能的目的。
3.結束語
總之，現(xiàn)今國家強烈要求發(fā)展“節(jié)能經(jīng)濟”的大好形勢，有志于發(fā)展“節(jié)能經(jīng)濟”與“節(jié)能經(jīng)濟”的中國“工業(yè)自動化”的企業(yè)與單位，應當堅持“節(jié)能”理念。國家也已經(jīng)注意制定發(fā)展“節(jié)能經(jīng)濟”的戰(zhàn)略，制定優(yōu)惠發(fā)展“節(jié)能經(jīng)濟”企業(yè)的政策，并積極支持“節(jié)能經(jīng)濟”的研發(fā)。
同時，也應看到，我國在“節(jié)能技術”領域里的自主創(chuàng)新能力正在快速提高，新的更有效的“節(jié)能技術”正在國家的大力支持下研發(fā)出來，并被產(chǎn)業(yè)化應用。中國電氣自動化的企業(yè)與單位，應當奮發(fā)圖強迎接挑戰(zhàn)，使電氣自動化技術及其產(chǎn)品為“節(jié)能經(jīng)濟”發(fā)展戰(zhàn)略增輝!
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