淺談電氣綜合自動(dòng)化控制

張圣弢

摘 要：電氣自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、市場(chǎng)建設(shè)、產(chǎn)業(yè)進(jìn)步具有關(guān)鍵作用和重要意義——電氣綜合自動(dòng)化控制技術(shù)推動(dòng)了電力事業(yè)的革新發(fā)展，轉(zhuǎn)變了電力生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式與弊端，提升了電力生產(chǎn)、傳輸?shù)目煽啃浴⒎€(wěn)定性與安全性。下文中，筆者將結(jié)合個(gè)人的工作經(jīng)驗(yàn)與看法，分析國(guó)內(nèi)電氣綜合自動(dòng)化控制技術(shù)的特點(diǎn)、功能與其他注意事項(xiàng)，以期為促進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展，提供建議與幫助。

關(guān)鍵詞：控制技術(shù)；電氣綜合；自動(dòng)化；電力事業(yè)

1 前言

在上世紀(jì)中期，自動(dòng)化概念被引入國(guó)內(nèi)，先后應(yīng)用于電機(jī)生產(chǎn)和電力生產(chǎn)中；當(dāng)接觸器與繼電器的誕生并投入應(yīng)用，自動(dòng)機(jī)器人能夠按照預(yù)先設(shè)定的邏輯和分析判斷，代替人類完成生產(chǎn)活動(dòng)，進(jìn)一步推動(dòng)了電子自動(dòng)化技術(shù)的革新與發(fā)展；上世紀(jì)六十年代中，計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制理論融合，推動(dòng)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入信息化、綜合化發(fā)展階段，有效提升了生產(chǎn)質(zhì)量與管理效率，電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了飛躍性發(fā)展；上世紀(jì)七十年代中，微電子、IT技術(shù)和信息通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，讓電氣自動(dòng)化系統(tǒng)更加復(fù)雜和龐大，應(yīng)用現(xiàn)代化的電氣控制理論去闡述、分析生產(chǎn)中的問題，有效提升了生產(chǎn)效率，與此同時(shí)，電氣自動(dòng)化控制理論與控制方法進(jìn)一步得到豐富與拓展，融合了通信技術(shù)局、人工智能、計(jì)算機(jī)處理、系統(tǒng)工程等不同領(lǐng)域的技術(shù)成果，向高級(jí)電氣自動(dòng)化階段發(fā)展；二十世紀(jì)八十年代，電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟，普遍應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)、國(guó)防、工業(yè)制造等領(lǐng)域，帶動(dòng)了制造技術(shù)、交通技術(shù)、航天技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平穩(wěn)定增長(zhǎng)。

2 電氣綜合自動(dòng)化控制的綜述

一是，電氣自動(dòng)化控制的維護(hù)、調(diào)試、安裝條件與硬件環(huán)境大體一致，裝置之間的交互性能較高，使用漢字菜單對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行全過程監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置。電氣自動(dòng)化裝置的穩(wěn)定性高、測(cè)算精確度高，裝置保護(hù)性能良好，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化操作，維護(hù)管理人員能夠根據(jù)電氣系統(tǒng)中的信息流數(shù)據(jù)，分析運(yùn)行情況、電量數(shù)值和事故預(yù)警信息，并將上述數(shù)據(jù)報(bào)送上級(jí)管理部門，由上級(jí)部門、站內(nèi)管理人員同時(shí)監(jiān)督管控，避免無人看守的情況發(fā)生，及時(shí)排查故障和安全隱患，確保電氣系統(tǒng)的良好穩(wěn)定運(yùn)行。

二是，電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，配置了小電流接地選線裝置、、電壓無功綜合控制裝置和備用電源自投裝置，還將自動(dòng)保護(hù)裝置安裝在不同的單元中，采用語(yǔ)言編程的后臺(tái)軟件程序，實(shí)現(xiàn)面向操作對(duì)象的全程監(jiān)控。電子綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的操作界面簡(jiǎn)潔友好，操作簡(jiǎn)單，采用中文菜單，人機(jī)交互流暢，數(shù)據(jù)庫(kù)查詢快速簡(jiǎn)便，實(shí)用性能良好，滿足用戶生產(chǎn)與管理需求。

三是，電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)置了保護(hù)功能。采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣裝置的監(jiān)控和保護(hù)，能夠在授權(quán)范圍內(nèi)共同使用，能夠在多種信息通訊技術(shù)下兼容。電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接口和操作系統(tǒng)，不同的廠商平臺(tái)都可以應(yīng)用并交互操作。如果電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的裝置發(fā)生故障或損壞，將發(fā)出異常和報(bào)警信號(hào)，及時(shí)同時(shí)操作管理人員。

3 電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能分析

一是，電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測(cè)功能。采用高壓或低壓系統(tǒng)二次側(cè)PT、二次側(cè)CT的電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了三相交流測(cè)量與采集，能夠?qū)o功功率、有功功率、、功率因數(shù)、頻率、電流和三相電壓等對(duì)象參數(shù)，進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)。

