探討電氣的自動(dòng)化在電氣工程中融合運(yùn)用

余平

摘要：隨著科技的進(jìn)步，各個(gè)行業(yè)似乎都是不再能有的像以前想象的那樣，都有了自己的嚴(yán)格的行業(yè)內(nèi)部的分工，今天在這個(gè)行業(yè)里其實(shí)是已經(jīng)千絲萬縷的聯(lián)系在了在一起，同樣就是因?yàn)樵谖覀冸娏π袠I(yè)中和我們電網(wǎng)的自動(dòng)化管理技術(shù)之間也有了很多的交叉點(diǎn)，相互制約。如果可以將許多中間環(huán)節(jié)集成到一個(gè)項(xiàng)目中，則可以通過省略許多中間環(huán)節(jié)來節(jié)省成本。

關(guān)鍵詞：電氣;自動(dòng)化;融合;運(yùn)用

一、電氣的自動(dòng)化概述

目前，智能技術(shù)也已廣被引入并已廣泛應(yīng)用于我國的建筑電氣工程，并發(fā)揮著重要作用。電氣控制在現(xiàn)代建筑工程中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，大大提高了電氣控制的可行性。工程控制水平。現(xiàn)代電氣建筑工程技術(shù)中還有一個(gè)很非常的重要的工程作用是電氣工程，包括發(fā)電、變電站、輸電和研究。自動(dòng)化和電氣是不能共存的，掌握一些單片機(jī)、嵌入式、PLC等電子系統(tǒng)的知識(shí)，對(duì)于改善人們的生活條件非常重要，屬于人們生活的物質(zhì)基礎(chǔ)。現(xiàn)代智能具有常規(guī)人工智能無法比擬的優(yōu)勢(shì)，其便利性和穩(wěn)定性吸引了現(xiàn)代工程，降低了企業(yè)的管理維度，在故障診斷和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方面具有很大優(yōu)勢(shì)。智能化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，因此在許多現(xiàn)代智能建筑的電氣工程中可以快速而廣泛地使用。在現(xiàn)代中國，在電氣工程實(shí)際生產(chǎn)的工作過程中，重大設(shè)備的各種故障很容易反復(fù)發(fā)生。一旦該設(shè)備頻繁發(fā)生上述故障，勢(shì)必將影響本工程生產(chǎn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，給工程企業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。

二、電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)理念

1.遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

該技術(shù)的關(guān)鍵是在相關(guān)終端的幫助下有效控制和操作其他設(shè)備。 隨著遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)，電氣工程大大降低了自身成本，大大提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。但也有研究表明，該技術(shù)存在一定的缺陷，主要是由于通信方面的限制，遠(yuǎn)程監(jiān)控僅適用于小型電氣工程。

2.集中監(jiān)控技術(shù)

該處理技術(shù)一般是指計(jì)算機(jī)在多個(gè)同一目標(biāo)監(jiān)控的系統(tǒng)過程中能集中處理所有監(jiān)控項(xiàng)目?jī)?nèi)容的能力。該技術(shù)具有操作相對(duì)簡(jiǎn)單、日常維護(hù)方便等明顯優(yōu)點(diǎn)。 即使設(shè)備在運(yùn)行環(huán)境要求相對(duì)要求較低的特殊情況條件下也都能維持正常地運(yùn)行，因此，這項(xiàng)新技術(shù)可廣泛應(yīng)用于復(fù)雜電氣工程系統(tǒng)的建設(shè)。 此外，傳統(tǒng)的分布式監(jiān)控需要多個(gè)處理設(shè)備，但集中式監(jiān)控降低了這方面的成本。

3.現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)

這種技術(shù)在電氣工程中應(yīng)用最為廣泛。 在電氣工程系統(tǒng)運(yùn)行的具體實(shí)踐中，技術(shù)可以采取相應(yīng)措施解決差距差異，相關(guān)性很強(qiáng)。 這樣，電氣工程系統(tǒng)企業(yè)可以更加有效的降低用戶自身安裝成本，保證自身系統(tǒng)安全。

三、電氣自動(dòng)化發(fā)展所面臨的問題及趨勢(shì)

