關于電氣的自動化在電氣工程中融合應用研究

毛慶武

摘 要：電力系統是指現代技術與傳統技術相結合所產生一種推進技術的過程，自動化是指擁有先進科學和識別系統的系統，自動化和電力系統的融合促進了我國電氣工程自動化的發展，對電網和變電站做出了杰出的貢獻。本文就電氣自動化在電氣工程中的融合運用進行探討。

關鍵詞：電氣自動化；電氣工程；融合運用

前言

計算機通信技術行業的快速發展，為電氣工程帶去了新鮮的血液，電氣的自動化裝置大多是通過計算機通信技術來控制和協調的，電氣自動化與電氣工程的融合運用，使電氣工程的安全性以及供電性得到了很好的體現，大大的提高了電氣工程的運行效率。電氣自動化裝置可以對電氣系統實施很好的監控，一旦發現異常或危險都會發出警告信號；此外若電氣工程的線路設置出現超負荷的狀況，電氣自動化裝置會自動跳閘，保證系統的安全；電氣工程的自動化應用還可以減少人員操作的損失。

1.電氣自動化及電氣工程概述

1.1何為電氣自動化技術

一般的自動化技術包含兩方面的內容，一是生產控制自動化；二是經營管理自動化。兩者相輔相成，構成自動化系統中必不可少的組成部分。

所謂的電氣自動化技術包括的內容主要有電氣技術、電力自動化技術和電氣設備。近年來，隨著科技的發展，我國開始注重培養電氣控制，自動化系統設計以及產品研發、技術管理等一些專業人才。

電氣的自動化就是要實現機械設備以及生產管理的無人化參與，并且在沒有人員操作的情況下，機械設備也可以實現對產品或系統的自動監測和自動處理等功能。

1.2電氣工程

電氣工程是人類生產生活必不可少的工程，它由以下幾部分構成：通常的電力系統、電能的產生和應用、電網的設計與實施、電力設備的設計和選擇以及高電壓下氣體絕緣的性能等。

1950年左右，我國的電力系統所擁有的容量已經有了一定的千瓦數量，而自動化的電力系統容量卻少于10萬千瓦，那時的電力系統大多采用單項自動裝置，主要的功能就是安全保護以及過程自動調節。但是到了90年代的后期，隨著科技和經濟的發展，我國加大了對電力自動化的研究力度，并且電力系統的規模也大大的擴增，只是單機的電力自動化系統容量就超過了前期的2倍左右，因此對于電氣工程的自動化提出了更高的要求。

1.3電氣自動化技術在電氣工程中的應用現狀

經濟和技術是衡量一個國家綜合實力的重要標準，要想在國際上立于不敗之地就必須發展國家的經濟和科技。就目前而言，我國的電氣自動化技術在電氣工程中的應用及融合都不太理想。電氣工程中的自動化技術成為電氣工程發展進步的制約性因素，雖然電氣工程中的自動化技術還沒有達到國家的技術標準，但是在不斷的摸索中，電氣工程中的自動化技術應用也有了很大進步，例如電氣工程的自動化編程周期和電氣的自動化整體效率都有了很大進步。

并且，隨著科學技術的不斷更新和進步，電氣工程中的自動化技術也在逐步完善，在朝著建立靈活的集成控制系統方向發展，在不久的將來電氣自動化技術將會與電氣工程很好的融合在一起，以滿足電氣工程自動化領域的技術需求。

2.電氣自動化與電氣工程中的融合運用

電氣系統的自動化與電氣工程的融合運用包括三個方面：供電方式及一次設備、遠動系統及二次設備、通信方案及設備以及主站網絡與軟功能。

2.1供電方式及一次設備

由于受到地域與經濟發展的影響，并且為了便于管理，我國把配電網分成了城市電網和農村電網。城市電網主要包括一些大中城市，并且是電纜網；而農村電網覆蓋的范圍為鄉村和縣城，并且采用的電網覆蓋方式是架空線。

