淺析電氣自動化控制系統及其設計

仲文君

摘要：隨著當前對電力資源的需求量逐漸增加，對電氣控制系統進行自動化改進有利于提高電力企業的生產效率，并且能夠將電力生產成本控制在合理范圍內，提高電力系統運行的安全性與穩定性。本文分析研究了電氣自動化控制系統及其的設計。

關鍵詞：電氣自動化控制系統；系統設計；功能分析

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）11-0019-01

1 電氣自動化控制系統的基本概述

1.1 電氣自動化控制系統的基本結構

（1）通訊層。通訊層是保證電氣自動化控制系統能夠正常傳輸數據信息的關鍵部分，是整個電氣自動化控制系統的中間結構層。在電氣自動化控制系統的通訊層設計中需要根據電氣自動化控制系統的規模進行合理配置。同時要采用統一的網絡協議確保信息傳輸的穩定性與安全性；（2）監控層。監控層是電氣自動化控制系統的重要工作結構，是自動化控制系統發揮功能的核心部分。一般來說，電氣自動化控制系統的監控層主要有通訊站、網絡設備以及操作員站等。（3）間隔層。電氣自動化控制系統的底層就是間隔層，主要功能是對電氣自動化控制系統進行保護，并且在操作過程中可以有針對的進行控制操作，主要裝置有電動機保護測控裝置、發變組的保護裝置、低壓電源備自投裝置以及變壓器保護裝置等[1]。

1.2 電氣自動化控制系統的功能概述

電氣自動化控制系統的主要功能：（1）對電廠的變壓器組斷路器以及保護開關進行控制與操作，及時發現并處理變壓器組可能會出現的問題，確保變壓器安全。（2）在電力設備出現故障時，電氣自動化控制系統會進行警報并自動切斷電路，對電力系統進行應急控制。（3）對電廠的高壓電源進行實時監控，并對輔助電壓的快速切割設備工作進行監控與操作。（4）電氣自動化控制系統的其他功能可以提高電力系統運行的穩定性，例如，測量功能可以低電壓器件、信號指示設備的工作狀態以及其他運行參數進行測量；另外，可以對直流系統的工作進行有效控制等。

2 電氣自動化控制系統的設計

2.1 電氣自動化控制系統的設計原則

（1）對自動化控制系統的設計方案進行有序規劃，確保能夠將自動化控制系統的遠程監控方式、現場監控方式自己集中監控方式進行有效統一，提高自動化控制系統的監控水平；（2）在對電氣自動化控制系統進行設計時，要盡可能在保證自動化控制系統的穩定性與可靠性的基礎上，選擇安裝成本較低、組裝方式較靈活的設計方案；（3）在對計算機網絡技術進行應用時，一定要根據實際需求設計相關的軟件應用基礎，確保電氣自動化控制系統采集與傳輸的監控信息數據的的準確性與及時性。

