機(jī)電一體化技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用研究

鄢圣杰 王如意

廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院

機(jī)電一體化技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用研究

鄢圣杰 王如意

廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院

機(jī)電一體化技術(shù)隨著當(dāng)前科技進(jìn)步的快速發(fā)展，所發(fā)揮的作用日益顯著，但是它在電力行業(yè)的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前發(fā)展的需求，還需要進(jìn)一步地研究并應(yīng)用。本文首先介紹機(jī)電一體化概要，然后通過(guò)分析機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，簡(jiǎn)單探討機(jī)電一體化技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用情況。

機(jī)電一體化；電力行業(yè)；應(yīng)用

1 、機(jī)電一體化技術(shù)概要

機(jī)電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)兩者于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，也帶動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)前所未有的發(fā)展，成為一門(mén)綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣泛。機(jī)電一體化技術(shù)具有多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗等特定功能價(jià)值，涵蓋了“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面，是一個(gè)功能強(qiáng)大的系統(tǒng)。

2 、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會(huì)的高速發(fā)展，“機(jī)電一體化”這個(gè)名詞越來(lái)越流行，它最開(kāi)始只是被認(rèn)為是機(jī)械與電子的簡(jiǎn)單結(jié)合，但隨著微機(jī)發(fā)展性能的不斷提高，以及各種信息技術(shù)、密集數(shù)據(jù)庫(kù)、能量光學(xué)，尤其是通信技術(shù)逐漸與機(jī)電一體化相融合，各種復(fù)雜機(jī)器可以直接通過(guò)遙控和網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，生產(chǎn)范圍也日益普及。

機(jī)電一體化目前廣泛應(yīng)用于汽車制造、各種零部件制造、大小型機(jī)械加工等行業(yè)，其優(yōu)越的性能在電力行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用還處于初級(jí)發(fā)展階段。電力行業(yè)發(fā)展需要數(shù)字化、智能化，也需要人性化、綠色化，這些都是機(jī)電一體化技術(shù)暫不能夠做到。因此，機(jī)電一體化技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前電力行業(yè)發(fā)展的需求，還需要進(jìn)一步地探索研究。

3 、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，并對(duì)全球的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科技和軍事等方面有著深遠(yuǎn)的影響。其發(fā)展趨勢(shì)如下：

(1)向著光電一體化發(fā)展：常用的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由由動(dòng)力、信息處理、傳感、機(jī)械結(jié)構(gòu)等零部件組成，如果加入光學(xué)技術(shù)，并利用其特點(diǎn)，能夠有效完善機(jī)電一體化系統(tǒng)中的動(dòng)力、信息處理、傳感等部件。

(2)向著柔韌化發(fā)展：未來(lái)的機(jī)電一體化系列產(chǎn)品，會(huì)有足夠的空間來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)執(zhí)行和控制系統(tǒng)，對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)處理能力加強(qiáng)，柔韌化改善。該系統(tǒng)下面的子系統(tǒng)之間是相互獨(dú)立，但都是服務(wù)于總系統(tǒng)，而其本身也具有“自律性”，能在不同的環(huán)境中做出差異反應(yīng)，并且單個(gè)子系統(tǒng)如果發(fā)生故障，是不會(huì)影響總系統(tǒng)性能的發(fā)揮，這使得總系統(tǒng)的柔韌性充分得到加強(qiáng)。

(3)向著智能化發(fā)展：未來(lái)的機(jī)電一體化系列產(chǎn)品的各種個(gè)性特點(diǎn)將會(huì)更突出，在其控制理論的基礎(chǔ)上，吸收了各種人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等多種學(xué)科，使其具有判斷推理及自我決策等能力，表現(xiàn)極強(qiáng)的智能化

