電氣工程自動化技術的應用

　　電氣工程自動化技術的應用

　　摘 要：電氣自動化技術作為從電氣工程技術發(fā)展出來的并與電子與信息技術緊密結合起來的一門電氣工程應用技術學科。

　　隨著我國經濟的不斷增長，電氣自動化技術在國民生產中各個部門和領域已得到了廣泛應用。

　　本文對電氣工程中自動化技術的發(fā)展和運用進行了簡要分析。

　　關鍵詞：電氣工程;自動化技術;現狀;應用

　　1 電氣工程及其自動化技術概述

　　電氣工程及其自動化是以電磁感應定律、基爾霍夫電路定律等電工理論為基礎，研究電能的產生、傳輸、使用及其過程中涉及的技術和科學問題。

　　電氣工程中的自動化涉及電力電子技術，計算機技術，電機電器技術信息與網絡控制技術，機電一體化技術等諸多領域，其主要特點是強弱電結合，機電結合，軟硬件結合。

　　電氣工程及其自動化技術主要以控制理論、電力網理論為基礎，以電力電子技術、計算機技術則為其主要技術手段，同時也包含了系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)開發(fā)以及系統(tǒng)管理與決策等研究領域。

　　控制理論是在現代數學、自動控制技術、通訊技術、電子計算機、神經生理學諸學科基礎上相互滲透，由維納等科學家的精煉和提純而形成的邊緣科學。

　　它主要研究信息的傳遞、加工、控制的一般規(guī)律，并將其理論用于人類活動的各個方面。

　　將控制理論和電力網理論相結合，應用于電氣工程中，有利于提高社會生產率和工作效率，節(jié)約能源和原材料消耗，同時也能保證產品質員，改善勞動條件，減輕體力、腦力勞動，改進生產工藝和管理體制。

　　2 電氣工程中自動化技術運用分析

　　2.1電網調度自動化

　　(1)實現對電網安全運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。

　　通過調度人員控制和監(jiān)管電網的電壓、潮流、周波和負荷等，并觀測主設備的位置狀況和水、熱等方面的工況指標，使之能符合規(guī)定，以保證用戶計劃用水、用電、用汽等的需求。

　　(2)實現對電網運行的經濟調度。

　　在對電網實現安全監(jiān)控的基礎上，通過自動化手段以實現電網經濟調度，以達到節(jié)省能源、降低損耗和多供電、多發(fā)電的目的。

　　(3)實現對電網運行安全事故的分析和處理。

　　電網中出現異常運行或者故障的因素非常復雜，如果不能及時的判斷或處理措施不當，有可能會危及到設備安全和人身安全。

　　通過電網調度自動化技術的增強，能夠實現電網的安全運行分析，提供事故處理的對策和相應的監(jiān)控手段，以防止事故的發(fā)生，并對已發(fā)生的事故進行及時處理，減少和避免事故的發(fā)生率。

　　2.2發(fā)電廠自動化

　　(1)水電廠自動化。

　　水電廠需要調速器、水輪機以及水輪發(fā)電機力勵磁控制系統(tǒng)等。

　　水電廠自動化可以具體分為單機自動化、公用設備自動化、梯級水電廠綜合自動化以及全廠自動化等等，通過自動化系統(tǒng)的使用，極大的提高水電廠運行的經濟性、安全性和供電的質量。

　　(2)火電廠自動化。

　　火電廠的自動化也是一門綜合性的技術，有信息和數據處理、自動保護、自動檢測、順利控制以及設備管理等方面的功能。

　　自動化系統(tǒng)主要包括了鍋爐控制系統(tǒng)、汽輪機控制系統(tǒng)、發(fā)電機控制系統(tǒng)、計算機監(jiān)視和數據系統(tǒng)以及機爐系統(tǒng)主控系統(tǒng)等。

　　2.3變電站綜合自動化

　　變電站綜合自動化是在變電站應用信息處理與傳輸技術和自動控制技術的基礎上，通過計算機硬件系統(tǒng)或者自動化裝置，代替人工進行各種運行作業(yè)，提高變電站管理水平和運行水平的自動化系統(tǒng)。

　　伴隨著微機監(jiān)控技術在變電站中的廣泛應用，變電站正逐漸向著綜合自動化方向進行發(fā)展。

　　目前我國已經實現了變電站繼電保護微機化和遠程的遠動和監(jiān)控，并正在大力推行無人值班變電站的運用。

　　無人值班變電站的功能包括變電站的自動測量、設備的遠動和監(jiān)控、開關操作的遠動、繼電保護、事故和設備故障的自動記錄等方面，無人值班變電站的運用必然會將變電站的綜合自動化程度帶向一個更高的階段。

