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電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用研究
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和科技水平的逐漸提升，促使著電氣工程行業(yè)也在不斷的朝前發(fā)展，尤其是社會對電力的需求量的逐日增大，這就要求電氣工程行業(yè)必須要加快對電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，大幅度的節(jié)省施工時間，提高電氣工程的建設(shè)效率。下文研究了電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用問題。
摘要：本文重點(diǎn)對電氣自動化技術(shù)在我國電氣工程中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，根據(jù)其在電氣工程中的設(shè)計(jì)理念，展望未來電氣自動化的發(fā)展方向，以求對電氣行業(yè)的相關(guān)工作者提供可參考信息。
關(guān)鍵詞：電氣工程;電氣自動化;應(yīng)用;發(fā)展方向
近幾年由于我國科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，自動化技術(shù)的應(yīng)用在各行各業(yè)中逐步擴(kuò)散起來，比如電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用也逐漸受到人們的關(guān)注，電氣工程行業(yè)關(guān)系著人們的日常生活，影響著其他行業(yè)的發(fā)展，所以對電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究探析，是十分有必要的實(shí)時話題。
一、電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1 電網(wǎng)調(diào)度的自動化應(yīng)用
電網(wǎng)調(diào)度自動化是指利用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動監(jiān)控體系取代以往人工監(jiān)視的模式，利用網(wǎng)絡(luò)將整個體統(tǒng)中的調(diào)度中心、變電站、工作站連接使其能夠自動完成調(diào)度功能。電網(wǎng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)自動化首先需要調(diào)度中心有一個連接所有設(shè)備的計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)還需配置可連接所有設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，中心服務(wù)器以及大屏顯示器和高效率的工作團(tuán)隊(duì)。通過對專屬局域網(wǎng)的控制實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度過程的自動化，并可以實(shí)現(xiàn)自發(fā)電廠到用戶終端的有效連接。由此可以看出，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用可以有效地對電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時情況進(jìn)行評估，并根據(jù)已有數(shù)據(jù)對電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，以此基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)度，實(shí)現(xiàn)發(fā)電控制環(huán)節(jié)的自動化。需要指出的是，電氣工程應(yīng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的采集、處理和監(jiān)控，并根據(jù)已獲取的信息對電網(wǎng)運(yùn)行和安全狀況進(jìn)行有效調(diào)動，滿足當(dāng)前用戶需求。
1.2 變電站的自動化應(yīng)用
傳統(tǒng)的變電站是通過人工操作，從監(jiān)控到最后信息的反饋均需要人工完成，設(shè)備都是電磁裝，數(shù)據(jù)的收集、整理、記錄都要通過人來實(shí)現(xiàn)，并沒有實(shí)現(xiàn)對變電站的全局性直接監(jiān)視。現(xiàn)在的電氣自動化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用取代了以往電話人工操作及控制技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了對變電站監(jiān)控能力的進(jìn)一步加強(qiáng)，同時還實(shí)現(xiàn)了變電站運(yùn)行水平及其效率的大幅度提高。其借助于全微機(jī)設(shè)備來替代之前的電磁裝置，因而實(shí)現(xiàn)了操作及監(jiān)視等過程的屏幕化，數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸時應(yīng)盡可能采用計(jì)算機(jī)電纜方式來進(jìn)行電力信號電纜的取代，并實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行及管理過程的自動化。
1.3 發(fā)電廠測控系統(tǒng)的自動化應(yīng)用
對于發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)而言，其實(shí)際應(yīng)用時常采用的是分層分布的結(jié)構(gòu)，利用以太網(wǎng)、遠(yuǎn)行工作站、數(shù)據(jù)高速通訊網(wǎng)以及過程控制單元等實(shí)現(xiàn)分散測控的目的。其中過程控制單元可直接在生產(chǎn)過程進(jìn)行應(yīng)用，并可對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時性的顯示、打印及信號的輸出，并由此進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的檢測、聯(lián)鎖性保護(hù)及其控制。對于工作站而言，其主要包括了工程師及運(yùn)行員兩種工作站，主要負(fù)責(zé)提供人機(jī)接口。由過程控制單元向運(yùn)行員工作站進(jìn)行信息的發(fā)送，同時接受由工作站發(fā)送來的指令。工程師工作主要負(fù)責(zé)為工程師進(jìn)行設(shè)置、診斷及維護(hù)方式的提供。