我國目前的情況是，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、鐵道部、水利部、交通部等部委正在按行業(yè)管理與設(shè)施相關(guān)的建設(shè)項(xiàng)目。而且，現(xiàn)行實(shí)施的《水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理?xiàng)l例》是1997年頒布的，其主要內(nèi)容已與這個(gè)時(shí)代社會(huì)發(fā)展潮流相去甚遠(yuǎn)，存在的許多根本不能客觀適應(yīng)于當(dāng)前發(fā)展形勢(shì)的問題。現(xiàn)代社會(huì)隨著工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程得不斷的加快，人民生活要求不斷得到提高，對(duì)"安全、環(huán)保、可靠”的供電容量等電力各項(xiàng)安全指標(biāo)上的質(zhì)量要求自然也要越來越高。這當(dāng)然也就是對(duì)電工自動(dòng)化制造技術(shù)本身提出來了一種更高的質(zhì)量要求規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如今，電氣工程中的自動(dòng)化技術(shù)正逐漸朝著以下趨勢(shì)發(fā)展：

1.柔性交流輸電技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步提高了輸配電自動(dòng)化水平。

2.先進(jìn)管控軟件的應(yīng)用。目前，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在國內(nèi)能源領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的潛力并未得到充分利用，所以鼓勵(lì)我們多借鑒吸收國外同行業(yè)的各種先進(jìn)制造經(jīng)驗(yàn)設(shè)備和工藝技術(shù)，我們將積極開發(fā)先進(jìn)、高效的自動(dòng)化過程測(cè)量控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制軟件，以滿足國內(nèi)能源行業(yè)的需求，充分利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的全部功能。目前國外管控軟件主要有兩大類，一類是注重實(shí)時(shí)性的控制功能，主要是用于對(duì)機(jī)組負(fù)荷及變化狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理和分析控制，另有一類則是具有分析監(jiān)控和管理系統(tǒng)的軟件。在開發(fā)過程中，可以根據(jù)實(shí)際情況的開發(fā)需要，開發(fā)使用兩類軟件。

四、電氣的自動(dòng)化在電氣工程中的融合運(yùn)用

1.電氣自動(dòng)化與繼電保護(hù)裝置的融合

繼電保護(hù)裝置它的一種主要安全作用功能是能在發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)突然故障、過載、短路燒毀等突發(fā)情況時(shí)，第一時(shí)間地發(fā)出緊急報(bào)警指示信號(hào)，并可能會(huì)迅速的關(guān)或斷線電路和連接其他裝置。眾所周知，傳統(tǒng)機(jī)械的繼電自動(dòng)化保護(hù)控制裝置會(huì)更容易造成出現(xiàn)故障拒接、誤動(dòng)作報(bào)警等人為故障，繼電自動(dòng)化設(shè)備控制器可以對(duì)電氣系統(tǒng)中各備用系統(tǒng)的運(yùn)行特性和參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)控和管理，對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行有效控制。 同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和長期帶電操作。

2.電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是指由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、傳輸屏幕、傳輸服務(wù)器和傳輸工作站組成的系統(tǒng)，其中端系統(tǒng)主動(dòng)連接，供內(nèi)部使用在一個(gè)饋電范圍局域網(wǎng)中。電網(wǎng)調(diào)度及其在其他電氣工程產(chǎn)品中的具體應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度全過程的全自動(dòng)化、智能化一直來是電氣自動(dòng)化中的一種主要應(yīng)用。第二大應(yīng)用形式是綜合數(shù)據(jù)監(jiān)控和發(fā)電過程分析，這保證了對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載全過程的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)控。

3.發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)

在電氣工程中電氣自動(dòng)化工程的控制設(shè)計(jì)的理念主要內(nèi)容包括現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控和遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)總線的監(jiān)控。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法用于電氣工程，僅限于一定的范圍，但也有優(yōu)缺點(diǎn)。安裝這種光纖監(jiān)控系統(tǒng)方式可以顯著降低經(jīng)濟(jì)設(shè)備的設(shè)計(jì)安裝制造成本，減少光纜設(shè)備的數(shù)量。這種遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)的方法十分可靠穩(wěn)定且易于實(shí)際使用。但是因?yàn)檫@種電力遠(yuǎn)程集中監(jiān)控操作方式目前的普遍使用場(chǎng)合范圍相對(duì)比較狹窄有限，可以應(yīng)用僅只限于中小型的電氣工程設(shè)備，而且在電廠機(jī)房?jī)?nèi)遠(yuǎn)程通信時(shí)信息量都非常地大，與電力遠(yuǎn)程監(jiān)控通信系統(tǒng)速度易發(fā)生一些沖突，從而又會(huì)大幅度限制了監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備上的操作。

