議電氣工程自動(dòng)化問題及方法

唐建波

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，電氣工程被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，給社會(huì)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步提高了工作效率，降低了事故的發(fā)生幾率，然而在電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展過程中，存在很多問題尚未解決，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能、特點(diǎn)、應(yīng)用及發(fā)展趨勢進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電氣；工程；自動(dòng)化

1.電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能及特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)不可或缺的一個(gè)專業(yè)技術(shù)。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本功能主要可概括一下幾點(diǎn)：（1）自動(dòng)控制功能。即通過操作系統(tǒng)自動(dòng)來控制分、合閘，比如當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障，開關(guān)能夠自動(dòng)的切斷電源，以保護(hù)操作人員的人身安全、有利于設(shè)備的維護(hù)。（2）保護(hù)功能。即通過檢測故障信號(hào)并能夠?yàn)樵O(shè)備和線路提供保護(hù)（比如斷開、切換等）的設(shè)備。比如當(dāng)電壓超過設(shè)備與線路允許的工作與范圍限度時(shí)，能夠自動(dòng)切斷，并發(fā)出警告信號(hào)。（3）監(jiān)視功能。即指視聽信號(hào)（比如燈光和音響等）對(duì)設(shè)備進(jìn)行電氣的監(jiān)視，特別是人類的感官無法判斷的，比如，判斷一臺(tái)設(shè)備是否處于通電的狀態(tài)。（4）測量功能。即指在設(shè)備的運(yùn)用和維護(hù)的過程中，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，以備了解設(shè)備的性能。通過各種儀表測量設(shè)備對(duì)線路參數(shù)（比如電壓、電流、頻率和功率大小等）進(jìn)行定量的分析。

2電氣自動(dòng)化裝置在電氣工程中的運(yùn)行

2.1 電氣自動(dòng)化與繼電保護(hù)裝置融合

繼電保護(hù)裝置就是在電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者出現(xiàn)短路、過載等情況時(shí)，能及時(shí)傳出警示信號(hào)并切斷連接線路的裝置。相比于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置容易出現(xiàn)拒動(dòng)和誤動(dòng)故障的情況，繼電自動(dòng)化裝置能夠?qū)嵤?shí)時(shí)的監(jiān)測，對(duì)電氣系統(tǒng)的各種設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行控制，此外，還能實(shí)施遠(yuǎn)程的控制，能夠長期進(jìn)行帶電工作。繼電保護(hù)裝置通常情況下能檢測電氣系統(tǒng)中所有線路或電氣設(shè)備中有可能發(fā)生故障或異常等問題，而且同時(shí)具有對(duì)電氣系統(tǒng)特定范圍內(nèi)相關(guān)線路或電氣設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測的目的，一旦范圍內(nèi)的線路或電氣設(shè)備發(fā)生異?；蚬收?，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置就會(huì)及時(shí)的做出一系列的解救反應(yīng)。比如說某線路或電氣設(shè)備發(fā)生短路或過載情況時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置會(huì)立即切斷與其連接的線路，并通過危險(xiǎn)信號(hào)傳遞的方式對(duì)此故障進(jìn)行上報(bào)。由于繼電保護(hù)裝置主要在電氣系統(tǒng)中起預(yù)防作用，因而其真正發(fā)揮效力的機(jī)會(huì)并不多。就其運(yùn)行的特點(diǎn)來看，主要包括誤動(dòng)和拒動(dòng)故障兩種形式。誤動(dòng)是指繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置在電氣系統(tǒng)未出現(xiàn)異?；蚬收蠒r(shí)，發(fā)出錯(cuò)誤的動(dòng)作或錯(cuò)位的信號(hào)；而拒動(dòng)是說電氣系統(tǒng)發(fā)生故障或異常時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)該異?；蚬收?，不能有效的處理異?；蚬收希l(fā)揮不到應(yīng)有的效用。此外，與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置相比，該裝置可以對(duì)特定線路或電氣設(shè)備進(jìn)行長時(shí)間的帶電實(shí)時(shí)監(jiān)測，并且還可以對(duì)所監(jiān)測電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制。

2.2變電站電氣自動(dòng)化及配電自動(dòng)化應(yīng)用

變電站中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是指在變電站應(yīng)用信息處理技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)與傳輸技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，通過電氣自動(dòng)化裝置或者計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，代替人工進(jìn)行各種作業(yè)，提高變電站的運(yùn)行效率和管理水平的自動(dòng)化系統(tǒng)。從這方面來講，變電站中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用目的主要是為了多層次、全方位地監(jiān)控變電站中各種電氣設(shè)備的運(yùn)行及安全狀況來達(dá)到高效控制。其主要的特點(diǎn)有：以微機(jī)化的設(shè)備來替代之前使用的電磁式裝置，實(shí)現(xiàn)操作監(jiān)視的圖像化、智能化。伴隨著微機(jī)監(jiān)控技術(shù)變電站以及變電站中的繼電保護(hù)、自動(dòng)測量設(shè)備、開關(guān)操作的遠(yuǎn)動(dòng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備、事故和設(shè)備故障的自動(dòng)記錄設(shè)備等方面的設(shè)計(jì)應(yīng)用，變電站正逐漸向著綜合自動(dòng)化方向發(fā)展。

