電氣工程及其自動化技術探析

袁靈龍

摘 要：文章主要通過對電力系統自動化控制技術的分析，全面闡述了電子技術、計算機技術發展的現狀，最后針對性提出系統自動化熱門技術要點，以此，為同行提供參考。

關鍵詞：電氣工程；自動化；探討

中圖分類號：TM76 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）13-0156-02

Abstract： Through the analysis of power system automation control technology， this paper expounds the current situation of electronic technology and computer technology development， and finally puts forward the hot technical points of system automation， which can be used as a reference for peers.

Keywords： electrical engineering； automation； discussion

當前，有效解決工業化問題的關鍵就是電氣工程自動化技術，只有全面研究電氣自動化技術，充分在生產領域發揮作用，才能推進經濟建設與發展。電氣自動化技術是當前熱點學科，其內容較復雜，綜合性強，學科范疇包含電子應用、計算機應用、網絡技術等方面的形態，是多技術的結合，更是機電一體化的實際應用。在實際應用過程中，電氣自動化主要就是強弱電結合、機電結合和軟硬件結合的應用。

1 電力系統自動化技術

1.1 電網調度自動化

自動化應用在各個系統中均得到充分利用，起到良好的作用。在電網調度中實現自動化控制，能夠有效提高調度效果，保證精準到位。電網調度自動化，運行的原理主要是在計算機的配合下完成的，通過整體運行模式的提升，使電網調度控制更加精確，調度中心與計算機聯網，確保了服務器、工作站、大屏幕顯示器、打印設備等的連接，形成一體化作業與調度，通過網絡、專線，使下一級電網調度控制中心、發電廠、變電站設備等形成統一的控制與管理。通過電網調度一體化提升，能夠全面對電力生產全過程進行有效控制，對出現的數據及時采集與更新，服務器根據設備運行可以做好統籌，全面對電力數據進行系統分析，保證良好運行狀態。

1.2 變電站自動化

變電站是重要的組成部分，通過變電站對電力進行分解，產生可利用的電壓，做好傳輸與變送，可以說，變電站自動化能夠大大提升發送精準率，提高工作效能，自動化控制能夠解放人力作業，實現精準管理、實時控制，為電廠節省了大部分的人力與財力。自動化控制的能力與范圍大大提高，各項指標數據更加精確，通過對各種設備的有效監控，實現電氣運行目標，確保站內電氣設備穩定與安全。技術的創新與進步，數字化應用也越來越廣泛，電氣工程功能有了全面的改進，傳統監控設備也與計算機并網，向數字化監控方向發展，特別是移動端的發展，能夠利用電纜或光纖，對加強信號控制力，傳統的電力信號電纜得到功能性提升，這樣就更加方便了記錄、整理、操作，實現了電氣工程實質性的進步與創新。

1.3 發電廠分散測控系統（DCS）

發電廠分散控制系統（DCS）是電力系統技術化發展最前沿的科技，在電氣系統升級改造中起到重要的作用，其技術的應用，大大改善了電廠運行模式，提高了管理效率。通過自動化控制與應用，能夠保證組建過程、分布結構的科技含量，各種復雜數據的精準運算，又能夠及時反映出在崗人員情況，根據數據情況，合理分配任務指標，確保電廠順利運行，完成生產任務。

2 電子技術、計算機技術發展的推動

我國自動化控制技術應用較早，隨著技術不斷發展與創新，早在上世紀八十年代初期，我國就已經在電力系統中使用到了先進的技術形態，當時最先進的單片機技術，大大提升了電力設備功能，使系統得到良好改善，為更好地服務經濟與社會發展，起到推動作用。那時我們所使用的技術，是世界最為先進的技術，在當時的工業生產水平下，計算機和PC機技術備受全球青睞，那時，我們的設備就能夠完成數據采集、分類、匯總、分析、顯示、存檔、打印、報警等各項任務，使生產過程能夠科學控制。但是，在實際應用過程中，隨著技術的進步與發展，一些操作控制已經無法滿足現代生產需求，譬如系統結構、功能、通信協議等方面都不夠完善，操作較繁瑣、欠缺靈活性，這些都嚴重的影響到了生產整體效率的提升。技術不斷發展與改進過程中，進入上世紀九十年代，有些問題在實踐中得到了改善，實現了技術上的進步與創新，特別是在信息歸納處理上，已經實現了質的飛躍，相關服務器運行速度和承載負荷加強，推動了電網調度自動化系統、變電站自動化和發電廠分散測控系統的改善，使各方面操作性更好、運行更加靈活、系統穩定性更強。

