電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高科技設(shè)備、通信技術(shù)和發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都在推動(dòng)著自動(dòng)化的發(fā)展，通過(guò)提高自動(dòng)化程度可以有效的提高電氣工程的工作效率，使生產(chǎn)和生活都變得更加的便捷，為電氣工程的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)，電氣自動(dòng)化的發(fā)展和在各個(gè)領(lǐng)域的越來(lái)越廣泛的運(yùn)用，現(xiàn)在常用的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及自動(dòng)管理系統(tǒng)等都是以電氣自動(dòng)化技術(shù)為主要技術(shù)，能夠更大程度的提高電氣設(shè)備的安全性可靠性。本文對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化;技術(shù);應(yīng)用

1 引言

電氣自動(dòng)化是指機(jī)械設(shè)備或者生產(chǎn)管理過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化數(shù)據(jù)分析和處理的操作過(guò)程，在運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有人的直接參與，并且電氣自動(dòng)化技術(shù)涉及面廣，包括電氣設(shè)備、電氣技術(shù)以及電力自動(dòng)化等方面，隨著自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的不斷深化與發(fā)展，電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試以及后期維護(hù)等必然使得電氣自動(dòng)化的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

2 電氣自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快和人們生活的不斷提高，對(duì)電能供應(yīng)的“安全、環(huán)保、優(yōu)良、可靠”等各項(xiàng)指標(biāo)的要求也越來(lái)越高。相對(duì)的，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)也提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)今電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)正逐步走向以下趨勢(shì)：

（1）從輸電、發(fā)電自動(dòng)化走向輸電、發(fā)電、配電自動(dòng)化進(jìn)行全面的發(fā)展。

（2）柔性交流輸電技術(shù)（（FACTS）的發(fā)展進(jìn)一步的提高了在輸電和配電方面的自動(dòng)化水平。

（3）先進(jìn)的管理和控制軟件的應(yīng)用當(dāng)前，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的電場(chǎng)中取得了廣泛的應(yīng)用，并極大的刺激了電廠的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。但是，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的潛在力量并沒(méi)有完全的被發(fā)掘出來(lái)，因此，我們應(yīng)該汲取國(guó)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，積極研發(fā)出適合本國(guó)電力行業(yè)中所需要的先進(jìn)管理措施和控制軟件，從而充分的發(fā)揮目前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所具備的一切功能。目前國(guó)外管理和控制軟件有兩大類別，其中一種是偏重于實(shí)時(shí)的控制功能，主要是針對(duì)機(jī)組負(fù)荷變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制;另外的一種則是傾向于系統(tǒng)的分析和管理的能力以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，可以根據(jù)實(shí)際的發(fā)展需要，對(duì)這兩類軟件進(jìn)行擇優(yōu)選擇。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)的新發(fā)展

電子技術(shù)在不斷地發(fā)展，所以電子元件也在不斷地更新，導(dǎo)致電路的形式也發(fā)生了一定程度的變化，就目前來(lái)說(shuō)，電氣自動(dòng)化的變換器電路朝著低頻向高頻的方向發(fā)展。隨著電子元件的不斷完善，電力系統(tǒng)在運(yùn)行功率方面提高了很多，它改善了原有的電流替換的形式，但是卻產(chǎn)生了更大程度震動(dòng)噪音。目前有人研發(fā)的能夠?qū)崿F(xiàn)使電子器件功能的靈活轉(zhuǎn)換的一種逆變器，不僅降低了系統(tǒng)的運(yùn)行成本，還改變了以往的電氣系統(tǒng)運(yùn)行方式，互補(bǔ)了以上的缺點(diǎn)。

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，用交流電來(lái)調(diào)控速度的控制理論也日趨成熟，它和直流電動(dòng)機(jī)的控速原理大同小異，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)矩分量和磁場(chǎng)分量的控制，簡(jiǎn)化了繁雜麻煩的矢量變化、簡(jiǎn)化了復(fù)雜的電動(dòng)模型，具有控制性強(qiáng)，速度快等優(yōu)勢(shì)。

電氣自動(dòng)化是一種靈沽性很強(qiáng)、覆蓋范圍廠泛的高科技技術(shù)，具有非常廣闊的前景，就目前的情況分析，電氣自動(dòng)化不僅可以和許許多多的新興科技成果相互結(jié)合起來(lái)，把它們相互結(jié)合并開(kāi)創(chuàng)并投入到技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)踐過(guò)程中去，而且電氣自動(dòng)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和形式也在不斷地優(yōu)化與完善，我們可以通過(guò)建立通用的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)的接口程序系統(tǒng)等，使電氣的自動(dòng)化在電氣工程中的運(yùn)用越來(lái)越趨向于專業(yè)化的發(fā)展，使電氣自動(dòng)化融入到電氣工程中。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們研究的對(duì)象范圍也更加廣泛，這勢(shì)必導(dǎo)致我們即將會(huì)獲得新的收獲和發(fā)展，在不久的日子后，我們會(huì)迎來(lái)具有高科技含量的電力系統(tǒng)。