2.2 電氣自動化控制系統的數據采集設計

（1）對模擬量數據的采集設計。這一設計內容主要涉及到電廠的電氣自動化控制系統的正常運行過程中的一些母線電壓、電流頻率以及有功功率的參數信息，另外，電廠的線路電壓與電流、無功功率以及變壓器的電流參數也是模擬量數據采集的重要信息。在模擬量數據進行采集時，主要是依靠交流電路中的某個周期內的多個交流電壓與電流的信號瞬時值來完成采集工作的，采集后的信息可以借助A/D轉換與計算對模擬量數據進行處理，最終獲得有效的測量參數。（2）對電能量的采集設計。電氣自動化控制系統的中的電能量主要有有功電能量與無功電能量兩種。其中有功電能量需要采集的數據信息主要有：模擬量、數字量數據等；而無功電能量需要采集的數據信息則以數據傳輸后的采集為主。對于電氣自動化控制系統而言，其中所步及到的電能量數據包括有功電能以及無功電能兩個部分。在對電能量的采集工作進行設計時要特別注意的是對有功電能量與無功電能量的的模擬量數據、數字量數據以及經過數據傳輸處理后的數據信息進行技術準確的記錄，確保采集到的數據信息能夠安全傳送到上層的信息應用系統中，這樣才能保證上層應用系統根據采集到的數據信息能夠發出正確的控制指令，完成數據采集末端與工作末端的相互通信工作[2]。（3）對數字量信息的采集設計。在電氣自動化控制系統中的數字量數據主要包括：繼電器的保護動作信號信息、隔離開關狀態信息、斷路器對應的運行狀態信息以及故障報警信號信息等。其中對斷路器的運行狀態信息進行采集時主要依靠各個觸點位置的數據信息進行采集，在進行數據采集設計時，要在電線回路中市價高水平的電壓參數，同時要對RC濾波電路進行合理配置，并且要采取一定的隔離措施才能降低觸點接觸不良對數據產生的不利影響，確保采集到的數字量數據的準確性與有效性。另外，對隔離開關狀態信息進行采集時也要依靠這種方法達到采集目的。還需要注意的是斷路器的常閉觸點在斷路器的通路與斷路狀態下的電壓信號信息并不相同，要根據實際的斷路器狀態確定采集到的信息數據的準確性與可靠性。

2.3 電氣自動化控制系統的數據傳輸設計

數據傳輸是保證電氣自動化控制系統能夠正確處理采集的數據信息的關鍵功能，同時也是電氣自動化控制系統能夠下達正確控制指令的重要途徑，因此，要對電廠電氣自動化控制系統的數據傳輸模塊進行必要的優化設計。一般來說，電氣自動化控制系統中的數據傳輸主要依靠得失多通道數據傳輸實現的。在數據傳輸過程中要根據不同的電氣設備的類型、性質以及傳輸目的進行必要的數據信息處理，然后將經過分析處理的信息數據再通過數據傳輸通道傳送至各個控制系統平臺上，這些應用平臺根據接收到的信息數據對電廠的不同設備進行自動化控制。因此，在對數據傳輸模塊進行設計時，必須遵守的一個原則就是保證數據傳輸的穩定性與可靠性，這就需要設計人員根據當前的技術發展與應用現狀對數據傳輸網絡環境進行必要改進，降低數據傳輸對網絡的需求，提高數據傳輸效率與可靠性[3]。

3 電氣自動化控制系統的發展前景

對這計算機網絡技術的飛速發展與成俗，自動化智能化控制技術已經被應用在很多行業中，對提生企業生產效率，擴大企業經濟收益有重要促進作用。而對當前使用的電氣自動化控制系統進行改進設計有利于推動電氣自動化控制系統在電力生產行業的應用，進而促進整個電力行業的發展。并且隨著PLC控制系統的不斷發展與成熟，電氣自動化控制系統的科學性與智能化水平也會得到較大提升，具有十分良好的發展前景。

4 結語

綜上所述，在對電氣自動化控制系統進行設計時，要對電氣自動化控制系統的功能結構、設計原則以及相關的設計思路有充分了解與掌握。同時要對數據采集與傳輸模塊的設計予以重視，盡可能地提高電氣企業電氣自動化控制系統的穩定性與整體性。這樣才能充分發揮電氣自動化控制系統對電力企業的積極作用，同時計在很大程度上可以提高電力企業的自動化生產效率，實現電力企業的自動化生目標，并且對整個電力行業有巨大的推動作用。

參考文獻

[1]王春波.淺析電氣自動化控制系統及其設計[J].消費電子，2012，（11）：39.

[2]李修偉，陳廣文.淺析電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢[J].民營科技，2011，（1）：20.

[3]吳綿能，夏煜.淺析電氣自動化控制系統及其設計[J].通訊世界，2015，（24）：279.

Abstract：With the demand of the electric power resources increase gradually， for improvement of automation is conducive to improve the electric power enterprise production efficiency of electric control system， and will be able to power production cost control in the reasonable scope， improve the safety and stability of power system. This paper analyzes and studies the electrical automation control system and its design.

Key Words：electrical automation control system；system design；function analysisendprint