關(guān)于電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的研究探討

摘 要：電力對(duì)發(fā)展生產(chǎn)和提高人類(lèi)生活水平有重要作用，電力的需求在不斷增長(zhǎng)，社會(huì)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化的需求量越來(lái)越大。現(xiàn)代工業(yè)主要是依靠電氣自動(dòng)化來(lái)運(yùn)行的，當(dāng)機(jī)器被啟動(dòng)之后，機(jī)器自身就會(huì)持續(xù)保持其運(yùn)作狀態(tài)。而所謂的電氣自動(dòng)化，是指通過(guò)對(duì)繼電器、感應(yīng)器等電氣元件的利用，借以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間和順序的控制。而其他如一些伺服電機(jī)或儀表，將會(huì)根據(jù)外界環(huán)境的變化從而反饋到內(nèi)部，最后導(dǎo)致輸出量產(chǎn)生變化，繼而達(dá)到穩(wěn)定的目的。于是隨著我國(guó)社會(huì)對(duì)電力需求的日益增大，以及我國(guó)對(duì)于電網(wǎng)改造和建設(shè)的力度不斷加大，關(guān)于怎樣提高配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平越來(lái)越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，文章主要就是對(duì)電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行研究探討，對(duì)優(yōu)化更新電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的繼續(xù)騰飛，有重要的實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化技術(shù)；電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

目前，我們已進(jìn)入了信息化時(shí)代，各類(lèi)信息技術(shù)逐步滲透至電氣工程領(lǐng)域，對(duì)其形成了支配性作用。同時(shí)，現(xiàn)代化信息技術(shù)的飛速發(fā)展也進(jìn)一步拓寬了電氣工程與自動(dòng)化實(shí)踐領(lǐng)域，為其提供了高效應(yīng)用工具和優(yōu)質(zhì)處理手段，令兩者相輔相成實(shí)現(xiàn)了全面發(fā)展。然后基于電氣工程及自動(dòng)化的持續(xù)拓展，其將會(huì)向著生物學(xué)、光子學(xué)與機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域推進(jìn)。伴隨其快速提升進(jìn)程，我們應(yīng)對(duì)電氣工程與自動(dòng)化領(lǐng)域密切關(guān)注，采取合理的措施進(jìn)行優(yōu)化改造與發(fā)展升級(jí)，進(jìn)而確保電氣工程與自動(dòng)化始終走在科技前沿，適應(yīng)信息時(shí)代需求。目前，國(guó)內(nèi)電氣工程的自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)是由輸電、發(fā)電自動(dòng)化向輸電、發(fā)電以及配電自動(dòng)化進(jìn)行全面發(fā)展；而其具體控制策略也逐漸朝著適應(yīng)化、協(xié)調(diào)化、最優(yōu)化、智能化和區(qū)域化方向發(fā)展，另外，在控制手段方面，管理部門(mén)加強(qiáng)了對(duì)遠(yuǎn)程通信、電力電子器件和微機(jī)的應(yīng)用，而在對(duì)理論工具的應(yīng)用方面，則越來(lái)越多的通過(guò)借助當(dāng)前現(xiàn)代化控制理論來(lái)實(shí)施。具體的來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化技術(shù)在目前各種電氣工程的應(yīng)用中，主要體現(xiàn)于以下幾個(gè)方面：

1 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(zhuān)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。

2 電力的自動(dòng)化

2.1 電力一次設(shè)備的智能化

在一般情況下，常規(guī)電力一次設(shè)備與二次設(shè)備的安裝地點(diǎn)往往相隔幾十至幾百米，且兩者之間一般用大電流控制電纜和強(qiáng)信號(hào)電力電纜連接。對(duì)于電力一次設(shè)備的智能化來(lái)說(shuō)，其主要問(wèn)題是現(xiàn)場(chǎng)大電流開(kāi)斷引起的高強(qiáng)度電磁場(chǎng)干擾會(huì)對(duì)電子部件造成損害，關(guān)鍵技術(shù)是電子部件的電磁兼容、供電電源以及與外部通信接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)問(wèn)題。電力一次設(shè)備的智能化指的是在一次設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需將常規(guī)二次設(shè)備的部分或全部功能就地實(shí)現(xiàn)，以省卻大量控制電纜和電力信號(hào)電纜，此過(guò)程通常也簡(jiǎn)稱(chēng)為一次設(shè)備自帶測(cè)量和保護(hù)功能。常見(jiàn)的“智能化開(kāi)關(guān)”、“智能化開(kāi)關(guān)柜”、 “智能化箱式變電站”等都是典型的電力一次設(shè)備智能化。