　　2.4配電自動化

　　配電自動化是一項集合了現代控制技術、計算機技術、數據傳輸、設備管理等方面為一體的綜合信息管理系統(tǒng)。

　　配電自動化的目的是改進電能質量、提高供電的可靠性、向用戶提供優(yōu)質的服務，并減輕運行人員的勞動強度，以實現經濟運行的目標。

　　當前國外一些發(fā)達國家中，在配電自動化中已有了多年的運行經驗，并逐步向大規(guī)模地形顯示、光纖通信和人工智能等實用化技術方面縱深性發(fā)展。

　　我國的配電自動化主要使用了三種基本功能模式，即就地控制的饋線自動化、集中監(jiān)控模式的配電自動化和集中監(jiān)控模式的配電自動化與配電管理相結合的模式。

　　目前我國多采用了后兩種模式，并使用了分布式總體結構，將主站和子站通過網絡進行聯在一起，從而形成統(tǒng)一的配電自動化系統(tǒng)。

　　3電氣工程自動化技術的發(fā)展熱點及其趨勢分析

　　3.1電力一次設備的在線檢測

　　對汽輪機、發(fā)電機、開關、斷路器、變壓器等電力一次設備的重要運行參數實行不間斷的實時監(jiān)測，不但能夠監(jiān)視設備在線運行狀態(tài)，還可以分析相關重要參數的變化趨勢，判斷是否存在發(fā)生故障的可能性，進而延長設備的保養(yǎng)周期，提高其利用率，也為該電力設備從定期檢修向狀態(tài)檢修過渡提供了充足的保障。

　　3.2光電式電力互感器

　　按照一定的比例關系把輸電線上的大電流數值和高電壓降低到標準值是電力互感器的重要作用。

　　但其缺點也不容忽視，即：電壓等級越高，絕緣難度越大，且設備的質量和體積也越大;互感器輸出的信號不能與微機化計量及保護設備直接接口;其信號的動態(tài)范圍較小，電流互感器達到飽和狀態(tài)甚至引起信號畸變的幾率越大。

　　與此同時，新研制的光電式電力互感器也存在不少技術難題，其輸出的信號有限，電磁絕緣、兼容、耐環(huán)境程度以及電子電路的供電電源等是其面臨的主要技術難題，也是光電式電力互感器的未來主攻方向。

　　3.3先進管理和控制軟件的應用

　　當前，計算機控制系統(tǒng)在國內電場中已得到了廣泛的使用，并極大的促進了電廠自動化技術的發(fā)展。

　　然而，計算機控制系統(tǒng)的潛能并沒有被完全發(fā)掘，為此，我們應吸取國外先進的技術經驗，積極開發(fā)出適合我國電力行業(yè)所需的先進管理和控制軟件，以充分發(fā)揮當前計算機控制系統(tǒng)的功能。

　　3.4單片機、集成電路及工業(yè)控制計算機的發(fā)展

　　在集成電路方面，需要重點說明的是集成模擬乘法器和集成鎖相環(huán)路及集成時基電路在自動控制系統(tǒng)中運用很廣。

　　在電機控制方面，還有專用于產生PWM控制信號的HEF4752、TL494、SLE4520和MA818等應用也相當廣泛。

　　在邏輯電路方面，值得注意的是用專用芯片(ASIC)進行邏輯設計。

　　ASIC中有編程邏輯陣列PLD。

　　PLD有四種類型的器件：PROM、FPLA、PAL、GAL。

　　GAL是PAL的第二代產品，它可以在線電擦洗，與TTL兼容，有較高的響應速度，有可編程的保密位等優(yōu)點。

　　這些特點使得GAL在降低系統(tǒng)造價，減少產品體積和功耗，提高可靠性和穩(wěn)定性及簡化系統(tǒng)設計，增強應用的保密性方面有廣闊的發(fā)展產景，特別適合新產品研制及DMA控制和高速圖表處理，其上述交流的控制最終用工業(yè)控制計算機完成。

　　4結束語

　　在科學技術突飛猛進的今天，重視電氣工程以及自動化技術的研究是非常必要的。

　　近年來，隨著經濟的發(fā)展，以及科學技術的不斷進步，電氣自動化技術必將向著更為先進的方向發(fā)展，在各個領域的應用也將越來越廣泛，很大程度上促進了我國國民經濟的增長。

　　我們要積極關注并吸收國內外先進的技術優(yōu)勢，根據實際，開拓新理論、新技術的運用思路，為我國的電氣工程自動化技術的運用和發(fā)展做出應有的貢獻。

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