智能化技術在電氣自動化中的應用

任永昕，寇金霞，陳新晨

（1. 唐山威程科技有限公司，河北 唐山 063700 ；2. 河北礦業(yè)司家營鐵礦，河北 唐山 063700）

1 智能化技術在電氣自動化應用優(yōu)勢

1.1 實現電氣自動化智能調整與控制

智能化技術在電氣自動化性應用的過程中，技術人員可以設置一定的程序實現對電氣設備的調整與控制，確定電氣設備能夠安全穩(wěn)定的運轉。同時，智能化技術的合理應用，還可以實現對電氣設備的監(jiān)督與管理，及時發(fā)現電氣設備運轉過程中存在的問題，并科學合理的解決。此外，智能化技術在電氣自動化中應用可以簡化原來復雜的操作流程，既可以節(jié)省時間，又可以提高工作效率[1]。

1.2 保持系統數據處理的一致性

在電氣自動化控制系統中通過科學合理的應用智能化技術，可以實現對系統中數據的分析與整理，并提高數據判斷的準確性。電氣自動化系統中存在多個不同的控制單元，并且各個控制單元是處于不斷變化的，通過智能化技術，可以將數據進行有效的整理，確保各個控制單元得到更加高效的控制與管理，提高數據處理的高效性。傳統的自動化控制系統中數據的處理與傳輸都是通過人工實現的，數據處理的效果不佳，并且人工處的時間比較長，不能處理復雜的數據信息，從而導致數據處理的靈活性比較差。智能化技術的合理應用有效改善了當前數據處理效果差的局面，為企業(yè)帶來更高的經濟效益。

2 電氣自動化控制中智能化技術的應用

以某發(fā)電廠為例, 該電廠包含主變壓器6 臺、發(fā)電機5 臺、高壓備用變壓器1 臺, 出線電壓涵蓋三種等級, 分別為35kV 母線南北兩端、10kV 母線東西兩端、110kV 母線一段, 均可利用母線開關及聯絡變壓器連通。發(fā)電機出線電壓6kV, 廠用電借助電抗器發(fā)電機端, 主控制室對5 臺發(fā)電機電氣部分均可控制, 各個發(fā)電機分別設置鍋爐控制室、氣機控制室, 利用電機及指揮信號相互連接。

2.1 在電氣自動化故障診斷中的應用

電氣自動化設備的種類有很多，并且不同設備需要使用的技術存在一定的差別。電氣自動化系統與所有設備運行的穩(wěn)定性有很大的關系。智能化技術的合理應用，可以實現對所有電氣設備的實時監(jiān)控與管理，這在很大程度上能夠降低，設備故障的出現。同時，通過智能化技術采集到的數據信息可以分析出設備運行的具體情況，從而判斷設備是否存在，故障。電氣自動化系統運行的過程中傳統的故障出現時，技術人員無法準確判斷出故障的位置以及具體的原因，而采用智能化技術以后，技術人員可以準確的找出故障的位置，并分析出故障產生的原因，從而節(jié)省大量的故障排查時間。例如，變壓器是電氣自動化控制系統的重要組成部分，其結構比較復雜，依靠傳統的故障排查技術，技術人員需要消耗較長的時間，并且故障排查技術比較落后。而智能化技術的應用，技術人員可以準備的判斷出變壓器漏油等問題的具體部位，并且通過精密的儀器，判斷出漏油位置的具體范圍。此外，智能化技術的應用可以及時對電氣自動化系統中設備進行全面的分析，及時找出存在問題的數據信息，并發(fā)出警報提醒技術人員進行故障排除[2]。

2.2 實現神經網絡控制

電氣工程系統的構成比較復雜，技術人員需要結合生產的實際情況合理調整電氣自動化控制系統中智能技術的應用情況。現階段，人們將神經網絡控制方式、模糊控制方式等應用于電氣自動化控制系統中，有效提高了電氣自動化系統的控制效率。為確保自動化系統運行的靈活性，技術人員采用神經網絡控制方式對設備系統進行控制，并利用反響學習的優(yōu)勢，實現系統的多層次結構的控制與管理，提高了系統運行的多變性。神經網絡控制方式在使用過程中比較復雜，是由多個子系統構成的。多個子系統可以協同工作，達到對電氣工程系統的控制要求。采用神經網絡控制的方式實現對電氣自動化控制系統各項數據的優(yōu)化與調整。此外，神經網絡控制方式能夠實現任意非線性的表達方式，其中PID 控制就是主要的方式之一。利用BP 神經網絡還可以建立參數Kp、Ki、Kd 自整定的PID 控制器, 從而實現智能化控制目標, 基于BP 神經網絡的PID 控制系統結構圖如圖1 所示。

