新時期電氣自動化及電氣自動化發展前景

馮帥 郝旭

摘要：本文將對電力系統自動化技術、電力自動化以及電氣工程中的自動化技術應用問題進行分析，并在此基礎上提出一些建設性建議，以供參考。

關鍵詞：電氣工程;自動化技術;研究

引言：

電氣自動化，指的是通過利用感應器、繼電器等電氣元件，來實現對順序和時間的控制。其他的如一些儀表或伺服電機，會隨著外界環境的變化反饋到內部，從而導致輸出量發生變化，進而實現穩定的目的。

1、電力系統自動化

第一，電網調度的自動化。實踐中可以看到，其運行模式主要是由電網調度中心進行統一的計算，通過計算機網絡系統、工作站、服務器以及顯示器和相關的打印設備來實現，并且經網絡和專線方式實現對下級電網調度中心的有效連接。電網調度及其自動化，使其能夠在整個電力系統生產實踐中進行實施的信息采集、數據監控以及電網運行安全分析與監督。同時，還可以對電力負荷進行有效的預測，對自動發電系統進行調度和控制。

第二，變電站的自動化。從某種程度上來說，可有效提高電力單位的工作效率，實踐無需通過各種人為力量對其進行監控，這樣就可以省下很多的人力資源。同時，監控能力也大大提升，這在很大程度上也提高了變電站系統的運行安全指數。對于變電站而言，其實現自動化的主要目的在于有效對站內所有的電氣設備進行實時監控，確保它們能夠正常的運行。具體而言，科技水平的不斷提升，從根本上改變了傳統的設備監管模式，使其向著數字化方向發展。比如，計算機電纜、光纖技術的應用，取代了傳統的電信號電纜，同時也提高了記錄、管理以及操作方面的實用性，并且提高了數據信息的準確性。

第三，發電廠DCS系統。對于發電廠DCS系統而言，它主要是指電力技術化發展過程中的最前沿科技項目，不管是組建過程，還是具體的分布結構，均是當前科技發展過程中的必然產物。從實踐來看，通過快速計算和系統的統計數據分析，可以及時的反映出工作人員的實時狀態，這對于針對相關數據做出有效的判斷、決策以及確保發電廠的運行，具有非常重大的意義。

2、電力自動化分析

首先，電力一次設備逐漸向著智能化方向發展。一般而言，電力二次設備與一次設備安裝地點間距只有幾十米，或者幾百米，二者之間以強信號電纜實現有效的連接。電力一次設備在向著智能化方向發展過程中，所存在著的主要問題在于大電流開斷時，可能會造成高強度電磁場，嚴重干擾電子部件，最終使其受到嚴重的損害。在此過程中，最為關鍵的技術就是電磁兼容、電源和接口通信協議標準。所謂電力一次設備智能化，實際上就是在設計一次電氣設備結構時，實現常規的普通二次設備部分、或者全部功能，該過程通常也稱為是一次設備自帶測量、保護功能，比如智能開關、智能化箱式變電站等等。

其次，電力一次設備狀態在線檢測。實踐中，為對電力一次設備運行狀態進行全面的檢測，對各參數變化進行有效的分析和研究，必須對發電機、變壓器以及汽輪機等電力一次設備運行參數予以實時、連續在線監測。

最后，電力互感器。對于電力互感器而言，其作為電力系統中一項不可或缺的電氣設備，主要是指按照一定的比例關系，把高電壓及大電流數值，有效轉變成可用儀表測量的數值，這對于實現用儀表直接進行測量非常重要。對于這一設備而言，其存在著的主要缺點是電壓等級越高，絕緣性能就越差;設備質量、體積越大，其信號范圍就會越小，這將造成電流互感器飽和、信號畸變等。從實踐來看，目前國內該領域所存在著和的主要問題在于材料總是隨著溫度系數的變化而影響其穩定性。對于光電互感器而言，其所輸出的信號較之于電磁式互感器信號而言，要小很多，通常以毫安計。

3、電氣工程自動化技術應用前景分析

（1）電氣監控系統

電氣監控系統的主要作用是對監測和控制電氣設備的故障和運行狀態的故障。如果電氣設備出現故障，相應的監控系統就會發揮作用，將電力供應切斷，從而繼續擴大故障控制范圍，并實現及時避免事故發生之目的。實踐中可以看到，電氣監控系統是通過參數測量、對參數進行邏輯分析研究和監控執行程序來實現電氣監控目的。一般而言，其最基本的工作流程表現為：對電氣設備的實際運行參數予以檢測，在獲得檢測參數以后，及時反饋監控系統，然后電氣監控系統就會對上述所測量的數據信息進行邏輯性的分析研究，最后將分析結果有效地輸入到執行系統之中，進行后續操作。

（2）電氣節能系統

第一，空調節能技術。在建筑中耗電量最多的系統就是空調系統，所以建筑節能的關鍵就在于對空調系統的控制。而空調節能技術重點集中在地源熱泵技術、水源熱泵、焙值控制技術和變風量控制技術等方面。地源熱泵主要是利用地表的地熱資源來進行供熱和制冷的環保節能型空調系統。而水源熱泵則是通過地球所儲藏的一些太陽能資源來作為冷、熱源轉換的一項空調技術。上述兩項技術都是高效節能環保，而且均屬于可再生資源，具有節水省電，維護簡單和運行穩定可靠等優點。

第二，照明節能技術。在用電量方面，照明系統僅次空調系統，且其控制方式可以分為智能控制和定時控制，在建筑行業中，一般都采用總體智能控制手段。總體智能系統主要分為三部分，一是系統單元，二是輸出單元，三是輸入單元，它與計算機相連接，然后利用智能繼電器來控制各路獨立光源，再通過系統的相關反饋信息，繼而實現對照明系統的統一管理和節能智能控制。對于節能鎮流器、電子變壓器以及電子鎮流器等光源，必須選擇性能良好、能耗低的用電附件。比如，對于熒光燈，因為其具備無功補償功能，所以可以適用于一些公共建筑或者展覽館等來實現內部照明。

（3）消防應急照明系統

第一，電源選擇。消防應急照明在選擇供電方式時，一定要充分考慮以下因素：轉換時間、照明的種類、電源的特性以及持續工作時間，綜合以上因素，然后再結合工程的相關實際情況，確保應急照明系統經濟合理、安全可靠。

第二，控制形式。消防照明系統的控制形式一般有以下三種形式：其一，處于常閉狀態的照明系統，當發生火災時，可以由消防控制中心發出信號點亮照明燈。處于常閉狀態下的照明控制方式可以適用于很多的場所，其優點在于配線及控制簡單，并且節約成本;而缺點就是燈具及線路發生故障時很難查找，并且需要經常檢查和維護。其二，處于常亮狀態的照明系統，該控制形式的優點就在于配線及控制較為簡單，但其缺點是比較浪費電力。其三，平時可控照明系統，該控制方式使用的是雙控開關或交流接觸器，在發生火災時，可以由消防控制中心及時輸出信號，進而強行切換并且點亮，這種方式的優點就在于節約成本、節約能源。

結語：

當前，國內電氣工程相關的自動化技術的發展趨勢主要是由發電、輸電自動化向發電、輸電和配電自動化方向全面發展;然而對其控制策略也逐漸地朝著協調化、區域化、智能化、最優化和適應化的方向發展，除此之外，管理部門在控制手段方面，也逐漸加強了對電力電子器件、遠程通信和微機的應用，而對于應用理論工具的方面，會越來越多的通過現代化、科技化控制理論實施。只有這樣，才能確保我國電氣工程自動化建設事業的持續、快速和健康的發展。

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