4 現(xiàn)代電氣工程中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用分析

4.1 在發(fā)電廠分散測(cè)控中的運(yùn)用

分散測(cè)控系統(tǒng)是發(fā)電廠的重要組成之一，其核心為微處理機(jī)，過(guò)程控制主要通過(guò)計(jì)算機(jī)完成即通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)單元的熱電阻等信號(hào)以及相應(yīng)單元的監(jiān)控和處理、并實(shí)現(xiàn)對(duì)一些數(shù)據(jù)的必要處理，從而完成對(duì)發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保發(fā)電廠產(chǎn)品生產(chǎn)的安全。發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化主要依靠分層結(jié)構(gòu)，分層結(jié)構(gòu)部分包括工作站、以太網(wǎng)、過(guò)程控制以及數(shù)據(jù)高速通訊網(wǎng)等分單元工作站主要提供計(jì)算機(jī)和人工兩個(gè)接口，相對(duì)應(yīng)的則存在工程師工作站與運(yùn)行員工工作站，其中工程師工作站設(shè)置控制和維護(hù)工作，而員工工作站則負(fù)責(zé)配合收集數(shù)據(jù)以及傳遞命令的工作，兩者相互協(xié)調(diào)，共同保障發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。使用電氣自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的直接測(cè)控，從而保障整個(gè)分散測(cè)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行，達(dá)到安全運(yùn)行監(jiān)控的目的

4.2 變電站中的電氣自動(dòng)化技術(shù)

變電站中自動(dòng)化技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化管理、自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了管理的智能化，取代了人工管理，實(shí)現(xiàn)了管理效率的提高。目前，自動(dòng)化在變電站中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在其自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)與測(cè)量系統(tǒng)上、實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化和智能化的管理是其發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是科技不斷進(jìn)步的必然成果。

4.3 電網(wǎng)調(diào)度中的電氣自動(dòng)化

電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化主要是通過(guò)它的服務(wù)器和相對(duì)應(yīng)的自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。主要功能包括：通過(guò)經(jīng)濟(jì)調(diào)度確保整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行;通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)收集相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行狀況的監(jiān)控，從而查找并處理相關(guān)故障。

5 電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)探析

5.1智能電力互感器的出現(xiàn)

隨著電力技術(shù)的發(fā)達(dá)，電力互感器的智能化將會(huì)得以實(shí)現(xiàn)電力互感器的主要作用是將電壓和電流降低到可應(yīng)用范圍，但是目前，這個(gè)過(guò)程還不能完全實(shí)現(xiàn)智能化，而且還存在著一定的問(wèn)題。所以，如何實(shí)現(xiàn)電力互感器的智能化成為了未來(lái)電力自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)。

5.2電力一次設(shè)備的智能化

主要體現(xiàn)在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上和其檢測(cè)功能上首先，傳統(tǒng)的電力設(shè)備之間依靠大電流電纜進(jìn)行連接，安全系數(shù)不高，也給管理帶來(lái)諸多不便。然而當(dāng)電力一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化后，從結(jié)構(gòu)上做了調(diào)整，減短了連接電纜的長(zhǎng)度，提高了安全系數(shù);其次，電力系統(tǒng)設(shè)備在線檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)，可以讓我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)一次設(shè)備中的故障，這樣就確保其安全運(yùn)行，提高其工作效率和使用壽命。當(dāng)然，在電力一次性設(shè)備的智能化過(guò)程還存在很多問(wèn)題等待我們?nèi)ヒ灰唤鉀Q，但是相信隨著科技的進(jìn)步，電力一次設(shè)備的智能化必將得以實(shí)現(xiàn)。

6.結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要地概括了電氣自動(dòng)化技術(shù)的原理和電氣自動(dòng)化實(shí)施的基本條件，闡述了電氣自動(dòng)化在電氣工程中的運(yùn)用，同時(shí)介紹了一種新的電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案，以及今后該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向和展望電氣自動(dòng)化技術(shù)體現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的極大進(jìn)步，在電氣工程的發(fā)展中具有很大的推動(dòng)作用。設(shè)計(jì)人員需要考慮到具體的現(xiàn)場(chǎng)使用因素，不斷改進(jìn)傳統(tǒng)的電氣設(shè)備系統(tǒng)的弊端，針對(duì)自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化，不斷完善電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性和邏輯性，同時(shí)，電氣工程師需要進(jìn)一步研究和探索電氣裝置運(yùn)行的規(guī)律，提高電氣工程系統(tǒng)的實(shí)用性和效率，不斷完善電氣自動(dòng)化裝置，促進(jìn)生產(chǎn)效率的改善。當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展也表明了電氣自動(dòng)化具有很大的發(fā)展空間，特別是一些高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)電氣自動(dòng)化的推動(dòng)，隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷深化與發(fā)展，電氣自動(dòng)化的運(yùn)用將會(huì)更加的廣泛。

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