2.2 電力一次設(shè)備的在線狀態(tài)檢測(cè)

為了監(jiān)視設(shè)備的實(shí)施運(yùn)行狀態(tài)，并且對(duì)各種重要參數(shù)的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，我們必須要對(duì)電力系統(tǒng)一次設(shè)備如發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、變壓器和斷路器等設(shè)備的重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期且連續(xù)的在線監(jiān)測(cè)。而這種監(jiān)測(cè)行為目的是進(jìn)行有無(wú)存在故障先兆的判斷，從而延長(zhǎng)設(shè)備的維修保養(yǎng)周期，并最終提高設(shè)備的利用率，為電力設(shè)備由定期檢修向狀態(tài)檢修過(guò)度提供保障。近年來(lái)，為了開(kāi)展在線狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)的研究和實(shí)踐，電力部門(mén)為此投入了大量精力，并聯(lián)合大學(xué)、科研單位進(jìn)行科研合作，以及通過(guò)技術(shù)引進(jìn)取得了一些重要進(jìn)展，但由于該項(xiàng)工程的整體技術(shù)難度大、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)以及檢測(cè)環(huán)境惡劣，要開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)意的產(chǎn)品目前還很困難。

3 發(fā)電廠的自動(dòng)化

火電廠和水電廠是我國(guó)常見(jiàn)的發(fā)電廠類(lèi)型，但無(wú)論是火電還是水電，這些發(fā)電方式在其在自動(dòng)化系統(tǒng)中有著很多的共同點(diǎn)，而比較之下，火電廠的自動(dòng)化程度往往比水電廠更低。

3.1 火電廠的自動(dòng)化

對(duì)于火電廠的自動(dòng)化環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，這是是一門(mén)綜合性較強(qiáng)的技術(shù)操作，其中既有信息和數(shù)據(jù)的處理過(guò)程，也有自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)保護(hù)、順利控制以及設(shè)備管理等功能。自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括了鍋爐控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及機(jī)爐系統(tǒng)主控系統(tǒng)等等。

3.2 水電廠的自動(dòng)化

水電廠進(jìn)行自動(dòng)化的過(guò)程之中需要調(diào)速器、水輪機(jī)以及水輪發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)等設(shè)備。具體的來(lái)說(shuō)，水電廠的自動(dòng)化可以具體分為梯級(jí)水電廠綜合自動(dòng)化、單機(jī)自動(dòng)化、全廠自動(dòng)化以及公用設(shè)備自動(dòng)化等等，而且通過(guò)這些自動(dòng)化系統(tǒng)的使用，水電廠整體運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及供電質(zhì)量都能得到較大程度的提高。

4 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(huà)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。而在無(wú)人值班的變電站中，其主要功能包括了設(shè)備的遠(yuǎn)動(dòng)和監(jiān)控、變電站的自動(dòng)測(cè)量、開(kāi)關(guān)操作的遠(yuǎn)動(dòng)以及事故和設(shè)備故障的自動(dòng)記錄等，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我們相信無(wú)人值班變電站的運(yùn)用將會(huì)最終促使變電站的綜合自動(dòng)化程度邁向一個(gè)更高的臺(tái)階。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，我們應(yīng)秉承多樣性、實(shí)用性原則，樹(shù)立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)明晰、系統(tǒng)設(shè)備操作運(yùn)行智能化和一體化監(jiān)督操控等科學(xué)目標(biāo)，力求電氣工程體系的可靠、安全創(chuàng)設(shè)節(jié)能、高效的電力環(huán)境和安全可靠的防雷體系。然后基于電氣工程與自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)的科學(xué)發(fā)展和綜合優(yōu)勢(shì)，我們應(yīng)該深入探析其應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r，通過(guò)合理的實(shí)踐應(yīng)用，進(jìn)而激發(fā)其價(jià)值最大化，并有針對(duì)性制定優(yōu)化改造策略，才能確保電氣工程與自動(dòng)化高新技術(shù)領(lǐng)域的全面擴(kuò)充與穩(wěn)步發(fā)展，從而創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，體現(xiàn)綜合應(yīng)用價(jià)值。因此，我們應(yīng)積極關(guān)注并吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并綜合當(dāng)前電氣工程中的實(shí)際運(yùn)用情況，為我國(guó)的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展貢獻(xiàn)更多的力量。

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