3 自動化IT技術發展熱點技術

3.1 電力一次設備智能化

我國電力系統自動化的實現，完全是依賴了先進的電子技術和計算機技術發展，隨著重要技術的發展，也實現了電力系統的升級改造。在各類電力設備機組運行過程中，一次設備和二次設備安裝是不能在同一地點進行的，對于在不同地點安裝的兩個設備，一定要保證有效對接，才能實現良好的運行，那么，在二者之間，需要利用強信號電力電纜和大電流電纜對一次設備與二次設備做對接，實現有效運行。電力一次設備智能化主要是考慮到了一次設備結構點的不同，通過對常規二次設備部分或全部功能的實現，解決了一次設備的自動化問題，不用使用過多的信號電纜和控制電纜連接，一次設備就可以自帶測量和保護功能，確保了設備運行的穩定與安全。當前，應用最為普遍的是“智能化開關”、“智能化開關柜”、“智能化箱式變電站”等，設備自動化的提升，大大減少了故障率，保證了電力一次設備智能化升級效果。一次設備電子部件容易受到高強度電磁干擾，需要有效解決好電磁兼容、供電電源及通信接口協議標準，才能保證技術穩定性。

3.2 電力一次設備在線狀態檢測

電力系統一次設備內容較多，包含發電機、汽輪機、變壓器、斷路器等設備，需要對各部分運行情況進行長期監控，才能確保設備穩定運行，監控過程中，需要嚴密注意監視設備，對設備的運行環節做好實時狀態管理，分析各種重要參數變化趨勢，判斷有無故障先兆，以此，保證設備使用壽命，提高設備運行效果。在線狀態檢測技術越來越成熟，已經在實踐中得到應用，但技術難度大、專業性強、環境條件惡劣，整體產品開發還需要一定的時間。

3.3 光電式電力互感器

電力互感器在電力系統中起著重要的作用，是不可缺少的重要設備之一，傳感器作用主要是根據比例關系的不同，把電氣設備高電壓和大電流數值進行有效的變換，數值的取得需要使用儀表進行全面的測量。但是，在實際應用過程中，卻存在許多不足，缺點主要是電壓等級越高，其絕緣難度則會變得越大，而設備體積和質量也就更大；如果信號動態范圍小，就會造成電流互感器飽和、信號畸變等現象；互感器輸出信號不能直接與微機化計量及保護設備接口。為了提高設備運行效率，很多國家已經出現了新型光電式和電子式互感器，我國也有一些設備實現了應用，要想全面進行推廣與應用，還需要對材料溫度系數變化進行控制，確保溫度穩定才能實現大面積推廣與應用。數字信號通過光纖接口送出，實現轉換功能，但是需要把握好電磁兼容、絕緣條件、耐環境溫度、電子電路等技術問題，以此提高設備效能，保證運行品質。

3.4 新型繼電保護及測控裝置

電力系統已經大面積推廣了光電互感器技術，使設備運行更加穩定，而與之相關的二次設備，比如說：測控設備、繼電保等裝置、內部功能等也出現了大的變化。省去了裝置內部隔離互感器、MD轉換電路及部分信號處理電路，大大提高了運行靈活性，使裝置響應速度加快，保證了運行整體效率。在想全面提高技術效果，還需要重點解決好幾個關鍵性技術，對不同互感器數據進行共享與計算。

4 新時期配電系統自動化功能

4.1 具有電能質量監測評價功能

隨著市場的發展，人們對電能品質極為關注，電能質量問題成為人們談論的話題，只有全面做好有效的監測，才能提取科學的數據，由此，電力企業需要有相關監測措施，才能滿足市場發展需要，給人們一個精準的答案，實現與市場化的調度對接，企業能夠獲取最大效益回報。而這種系統的建立并不是馬上就可以做到的，需要通過全面的設計與調研，才能建立起良好的監測模式，系統的建立需花費大量時間和金錢，同時還要有專業人人力成本，保證技術到位，滿足實際需求，供電企業總成本加大，增加了企業的負擔。為了全面做好電能質量監測，則需要對分布式綜合自動化功能進行融合，只有全面做好配電SCADA系統的分析軟件研究，才能對有用信息進行提取，保證監測基本需要，這樣就能從根本上提升供電的穩定與安全。

4.2 加強信息系統集成化

只有全面降低運行成本，才能保證良好效益，當前，供電企業成本越來越高，在各個方面都需要縮減成本，做好成本控制，使總體消耗量有所減少，只有打破單一自動化工程相互獨立和功能重疊的情況，做到功能性拓展，形成信息的集成與應用，才能形成科學的組合與分配，如SCADA系統和CIS系統集成設計等系統的組合，這樣才能使配電管理系統實現全面革新。

5 結束語

信息時代的到來，使技術不斷創新，在科技力量的推動下，電氣工程及其自動化也實現了質的飛躍，未來發展中，需要全面注重人才培育，站在時代和社會發展的高度迎接各類挑戰，通過人才路徑全面推進電氣系統自動化發展。

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