就電氣工程而言，采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互建立連接，各設(shè)備相互獨(dú)立，具有獨(dú)特的功能，不僅提高了網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)的整體性能，而且提高了可靠性。電廠分布式測(cè)控系統(tǒng)由分布式結(jié)構(gòu)、分級(jí)高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程人員工作站、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和過程控制單元組成。

而分布式綜合變電站系統(tǒng)一般要按照對(duì)其內(nèi)部設(shè)備單元對(duì)系統(tǒng)的整體布局特點(diǎn)等來作出綜合系統(tǒng)劃分，可以將進(jìn)一步變電站分為整體集中式、局部分散式、分散式三種。

（1）集中化。這種布局在早期被廣泛使用，因?yàn)槌跗诘募稍O(shè)備技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不足，工作現(xiàn)場(chǎng)條件比較高，只能安裝在環(huán)境比較好的主控室。 集中部署的主要缺點(diǎn)是所有接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備都必須拉電纜連接到主控室，電纜的安裝和敷設(shè)非常費(fèi)力，周期長，成本高，提高了CT上的二次負(fù)荷。由于綜合設(shè)備技術(shù)成熟，很少使用這種方式。

（2）局部分散式。這種布置方式是綜合考慮經(jīng)濟(jì)可行性和運(yùn)行環(huán)境的一種方法，目前在特高壓變電站中得到廣泛應(yīng)用。例如，500kV站分為主控室、500kV繼電保護(hù)單元、220kV繼電保護(hù)單元，每條二次設(shè)備電纜與附近對(duì)應(yīng)的繼電保護(hù)單元相連，每個(gè)繼電保護(hù)單元通過光纖通信。

（3）分散式將高壓級(jí)保護(hù)、測(cè)控設(shè)備集中安裝在主控室內(nèi)。 這種布局大大減少了電纜敷設(shè)工作量，提高了經(jīng)濟(jì)性。 目前電壓等級(jí)小于35kV的保護(hù)集成設(shè)備基本能滿足配電要求，110kV及以上的屏主要集中在主控室。

五、電氣自動(dòng)化技術(shù)的新發(fā)展

電子技術(shù)在不斷進(jìn)步，因此電子元器件也在不斷更新?lián)Q代，電路的形狀也在發(fā)生一定程度的變化，目前用于電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的電子變流穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)正快速從中低頻向高頻發(fā)展。目前我國已經(jīng)逐步有人自主開發(fā)研究出逆變器，不僅有可能大大降低系統(tǒng)中電子設(shè)備的運(yùn)行和使用成本，而且還包括直接實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備多種功能部件的高效、靈活和快速轉(zhuǎn)換的可能性。它也有可能改變我們目前高壓電氣系統(tǒng)的基本操作和維護(hù)，彌補(bǔ)這些不足之處。隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，利用交流電來控制速度的控制理論也越來越成熟，類似于直流電機(jī)的速度控制原理。控制扭矩分量和磁場(chǎng)分量簡(jiǎn)化了復(fù)雜的電氣模型，并具有高度可控和快速的優(yōu)勢(shì)。自動(dòng)化在實(shí)際電氣工程中得到的實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)越來越走向?qū)I(yè)化，電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化已趨向注重于計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)電氣工程技術(shù)相結(jié)合。隨著電子科學(xué)技術(shù)研究的深入不斷得到發(fā)展，我們今后的課題研究領(lǐng)域范圍一定會(huì)隨之不斷得擴(kuò)大，必然將會(huì)在實(shí)踐中獲得一系列新形式的科技收獲成果和科技發(fā)展，在將來不久的將來，我們將推出內(nèi)容先進(jìn)的電力系統(tǒng)。

結(jié)束語

綜上所述，在適應(yīng)當(dāng)前現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展變化過程中，電氣及其自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)技術(shù)用途十分地廣泛，主要通過將先進(jìn)電氣設(shè)計(jì)與自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用緊密有機(jī)結(jié)合，將以上兩者的有機(jī)地結(jié)合，不僅方便有效，而且可降低環(huán)境污染和大幅提高了工程和建設(shè)成本。 在實(shí)施過程中，要完善和提高電氣自動(dòng)化技術(shù)，促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

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