4 、機(jī)電一體化技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用研究

(1)機(jī)電一體化在電力系統(tǒng)中的主導(dǎo)作用。電力系統(tǒng)所覆蓋的區(qū)域是非常廣闊的，特別是在同一調(diào)度分配協(xié)調(diào)運(yùn)行的時(shí)候，需要考慮很多方面。電力系統(tǒng)中的發(fā)電站、變電站、配電網(wǎng)絡(luò)、居民商業(yè)用戶等方面都在不同程度的使用了自動(dòng)控制。比如在生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸、電力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的自動(dòng)調(diào)節(jié)、系統(tǒng)和元件的自動(dòng)安全保護(hù)等。電力系統(tǒng)的這些自動(dòng)控制主要是為了保護(hù)供電的穩(wěn)定和安全，保障社會(huì)生產(chǎn)和居民用電，提高經(jīng)濟(jì)效益。

(2)電力信息自動(dòng)傳輸系統(tǒng)。發(fā)電站、變電站、配電網(wǎng)絡(luò)、居民商業(yè)用戶之間的信息傳遞是否及時(shí)準(zhǔn)確，這關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安危，那么就做好對(duì)電能生產(chǎn)傳遞過(guò)程中的各種檢測(cè)。如果這些交流溝通實(shí)現(xiàn)了控制的自動(dòng)化和智能化，那么將很大程度的提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，從而更好的保障電能質(zhì)量。

(3)電力系統(tǒng)的反事故自動(dòng)裝置。反事故自動(dòng)裝置也就是一種事故預(yù)警裝置，它可以在電力系統(tǒng)出故障的時(shí)候給予相應(yīng)的報(bào)警，以避免更大的事故發(fā)生。這種反事故自動(dòng)裝置一般分為兩種，一種是作用于事故發(fā)生前，在電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的時(shí)候，它用于保護(hù)裝置使其自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)，避免電壓震蕩、崩潰等事故；另一種是作用于事故發(fā)生后，它可以準(zhǔn)確的找出故障點(diǎn)，并斷開(kāi)故障電源設(shè)備，以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

(4)供電系統(tǒng)的自動(dòng)化。電力系統(tǒng)供電自動(dòng)化主要的作用是電力分配，電能從發(fā)電廠輸出后將配送給各個(gè)區(qū)域，具體配送多少，這都需要對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。供電系統(tǒng)的自動(dòng)化主要是為了使人們的生活更加方便快捷，電力系統(tǒng)的管理更加的簡(jiǎn)單明了，實(shí)現(xiàn)了智能化無(wú)人值班，從而提高工作效率。

5 、機(jī)電一體化在電力系統(tǒng)保護(hù)中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)中存在著很多種保護(hù)裝置，而這些保護(hù)裝置與機(jī)電一體化是緊密相連的。電力系統(tǒng)中涉及到的保護(hù)主要有電網(wǎng)的電流電壓保護(hù)、供電系統(tǒng)的單端電網(wǎng)的保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、低電壓保護(hù)、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)、變壓器的保護(hù)等等。而要實(shí)現(xiàn)這些保護(hù)，最主要的元件就是繼電器。繼電器在電力系統(tǒng)某段出問(wèn)題的時(shí)候，它會(huì)自動(dòng)切斷故障原件，從而保障整個(gè)電力系統(tǒng)。在繼電器保護(hù)系統(tǒng)中機(jī)電一體化中的電氣自動(dòng)化起到了決定性的作用。

6 、機(jī)電一體化在配電過(guò)程中的應(yīng)用

(1)保護(hù)的功能類型。變配電所是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，其中里面有很多的電氣裝置，這些裝置對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)安全非常重要，那么保護(hù)這些電氣設(shè)備勢(shì)在必行，而機(jī)電一體化的應(yīng)用正好可以用來(lái)保障這些電氣設(shè)備的安全。除此之外，機(jī)電一體化還可以對(duì)電壓、過(guò)電流進(jìn)行保護(hù)。

(2)通信功能。通信功能就是實(shí)現(xiàn)上下級(jí)的信息交流與溝通，它將配電站的所有電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，各種異常事故等都進(jìn)行數(shù)據(jù)上報(bào)。它還可以對(duì)臨近的站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)站點(diǎn)的信息互通，從而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)能有效控制，及時(shí)獲取異常數(shù)據(jù)并進(jìn)行維修解決，保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全暢通。

[1] 李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004

[2] 馮旭強(qiáng). 機(jī)電一體化技術(shù)的研究及其應(yīng)用[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2014