二、電氣自動化在電氣工程中的設(shè)計(jì)理念
2.1 集中監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念
一般而言，電氣工程中的運(yùn)行及其維護(hù)過程十分簡潔，對控制站方面的要求也較低，所以在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面相對就比較容易。再加上，電氣工程主要是將各種功能紛紛集中于相同的處理器中進(jìn)行工作處理，所以對于處理器而言任務(wù)較為繁重，因而其處理速度會受到較大程度的影響。當(dāng)電氣設(shè)備受到監(jiān)控時，由于監(jiān)控對象的大幅度增加，主機(jī)的冗余將會大幅度降低，進(jìn)而導(dǎo)致電纜數(shù)量的不斷加大，以及投資的顯著增加;此外，較長距離的電纜也會給系統(tǒng)的可靠性造成嚴(yán)重的影響。因此，集中化監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念在電氣工程中的應(yīng)用相對較為廣泛。
2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念
對于遠(yuǎn)程監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念而言，由于其自身的特點(diǎn)比如靈活、可靠性，所以在電氣工程應(yīng)用中較少使用電纜，節(jié)省了安裝費(fèi)用和材料的開支。但因電氣工程中各現(xiàn)場總線通訊速度較慢，且通訊信息量較大，因而遠(yuǎn)程監(jiān)控式僅僅適合用于系統(tǒng)監(jiān)控相對較小的電氣工程中，并不適合進(jìn)行全長電氣自動化控制系統(tǒng)的建立。
2.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念
當(dāng)下，較常見的電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用包括現(xiàn)場總線以及以太網(wǎng)等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使用現(xiàn)場總線監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念可使系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中更具針對性，比如對各種間隔進(jìn)行采用使用不同功能進(jìn)行，以便以間隔具體情況為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。此方式和遠(yuǎn)程監(jiān)控式相比較的話，即涵蓋了遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的優(yōu)點(diǎn)，又可以減少設(shè)備的隔離、 模擬量以及端子柜等方面的量，因此，此方式是電氣工程中應(yīng)用最多也最好的一種理念，并成為電氣自動化未來發(fā)展的主要方向之一。
三、電氣自動化在電氣工程中的發(fā)展和應(yīng)用前景
3.1 電力一次設(shè)備智能化發(fā)展。一般而言，一次設(shè)備同二次設(shè)備的安裝相距需要達(dá)到幾十米甚至可達(dá)幾百米之遠(yuǎn)，兩者之間的連接常借助于大電流對電纜及強(qiáng)信號電力電纜的控制來實(shí)現(xiàn)的。但電力一次設(shè)備的智能化與此狀況有著較大程度的不同，在對一次設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)布局時，經(jīng)常需要借助于二次設(shè)備的功能時間來實(shí)現(xiàn)，這樣做的好處是大量節(jié)約了控制電纜及電力信號電纜量。
3.2電力一次設(shè)備在線監(jiān)測的實(shí)現(xiàn)。發(fā)電機(jī)、短路器及變壓器等的一次設(shè)備常常需要對其中某個重要參數(shù)進(jìn)行無間斷檢測，這就要求在對設(shè)備進(jìn)行在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視的同時，還要對其某些參數(shù)的重要變化趨勢進(jìn)行預(yù)測，以便對設(shè)備發(fā)生故障的可能性進(jìn)行判斷，以便延長其保養(yǎng)周期，也為今后設(shè)備狀態(tài)的檢修提供保障。
3.3光電式電力互感器的發(fā)展。電力互感器最大的作用是遵循一定比例將輸電線上的大電流和高電壓降低到允許的標(biāo)準(zhǔn)值范圍，但在這個過程中電力互感器存在著較為明顯的不足之處：(1)其在電壓等級相對較高的時候難以實(shí)現(xiàn)絕緣;(2)輸出信號是不能與危機(jī)化計(jì)量直接進(jìn)行連接的;(3)由于自身信號動態(tài)變化范圍小，導(dǎo)致飽和狀態(tài)下信號發(fā)生畸變情況可能性增大。再加上光電式電力互感器輸出信號有限、電磁絕緣性較差等技術(shù)不足，未來光電式電力互感器有待解決的難度頗多，這些難題也將會成為未來研究的主要方向。
四、總結(jié)
電氣工程中使用電氣自動化技術(shù)可以提升相關(guān)設(shè)備的有效性，可以實(shí)現(xiàn)整個工程的信息化、網(wǎng)絡(luò)化和效率化，可以使電氣工程的數(shù)據(jù)采集、電網(wǎng)調(diào)度更加高效便捷，可以滿足目前經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的剛性需求，更好地適應(yīng)社會的發(fā)展規(guī)律。
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