決定配電網供電方式的因素是電源點、線路開關設備和網架即線路聯結。

電源點與網架有多種多樣的組合方式，這也就決定了供電方式的多樣性，配電網中常用的供電方式有單電源輻射狀供電、雙電源互備供電、多電源互備供電、雙電源環網供電、多電源環網供電和網格狀供電等方式；而線路開關設備的多樣性為供電系統功能的多樣性提供了可能，常用的線路開關設備有環網柜、重合器、分段器、斷路器和負荷開關等。

一次設備指的主要是配電網中配電線路的主設備。

城市電纜網中配電線路的主設備一般為環網柜，這種設備由真空斷路器、SF6斷路器以及負荷開關等部件組成；而農村中的架空線配電網中配電線路的主設備是斷路器、重合器和負荷開關以及分段器等。

2.2遠動系統及二次設備

電氣工程自動化系統的遠動系統設置的目的是依靠FTU、TTU 等完成對配電線路中的線路開關以及配電臺區即變壓器的監控和檢測。遠動系統和二次設備的布置是為了起到保護動作、環網控制、遠方控制以及就地手動的目的。電氣工程中要想實現配電過程的自動化就必須解決儀表與操作電源和傳輸規約中的問題，其中關鍵問題就是要設計出既適用于戶外環境又可靠的不間斷電源。鑒于配電線路設備分布具有地理特性，現今的變電站中遵守的CDT、POLLING等規約都不能很好的應用于電氣工程配電的自動化系統，而近年來新制定的101規約在一定范圍上得到了應用，但是最終能否采用該技術標準，尚難確定，需要有關部門制定出完善的傳輸協議標準。

2.3通信方案及設備

電氣工程與電氣自動化技術的融合包括自動化的通信方案，該方案在廣義上來說不僅要包括主站對子站的通信和主站對現場單元的通信，還要包括子站對現場單元的通信、各子站之間的通信以及現場各單元之間的通信等。

通信歷來是電氣工程自動化的重難點，由于我國是一個地形和環境氣候復雜多樣的國家，各地區的通信方案也是多種多樣。一般的通信方案依靠的的是光纖、電力載波、有線電纜、微波等。

2.4 發電廠分散測控系統

發電廠分散測控系統是由分布結構、分層結構的高速數據通訊網、遠行人員工作站、以太網以及過程控制單元等方面組成，其中輸出模塊和輸入模塊相結合再加上可冗余配件里的主控模件所共同組成的控制單元稱之為遠程控制單元，它的通訊方式是利用主控模件把信息傳送到可冗余上，再傳送到智能輸出模塊和輸入模塊上，最后在和總線上的輸出模塊和輸入模塊進行通訊，這個過程中唯一既可以在進行信號接收時能直接承受現場變送器、熱電偶、開關量以及熱電阻等設備，還可以在全部都運行完成后進行信號的輸出、實時的顯示以及實時的打印時能傳送設備的參數、設備的運行狀況，并用這種傳送方式直接對執行機構進行驅動，從而實現電氣自動化和電氣工程的相融合所運行過程的聯鎖檢測、聯鎖控制以及聯鎖保護等功能。

2.5 變電站的自動化

變電站的自動化不僅促進了變電站監控能力的增強，還實現了自動化監視和自動化操作，免去了繁瑣的人工化監視、人工化操作，此外它還能提高變電站的運行效率和提升變電站的運行水平。綜上所述，可以知道變電站的自動化具有多層次、全方位的監控作用，可以對各種電氣設備進行運行狀況的監視，從而實現了有效控制。傳統的變電站的自動化是采用電磁裝置來進行監視，而現在則都采用全微機化設備進行監視，這種設備成功對計算機屏幕化進行監視和操作，在進行數據傳輸時應該盡量用計算機電纜，而不是原來的電力信號電纜，這是因為計算機電纜可以實現自動化的統計記錄和運行管理。經過近幾年的電力發展，變電站自動化已經成電力企業和電網調度最重要的部分。

3.結語

由于電氣自動化技術是一項知識密集型技術，因此要想使電氣自動化能夠與電氣工程很好的融合運用，就必須從實際的電氣工程入手，認真分析，并對電氣自動化裝置進行有效的研究，只有先熟悉了電氣自動化裝置的結構，并且把圖紙進行完善（遵循一定的技術標準）后，才能使兩者很好的融合運用。

參考文獻：

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