淺析電氣自動化技術應用

陳增玉+焦原志

摘要：隨著科學技術的快速發展，電氣自動化技術在更多的相關領域得到應用，這不僅提高了電能的生產率，而且還為其提供了巨大的經濟效益。本文主要針對電氣自動化系統，分析了電氣自動化的技術特點，應用意義，現狀及存在問題的分析與探討。

關鍵詞：電氣自動化；技術特點；網絡信息層；存在問題

前言

電氣自動化具有提高工作的可靠性、提高運行的經濟性、提高勞動生產率、改善勞動條件等作用，把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來，而且能增強人類認識世界和改造世界的能力。因此，自動化是工業、農業、國防和科學技術現代化的重要條件和顯著標志。伴隨信息時代的到來，機械電子技術、微電子技術的發展更加迅猛，信息技術在電氣自動化的發展中將發揮越來越重要的作用。

1電氣自動化系統的技術特點

電氣自動化系統一般由監控系統、測控、保護以及通信等電氣設備組成，主要用于檢測電廠設備，對信息進行管理和保護等。在過去，自動化水平比較落后，傳統的電氣監控方式提供的信息量單一，由于需要大量的電纜與外部連接，成本較高。隨著科技的進步，大多數的引進了較高水平的自動化技術。若從生產到管理來看，電動自動化可分為三個層次：上層經營管理層，面向管理者；中間層是生產管理層，主要面向技術管理者；最下層是操作層，針對的是實際的運行操作人員。這一自動化系統集“管控”為一體化，是我國電廠常采用的系統。目前，我國多數建立的自動化管理系統主要由面向管理者的的管理信息系統（MIS）、面向技術管理者的廠級監控信息系統（SIS）以及面向操作者的集散控制系統（DCS）。電廠綜合自動化系統中的ECS是以數字通信、交流采樣為重要特征的電廠電氣監控系統，ECS與電廠自動化系統中的MIS、SIS以及DCS同時工作，一同實現完善的電廠信息化。

ECS系統是一種分層分布式系統，它主要由三層組成，即基站控層、通信控制層以及間隔層，他們各層之間相互獨立，功能的體現并不相互依賴?；究貙邮荅CS系統的控制中心所在，通信控制層的兩個重要功能為通信和控制，而間隔層主要是與上層主要控制單元進行數據交換和通信。

集散控制系統DCS是一種獨立的控制系統，主要由升壓站、廠用以及機組等子系統組成。目前，數字化、信息化的網絡簡化了電廠工作人員的勞動力，提高了電廠的信息化和服務水平，便于電廠進行集散控制管理，保證提供可靠、安全的電量需求。因為電廠布置的電氣設備數量眾多，安裝時需按照實際需求將其安裝在不同的地點，系統需承載的電氣元件的信息量也眾多，在操作、檢測和維護時增加了困難。從控制層面上看，電廠電氣自動化系統的設備主體與DCS連接，為了高效、可靠的與系統聯網，我們應不斷完善DCS控制模式。

2電氣自動化技術應用的意義

電氣自動化系統的應用大大提高了電廠的工作效率。在電氣中采用自動化系統有效地降低了人力的勞動程度，采用自動化系統能夠實現電廠生產過程的全程監控，保證其技術優勢，減少了安全事故的發生，保證企業的經濟效益。電氣自動化系統能夠對機組運行的數據進行及時的跟蹤和收集、歸檔，并為機組維修和保養提供參考數據。根據機組運行情況及運行信息分析機組狀態，為保障電廠機組的安全穩定運行奠定了基礎。在我國電廠電氣自動化的實現使得電力系統技術水平整體提高，促進了電力市場整體進程的加快。在電廠中采用電氣自動化技術為現代企業的發展提供了強有力額的技術支撐，為電力企業綜合技術能力的有效提升打下了堅實的基礎。

3電廠電氣自動化的構造

電氣自動化是使用測試、通信、監控、保護等措施對所有電氣設備進行掌控、檢查、信息化管理的系統。我國絕大部分電廠都是用分散的控制措施對熱工設備進行調控的，對于一般的電氣系統都是用獨立的連接來直接進行監控，自動化技術相對落后。電氣自動化系統是一套綜合性的控制系統。電氣自動化系統主要有間隔層、網絡信息層、綜合控制層三部分組成。

間隔層：電氣自動化系統的所有設備都是間隔用不同的方式布置的。電廠的保護裝置可以直接放在開關層，減少了原來接人綜合控制室的信息、測試、控制的電纜。每個設備也都是獨立的，只有總線和網絡信息層來傳播設備信息，省去了大量的二次連接電纜，降低了設備維護和線路檢查的工作量。

網絡信息層：網絡信息層是電氣自動化控制的核心裝置，里面有網絡管理裝置、網絡信息轉換裝置、網絡交換機等組成。

綜合控制層：綜合控制層是用開放的形式設計的，可以在里面掌控處理信息，對電廠內部所有的設備進行全方位的監控，全面化的管理。綜合控制層設施用多種模式構造，這樣既有利于整個系統的靈敏，也對所有的功能配置比較合理化。