圖1 基于BP 神經網絡的PID 控制系統結構框圖

2.3 電氣自動化控制系統間隔層功能設計

2.3.1 機組及公用系統測控裝置功能

電氣自動化控制系統中的所有信息的采集需要測控裝置來完成。測控裝置是與發(fā)變組進行配套使用的，并且測控裝置同時管理兩臺共用系統。通常情況下測控對象為啟備變220KV 斷路器、隔離開關、接地刀閘等, 主要采集啟備變電度量、溫度、有載調壓開關位置狀態(tài)等。

2.3.2 綜合測控保護裝置及智能采集單元功能

電廠電氣自動化控制系統構成比較復雜，其中綜合測控保護裝置是主要的組成部分之一。該裝置的合理利用可以有效提高電力設備運行的安全，降低安全事故發(fā)生的可能性。同時，自動化控制系統可以實現對電氣設備的不同保護，確保設備運行順利與安全。技術人員需要特別注意綜合測控保護裝置中所使用的芯片，保證芯片的運行良好。常用的變壓保護有真空開關和F-C 回路兩個類型。

結合智能技術的優(yōu)勢將智能技術應用到某電廠的自動化控制中，實現了對電氣自動化系統的高效控制。具體作用可以總結為：第一、提高了數據采集的效率，確保所采集到的數據更加真實可靠。第二、結合數據信息實現對電廠自動化控制系統設備的控制，保證設備處于良好的運行狀態(tài)。第三、結合設備運行過程中出現的故障，及時分析設備存在的問題，并采取必要的措施進行解決，從而保證電氣自動化系統運行更加穩(wěn)定。

2.4 系統升級改造

該電廠原有的電氣系統中主要有五套發(fā)電機變壓器組、配套6kV 廠用電系統、勵磁系統及人工智能調節(jié)器。在對其進行改造時，技術人員摒棄了傳統的，保護屏和控制屏，而是采用先進的微機保護和控制裝置。并且為了提高指揮的效率，保證溫度以及直流信號可以得到合理的控制，可以用電抗器微機保護以及測控裝置等發(fā)揮傳統的設備。此外，采用開關柜的方式實現對每個單元電能的監(jiān)控，并對開關進行合理的保護。

第一、技術人員結合電氣工程系統實際運行過程中存在的問題對手進行了全面的升級與改造，在很大程度上實現了企業(yè)內部資源與通信共享的目標。第二、結合電氣設備操作人員的習慣，將傳統的操作設置改成了軟手操作設置，確保電氣設備的管理更加全面，提高了設備操作的準確性，降低了安全事故發(fā)生的概率。第三、技術人員結合主控室的實際情況，對主控室內部的設備進行了進一步的規(guī)劃與布局，從而有效提高了主控室管理的效率。第四、智能化技術再電氣自動化控制系統的應用，確保開關量等信息得到科學合理的整理與收集，并結合數據的情況對其進行存儲。第五、以畫面的形式將電氣設備的運行狀態(tài)進行展示，技術人員可以實時觀測電氣設備運行的狀態(tài)，確保設備故障系統報警前發(fā)出警報。第六、限制操作人員的操作行為，避免不必要的問題發(fā)生。技術人員介個電氣設備常見故障出現的原因，對設備操作人員的行為進行了權限限制，降低人為操作引起的故障，提高電廠電氣設備運行的穩(wěn)定性以及可靠性。

3 結論

信息技術的發(fā)展使得智能技術發(fā)揮著越來越多的作用，智能化技術的應用范圍也在逐步拓寬。電氣工程中通過科學合理的引入智能化技術可以有效的改善當前電氣工程系統中存在的問題，提高電氣工程系統運行的穩(wěn)定性以及可靠性。同時，科學合理的運用智能化技術，可以有效提高企業(yè)的生產效率，保證生產中的，安全故障出現的概率有所降低。智能化技術的廣泛應用，在很大程度上促進了企業(yè)與社會的和諧發(fā)展，改變了人們的生活。