3電氣自動(dòng)化應(yīng)用的范圍及構(gòu)成形式

3.1電氣工程中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的系統(tǒng)處理

電氣工程中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的處理系統(tǒng)在電氣工程設(shè)施方面主要通過傳輸信號(hào)屏蔽、設(shè)備接地信號(hào)處理、選擇合適的抗干擾措施來實(shí)現(xiàn)。為了確保系統(tǒng)故障少、運(yùn)行可靠、操作維護(hù)方便等，在電氣自動(dòng)化設(shè)備選擇時(shí)，需要選擇相應(yīng)的經(jīng)過長期檢驗(yàn)證明其性能穩(wěn)定可靠的設(shè)備來適應(yīng)電氣工程中現(xiàn)場的不同環(huán)境，保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2電氣工程中電氣自動(dòng)化導(dǎo)入微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用

由于電氣自動(dòng)化中微型計(jì)算機(jī)的引入，使系統(tǒng)能夠完成自動(dòng)記錄并分析電氣設(shè)施實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況的反饋，還可根據(jù)當(dāng)前設(shè)施運(yùn)行趨勢判定其誤差以及發(fā)展情況，收集運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)并分析以及判斷誤差。增強(qiáng)軟件的循環(huán)查找和不同時(shí)間及環(huán)境狀況的統(tǒng)計(jì)分析，直接進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的波形分析。為方便管理、電氣工程中的電氣自動(dòng)化應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)全程自動(dòng)控制，還根據(jù)需要添加了必要的接口與界面，增強(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí)用性。

3.3電氣工程中電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.3.1監(jiān)控方式的設(shè)計(jì)。電氣自動(dòng)化中運(yùn)用的這種集中監(jiān)控方式設(shè)計(jì)，具有運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便、控制系統(tǒng)的技術(shù)要求不高、系統(tǒng)容易設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。但由于這種方式是將系統(tǒng)的各個(gè)功能都集中到一個(gè)處理器進(jìn)行優(yōu)化處理的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，往往造成處理器所承擔(dān)的任務(wù)十分繁重，導(dǎo)致處理的效率受到影響。由于伴隨著監(jiān)控信息的大量增加以及電氣設(shè)備監(jiān)控的全面性要求，隨之而來的是系統(tǒng)冗余下降、電纜數(shù)量增加，設(shè)施處理信息能力嚴(yán)重滯后，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3.2電氣工程中現(xiàn)場總線監(jiān)控方式的設(shè)計(jì)。

等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于發(fā)電廠、變電站工業(yè)自動(dòng)化等綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，智能化電氣設(shè)備的自動(dòng)化進(jìn)程進(jìn)入了較快的發(fā)展時(shí)期?，F(xiàn)場總線監(jiān)控的設(shè)計(jì)形式使系統(tǒng)的應(yīng)用更加有針對(duì)性，可以根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的具體情況進(jìn)行調(diào)節(jié)和配置。由于各個(gè)裝置設(shè)計(jì)的功能都是彼此獨(dú)立的，并且都通過網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行連接控制，即使其中任何的一個(gè)裝置發(fā)生故障，影響的僅僅是相應(yīng)的元件，而不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。因此現(xiàn)場總線監(jiān)控的控制設(shè)計(jì)在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用最多，同時(shí)也是最優(yōu)的選擇。

4電氣工程中電氣自動(dòng)化應(yīng)用的優(yōu)勢

4.1電氣工程中電力設(shè)備的在線監(jiān)測優(yōu)勢

隨著變壓器、短路器以及發(fā)電機(jī)等這些一次設(shè)備的應(yīng)用，往往需要對(duì)其中關(guān)鍵的參數(shù)進(jìn)行不間斷的實(shí)時(shí)監(jiān)測，這就要求監(jiān)視設(shè)備不但能夠反饋在線運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也能夠?qū)υO(shè)備的一些重要的參數(shù)變化趨勢進(jìn)行分析和預(yù)測，并判斷設(shè)備中發(fā)生故障的原因，以縮短設(shè)備的保養(yǎng)周期，延長設(shè)備的實(shí)際使用期限，同時(shí)也為電力設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)檢修提供了必要的保障。

4.2電氣自動(dòng)化應(yīng)用下電氣工程中電力設(shè)備的智能化

一般情況下，電力系統(tǒng)中的一次設(shè)備與二次設(shè)備的安裝地點(diǎn)之間都要有一定的間隔，一般要求相隔幾十米，有的甚至是要求幾百米遠(yuǎn)，兩者之間使用強(qiáng)信號(hào)電力電纜與大電流控制電纜來連接。在進(jìn)行一次設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，往往要先考慮實(shí)現(xiàn)常規(guī)的二次設(shè)備的功能，這樣做顯然能夠節(jié)約大量的電力信號(hào)電纜和控制電纜。

5.結(jié)語

電氣工程中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。電氣自動(dòng)化是現(xiàn)代電氣工程的支撐，也是所有工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)與原動(dòng)力，隨著現(xiàn)代化、國際化和全球化的科學(xué)技術(shù)發(fā)展，電氣工程中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用也得到了十分迅速的發(fā)展，并且已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域當(dāng)中。所以我們應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況積極創(chuàng)新、廣開思路，為我國的電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用和發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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