電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用初探

1、電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用初探 【摘要】從我國改革開放至今，各種現(xiàn)代化技術(shù)不斷變化發(fā)展，電氣工程也在新技術(shù)的帶動(dòng)下得到更新，滿足人們對電氣工程的需要。但是社會需求的不斷擴(kuò)大仍給電氣工程帶來不小的考驗(yàn)。本文主要分析電氣工程中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用，旨在通過自動(dòng)化形式提高電氣工程的技術(shù)水平，滿足社會更多需求。 【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化；電氣工程；應(yīng)用；淺析 一、前言 電氣自動(dòng)化是當(dāng)前涉及行業(yè)最廣的一門工科專業(yè)。由于其自動(dòng)化的優(yōu)勢使其在當(dāng)今社會各個(gè)方面均有所觸及，其涉及的行業(yè)和跨度之廣從小開關(guān)到大飛機(jī)轉(zhuǎn)變中可以說明。該工科專業(yè)本身課程非常廣，能夠讓畢業(yè)學(xué)員具有多種在社會上生存的技術(shù)，如信息處理、計(jì)算機(jī)軟硬件

2、處理技術(shù)、電氣工程造作技術(shù)、實(shí)驗(yàn)和監(jiān)控技術(shù)、電力電子技術(shù)等多領(lǐng)域技術(shù)。 此外，由于我國的電氣工程行業(yè)發(fā)展的時(shí)間比較短，造成了我國電氣自動(dòng)化的水平不高，且電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的人才短缺，從而嚴(yán)重影響了我國電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。電氣自動(dòng)化的發(fā)展對社會科技的進(jìn)步有著極其深遠(yuǎn)的影響。對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起了不可估量的作用。本文針對現(xiàn)階段我國電氣自動(dòng)化與電氣工程相結(jié)合的情況進(jìn)行分析。從某些層次上來講，電氣工程的發(fā)達(dá)程度甚至可以代表一個(gè)國家的科技進(jìn)步水平。 二、電氣自動(dòng)化的概念和優(yōu)點(diǎn) 電氣工程（electrical engineering，簡稱ee）是當(dāng)今高新技術(shù)領(lǐng)域中舉足輕重的關(guān)鍵學(xué)科之一，更是現(xiàn)代科學(xué)研究領(lǐng)域中的熱

3、門學(xué)科。電氣自動(dòng)化是研究與電氣工程相關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、實(shí)驗(yàn)分析、研制開發(fā)以及電子與計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的一門科學(xué)。進(jìn)入新世紀(jì)隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展。使其發(fā)展日趨多元化。尤其是結(jié)合了目前嵌入式、網(wǎng)絡(luò)、通信等技術(shù)后，電氣自動(dòng)化已出現(xiàn)在我們身邊的各個(gè)領(lǐng)域。電氣自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)包括：（1）優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能合理利用。應(yīng)能保證電氣設(shè)備對于控制方式的要求，保證電氣設(shè)備能發(fā)揮最大的作用，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性；（2）提高設(shè)備運(yùn)行效率，減少電能的直接或間接損耗。要滿足建筑對運(yùn)行要求的制定和維護(hù)其安全運(yùn)行的前提下，盡力減少成本，最大程度的降低和減少各種消耗。選用節(jié)能設(shè)備

4、、均衡負(fù)荷、補(bǔ)償無功、減少線路損耗、降低運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，提高電力設(shè)備的是利用率，減少電能的直接或間接損耗；（3）合理調(diào)整負(fù)荷，提高設(shè)備利用率。在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，盡可能提高電能質(zhì)量、合理調(diào)整負(fù)荷、選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù)，在特殊用電的情況下選擇合理的節(jié)能措施，提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率節(jié)約電能。 三、電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)熱點(diǎn)技術(shù)的運(yùn)用 3.1我國自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展概況 我國在上世紀(jì)60年代初期就開始了對變電站自動(dòng)化技術(shù)的研制，并在70年代初期先后研發(fā)出集保護(hù)、控制和信號收集為一體的裝置。在80年代中期時(shí)，由清華大學(xué)所研發(fā)的35kv變電站保護(hù)自動(dòng)化和微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)正式投