4電氣自動化應用現狀的分析

4.1現代化電氣自動化系統

在目前的電廠中，電氣自動化系統是以通信協議、網絡通信技術和工控軟件等技術發展起來的新型自動化系統。由于電廠的電氣設備要求較高、功能的專業化和安裝位置較分散，電氣自動化利用自動技術對對工控設備進行信息收集。隨著現場總線和網絡通信技術的進步，電氣自動化技術改革就成了首要的任務。為了保證電氣自動化系統的有效運行，需要針對應用現狀進行分析，結合電氣自動化系統應用需求以及未來電廠發展規劃確定電氣自動化系統解決方案的選擇，以此為基礎促進電氣自動化系統應用目標的實現。

4.2電氣自動化功能需求系統應用分析

在現代電廠電器的自動化中，對系統功能的要求越來越高，電氣設備布置情況較復雜，數量較多，在安裝時多采用分散安裝，因此元件較多，在系統運行時由于存在較大的信息量，給維修造成了一定的困難。在目前的情況中，電氣自動化正處于迅速發展的階段。采用現代化的工業控制軟件將電氣自動化的各個分部進行組合，按照設備系統可靠性要求規范系統的組件，采取統一的標準能保證系統的組合具有較高的使用率和安全性。在電廠的設備維修的要求下，電氣自動化系統還具有對信息的收集、整理和備份。機組的運行數據能夠為設備維修提供準確的依據和參考數據。由于現場中的總線具有明顯的可分解特點，軟件能夠及時更新，部分組件技術能夠實現優化為電廠的電氣自動化提供了有力的條件。

4.3自動化信息需求系統應用分析

在現代電氣自動化系統的應用過程中，電氣自動化信息技術隨著系統信息的需求量增加而逐漸增加。在電氣保護中要求進行相關的信息采集、控制和使用，以加快對于信息技術的更新速度、提高應用程度。采用數據交換的形式實現自動化系統信息傳遞。以現場總線技術、工業以太網技術滿足電氣自動化系統信息傳輸需求，改善使用效果，實現電氣自動化應用系統的總體目標。

4.4電氣自動化技術應用中存在的問題

在對電氣自動化技術進行開發時，應注意以下幾個方面：

（1）在進行電廠監控系統的電源設置時必須采用直流電源和交流電源，在外圍中的自動化裝置和監控系統中應采用雙電源和無擾切電。在對監控系統的主要設備進行安置時，要根據國家的相關技術標準進行安裝。

（2）在監控系統中由于在接口處采用開關進行接口控制，因此，開關的接口應保證與交換的信號相對應。采用這種方法的主要特點是線路的連接較簡單、直觀，再出現問題時易于及時進行處理。但其不足之處在于由于接線數量較多，因此不能實現其中一些控制功能的調整，如稍有不慎，會影響整個系統的運行。

（3）在對自動化系統和監控系統進行調解時，應以自動化為主，使用監控為輔。

5電氣自動化技術的發展趨勢

電廠的電氣自動化技術融監控、測量和保護于一體，實現了現場總線技術的系統一體化。在對系統進行監控時采用分層分布的方式，從而使信息的收集達到了更高層次的水平，客服了下層使用功能受到上層影響的難題。在電廠內的監視、控制技術能夠實現和相關系統的數據轉化，有效管理電廠電氣系統的運行和生產。在電氣自動化中，監控系統將逐漸代替傳統操作系統的使用，使控制更加科學化和智能化，并對控制系統實行準確的測量，為電氣自動化的網絡智能管理提供發展的動力。

在電氣自動化系統中進行技術創新，能夠有效的實現監控運行一體化。在系統對于整體機組的信息和使用情況進行分析、匯總時、完整的機組信息和使用情況就能很好的體現出來。可以有效的發揮機組的內在潛力。使系統的控制功能得到最大程度上的優化。單元化統一火電機組方便了信息的采集和提供，對電網的系統管理運行進行了強化，大大提高了工作效率。

電氣自動化技術可以通過計算機系統實現實時的保護和調整。對于機組中存在的問題能夠進行及時發現和解決。為自動化電氣系統的安全、良好運行提供保證。在目前的電氣自動化系統中，不能滿足全通信電氣控制的要求。電氣自動化系統和之間始終需要部分硬接線，因此就需要對連鎖熱工工藝進行進一步的研發，提高電氣系統后臺應用的水平。進而保證電氣控制系統的水平和自動化的能力。

隨著現代化電氣自動控制技術的不斷提高，現代電廠運行的安全性和穩定性也在不斷的升高。因此，需要對電氣的自動化系統進行有效地控制和保護策略。采用自動化技術對電廠電氣自動化的安全和穩定進行控制，提高電氣系統總體的保護能力。對于在報警和連鎖的系統保護中存在的缺點進行改進，利用計算機控制技術保證報警系統的及時有效。對系統的運行情況進行及時的分析并進行相應的保護，減少設備的損壞率和發生故障的次數。利用現代預警理念為中心指導電氣自動化研究與發展方向，促進電氣自動化系統的發展。

6結語

隨著現代電力系統的市場化，我國的電氣也正在逐步進行技術改革和創新。采用電子自動化系統是實現電氣自動化的關鍵所在。在電氣自動化的控制系統中，應不斷提高控制技術，對電器自動化系統進行不斷地完善，保證電氣的安全穩定運行。