電氣工程及其自動化技術下的電力系統自動化發展分析

黃斌

摘要：隨著科技的不斷發展，電能在社會生活的各個方面都得到廣泛應用。尤其是電氣自動化技術在維護電網的穩定上起著重要作用，在日常生活中有很多家用電器都需要電能，如電視、電飯鍋等。在工業生產上機床等自動化生產設備，其動力來源也是電能。若電能供應不夠穩定，會對日常的生活和工業生產帶來很大的影響。下面針對該項技術以地鐵建設為例進行討論，主要介紹其發展現狀、關鍵性技術及在地鐵施工中的應用，希望對電力工作研究者提供一定的參考。

關鍵詞：電氣自動化；電力系統；地鐵施工

一、該項技術發展概況相關介紹

隨著時代的發展，電力系統的自動化程度已經逐漸成為衡量國家經濟發展水平的重要標志。基于我國人口直線增長的現狀，高層建筑應運而生，越來越多的電氣設施被運用到生活當中。電氣自動化技術在工業生產上的合理運用，不僅能夠減少不合格產品的數量節約成本，工人的人身安全也能得到最大程度的保證。隨著電力設施的增多，電網的復雜程度也與日俱增，自動化技術的出現能將復雜的電網處理的有條不紊，有效減少安全事故。

現階段自動化技術已經取得了巨大的進步，但在實際運用過程中還存在很多不足之處：該項技術具有較高的成本，一般的中小型企業負擔不起；計算機設計技術還不夠完善，在各項設施的設計上與預計的目標還有一定的差距；電力系統的信息傳輸系統對于信息的傳遞還不夠迅速，信息傳遞所覆蓋的范圍還有待提高[1]?？傊?，目前我國的自動化技術還在不斷的改進與完善當中。

二、地鐵施工中用到的電氣自動化相關技術概述

（一）智能控制技術相關介紹

電力系統實現自動化控制的核心是其智能系統，智能系統相當于人類的大腦，能對傳輸回來的相關信息進行處理和分析，并給出合理的改進方案。智能系統另一方面的作用是對電力傳輸的各個部位進行命令，通過電纜將命令轉變成電信號傳輸到工作部位，再通過特殊的操作將電信號轉化為執行機構能夠識別的信息，從而達到改變傳輸線路的目的。智能化控制在自動化系統中的地位不可取代，不僅能夠將龐大復雜的數據進行規范化整理，還能將數據分析中的錯誤率大大降低。該技術的合理使用，使傳統電網中存在的弊端得到很大改善，保證了地鐵施工過程的穩定性和安全性。

（二）柔性輸電技術相關介紹

柔性輸電技術使用的是交流輸電方式，在地鐵運營過程中能提供穩定的交流電。交流輸電可在傳感技術上進行使用，可對電力傳輸進行很好的檢測。傳感技術的作用是對電力傳輸的整個過程進行科學、系統的分析，對系統中存在的問題進行分析和解決，將整個傳輸系統維持在動態平衡的狀態。

（三）監控技術相關介紹

現階段我國監控技術的應用比較普遍，如建筑業、制造業等，在地鐵施工和運營中也較為常見。在地鐵中運用監控技術是對電氣自動化技術的創新，將計算機成像技術、傳感技術以及智能控制系統有效結合起來，實現對軌道和地鐵行駛的動態監控。該技術的存在能將地鐵運行的風險降到最低，并將運行中的潛在風險挖掘出來，可以實現對各類故障的有效預防[2]。

三、自動化技術在地鐵中使用的相關介紹

（一）對地鐵的各項配置進行分析

地鐵在運營過程中，通常只需控制兩方面的內容：控制中心和車輛行駛。前者是地鐵運營中的中央處理系統，可對整個車況進行信息采集和分析，此過程使用的是SDK通道傳輸技術。后者是對車輛速度、穩定性的管理和控制。利用電氣自動化技術可實現對BAS的種植以及與相關站點的連接，做到對列車各項指標進行動態分析。

（二）在供電系統中的應用

地鐵的供電系統是整個車身最重要的部分，沒有足夠的電能供應，列車各個部分將無法正常工作。通常情況下，地鐵供電系統主要分為以下幾部分：外圍電網、變電裝置、牽引供電裝置、照明裝置、保護裝置及監控裝置。下面對自動化技術在各部分的應用進行介紹。

1.自動化技術在外圍電網上的運用

外圍電網就是地鐵中使用電能的動力來源，其供電系統通常與外部發電廠相連接。地鐵在不同狀態下需要不同大小的電壓或電流，在相應自動化設備的作用下，可以將電廠提供的恒流電源進行調節，從而達到地鐵所需的電源。

2.在變電裝置上的運用

變電裝置是在供電系統與其它系統間作用的裝置，供電系統的電流需要經過變電裝置到達相應的部位，才能得到合適的電流。該裝置的接線方式有兩種：線變式和橋型式，在自動化控制中，橋型接線是常用的接線方式。

3.在牽引供電裝置上的使用

牽引供電系統在地鐵最初的使用中，需要人工進行開合閘操作，自動化技術的出現實現了其功能的自動化。列車有的系統中需要的是較小的直流電源，在自動化系統的作用下，由供電系統流出的交流電會被牽引裝置轉變成直流電，再達到指定位置功能。

4.在照明裝置上的使用

該項技術在照明裝置上的使用體現在其對燈光明暗程度的調控上，在照明系統中安裝相應的感應裝置，對列車內的溫度進行實時監測，并反饋給終端控制器。當外界光線較強時，列車內部的燈光就會自動變暗。

5.在車輛保護系統中的運用

電力系統給車輛進行供電的同時會產生微小的雜散電流，會對車身內部的金屬結構造成一定腐蝕。將自動化裝置安在地鐵的保護系統上，當雜散電流超出列車的負荷就自動啟動保護系統，對雜散電流進行消除。

6.在監控系統上的應用

自動化監控系統在地鐵上使用，能夠實現對地鐵運行的實時動態監控。將每節車廂自動分離開來監控，若發生事故能夠第一時間發現并解決。

四、結束語

綜上所述，電力系統自動化是未來電網運行和管理的主要趨勢。電能給日常生活和工業生產帶來巨大便利的同時，也增加了國家電網的監測和管理難度。電氣自動化技術的融入很好地解決了這一問題，在保證電網穩定運行的同時將企業的經濟效益最大化，固定的編程計算程序將數據處理和分析失誤降到最低，但目前該技術在實際使用中還存在不足急需改進。

參考文獻：

[1]中振宇.淺析新形勢下電氣工程及其自動化存在的問題及應對策略[J].山東工業技術，2014（19）：196.

[2]仲崇山.勝利油田電網實施220KV變電站自動化技術的研究[D].浙江大學，2013，12（02）：116-118.

[3]淺談電氣自動化技術在火力發電中的創新與應用[J].硅谷，2014（03）：93-94.

[4]白森予.智能化技術在電氣工程自動化發展中的應用及分析[J].科學中國人，2015（29）：13.

（作者單位：長沙市軌道交通運營有限公司）