二是，電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制功能。在電子綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用下，站內(nèi)操作管理人員可以手動(dòng)操作并控制電氣系統(tǒng)，也可以由上級(jí)管理部門遠(yuǎn)程控制操作電氣系統(tǒng)，該種雙重控制的操作功能，能夠避免因?yàn)檫h(yuǎn)程操作關(guān)閉鎖定或者本地系統(tǒng)配置損壞而產(chǎn)生的單一控制路徑故障，為電氣綜合自動(dòng)化的安全運(yùn)行，提供雙重保險(xiǎn)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠防止軟件程序出錯(cuò)，并根據(jù)情況進(jìn)行操作提示，能夠?qū)Σ僮髦噶钸M(jìn)行自動(dòng)判斷分析，確保指令操作的正確概率為百分之一百。

三是，電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的電壓自動(dòng)控制功能。通過專用裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制電壓；利用數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓。電壓無功綜合控制裝置GCVQC-III型，能夠根據(jù)無功功率數(shù)值大小、負(fù)荷數(shù)值變化和的主變壓器母線電壓數(shù)值變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)電容器組的投切循環(huán)，變更調(diào)壓開關(guān)的檔位，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的保護(hù)。

4 電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)

一是，電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)要點(diǎn)。自動(dòng)控制技術(shù)是將信息數(shù)據(jù)傳播技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)融合起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電站、變電站的關(guān)聯(lián)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與安全控制——上級(jí)管理部門能夠通過監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)公共點(diǎn)、單個(gè)點(diǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、安全監(jiān)測(cè)。電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的選型與配置應(yīng)當(dāng)遵守國(guó)家相關(guān)規(guī)定、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)控制系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享與交互，并根據(jù)要求生成表單和表格，用以便捷、直觀的分析判斷和監(jiān)測(cè)電氣系統(tǒng)運(yùn)行情況。

二是，電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)要點(diǎn)。定時(shí)采集全站輸入信號(hào)并處理，實(shí)時(shí)刷新系統(tǒng)提供運(yùn)行狀態(tài)資料；事件順序記錄、遙信變位記錄、事故追憶記錄滿足變電站現(xiàn)場(chǎng)要求。監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)軟件、顯示器、寬行打印機(jī)等組成，可完成有關(guān)的記錄操作。其中當(dāng)?shù)夭僮鞑糠钟型陚涞拿艽a防誤系統(tǒng)，運(yùn)行人員只能進(jìn)行運(yùn)行操作，維護(hù)人員只能進(jìn)行維護(hù)操作。

三是，電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的保護(hù)技術(shù)要點(diǎn)。具有充電，浮充電及自動(dòng)轉(zhuǎn)換的功能，并具有軟啟動(dòng)特性。過流、限流和短路保護(hù)及報(bào)警指示，包括充電裝置交流輸入回路采用自動(dòng)空氣開關(guān)作為一般短路和過載保護(hù)。有交流過呀，交流欠壓，輸出過壓、過流、過溫等保護(hù)措施。當(dāng)交流失電再恢復(fù)供電時(shí)，具有自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行的功能，并能自動(dòng)完成對(duì)電池的補(bǔ)充充電。

5 電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的范圍

一是，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具有高可靠性和擴(kuò)充性，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上分為三層：主控層、間隔層和現(xiàn)地層。主控層主要完成各間隔單元的信號(hào)采集、處理、控制、顯示及打印，并使參數(shù)的鑒定及修改等。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)要求具有性能安全可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、功能完備、組態(tài)靈活便于擴(kuò)展、界面友好、使用與維護(hù)簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。

二是，間隔層負(fù)責(zé)與綜合自動(dòng)化裝置、直流屏、其他智能設(shè)備等直接聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)模擬信息、數(shù)字信息、電能信息的采集、傳輸及控制等。針對(duì)我公司的具體情況，我們采用分層分布結(jié)構(gòu)，通訊管理機(jī)通過通訊網(wǎng)絡(luò)和各個(gè)保護(hù)單元通訊。通訊管理機(jī)具有數(shù)字和模擬信道將間隔層上送的信號(hào)形成數(shù)據(jù)幀給遠(yuǎn)方調(diào)度監(jiān)控機(jī)以及當(dāng)?shù)睾笈_(tái)機(jī)通訊，它是整個(gè)分層分布系統(tǒng)的核心，具有極強(qiáng)的擴(kuò)充和兼容性，可通過規(guī)約的轉(zhuǎn)換和各類智能單元通訊。

三是，電壓無功綜合控制裝置根據(jù)主變壓器母線電壓、負(fù)荷的變化以及無功功率的大小，綜合控制有載調(diào)壓開關(guān)的檔位的升降及電容器組的循環(huán)投切，并具備多種保護(hù)閉鎖功能，當(dāng)電容器內(nèi)故障閉鎖電容器自動(dòng)切換，并發(fā)出告警信號(hào)；當(dāng)主變壓器分接頭調(diào)整失效時(shí)閉鎖調(diào)壓功能，并發(fā)出告警信號(hào)。

綜上所述，電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，既是信息數(shù)據(jù)傳播技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)發(fā)展與普及的必然結(jié)果，也是生產(chǎn)開放化、信息化和科技化的要求。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)增長(zhǎng)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣綜合自動(dòng)化控制技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展與完善，為我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展，提供助力。

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