5、入運(yùn)行。在1998年，我國總裝機(jī)容量超過了277gw，躍居當(dāng)時(shí)世界第二位。 現(xiàn)代社會，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快和人們生活品質(zhì)的提高，對電能供應(yīng)的“安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、可靠”等各項(xiàng)指標(biāo)的要求也越來越高。相應(yīng)的，對自動(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)正趨向于： （1）由輸電、發(fā)電自動(dòng)化向輸電、發(fā)電、配電自動(dòng)化進(jìn)行全面發(fā)展。（2）柔性交流輸電技術(shù)（facts）的發(fā)展進(jìn)一步提高了在輸電和配電方面的自動(dòng)化水平。（3）在控制策略上日益向著適應(yīng)化、智能化、最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化和區(qū)域化方向發(fā)展。（4）在理論工具的應(yīng)用上，越來越多的借助了當(dāng)前現(xiàn)代化控制理論。（5）在控制手段上日益增加了對遠(yuǎn)程通信、電

6、力電子器件和微機(jī)的應(yīng)用。 3.2熱點(diǎn)技術(shù)的運(yùn)用 （1）管控一體化技術(shù)管控一體化技術(shù)是指將通訊各個(gè)環(huán)節(jié)和自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行集成和整合的現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)手段。集成控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)組成統(tǒng)一的控制信息網(wǎng)絡(luò)，一方面通過集團(tuán)企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)（erp）和制造執(zhí)行系統(tǒng)（mes）進(jìn)行互聯(lián)，以確保能隨時(shí)成功的獲取信息；另一方面，使用計(jì)算機(jī)控制管理系統(tǒng)對生產(chǎn)過程中的檢修數(shù)據(jù)和相關(guān)信息進(jìn)行監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)檢修管理系統(tǒng)（cmms）和數(shù)據(jù)庫的無縫連接。（2）狀態(tài)檢修技術(shù)狀態(tài)檢修技術(shù)是通過設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)（ams），使用其先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)視和診斷技術(shù)功能，提供當(dāng)前設(shè)備的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)，進(jìn)而對電氣設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行判斷，對隱患或故

7、障進(jìn)行預(yù)判，使當(dāng)前的故障檢修升級為狀態(tài)檢修。通過狀態(tài)檢修技術(shù)，能夠有效的提高當(dāng)前電氣設(shè)備的安全性和可用性，克服了定期檢修中的缺陷和遺漏問題。（3）先進(jìn)管理和控制軟件的應(yīng)用當(dāng)前，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在國內(nèi)電場中已得到了廣泛的使用，并極大的促進(jìn)了電廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。然而，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的潛能并沒有被完全發(fā)掘，為此，我們應(yīng)吸取國外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，積極開發(fā)出適合我國電力行業(yè)所需的先進(jìn)管理和控制軟件，以充分發(fā)揮當(dāng)前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能。 國外目前管理和控制軟件主要有兩大類，一種是偏向于實(shí)時(shí)控制功能，主要是對機(jī)組負(fù)荷變化進(jìn)行控制；另一種則偏向于系統(tǒng)分析和管理的能力以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。在研發(fā)過程中，可根據(jù)實(shí)際發(fā)展

8、需要，擇優(yōu)對這兩類軟件進(jìn)行研發(fā)和運(yùn)用。 四、涉及電氣行業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)之優(yōu)勢 自動(dòng)化技術(shù)涉及領(lǐng)域越來越大的根源在于該技術(shù)有不可替代的優(yōu)勢。首先，自動(dòng)化技術(shù)的易操作，電氣技術(shù)隨著電力系統(tǒng)優(yōu)化的需要產(chǎn)生的，此項(xiàng)技術(shù)是減少了人財(cái)物的大量投入，更加容易被操作者掌握，加強(qiáng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能力，將有力地提升電氣工程技術(shù)的實(shí)用范圍。2 其次，很高的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，相比以前的電氣工程技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)的高結(jié)構(gòu)性質(zhì)更加凸顯，隨著時(shí)代的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)形成了較為完整的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，很好的協(xié)調(diào)電氣設(shè)備的運(yùn)行，迎合了電氣工程發(fā)展的需要。 最后一個(gè)優(yōu)勢就是自動(dòng)化技術(shù)的適應(yīng)能力比以前的電氣技術(shù)強(qiáng)的多。以前的操作是依靠人工或半自動(dòng)完

9、成，一旦操作者出現(xiàn)問題，該系統(tǒng)將出現(xiàn)故障，例如，以前經(jīng)常容易出現(xiàn)停電事故是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的電力調(diào)配主要依靠人工完成，人工監(jiān)測城市里各個(gè)用電單位的用電情況，有時(shí)發(fā)現(xiàn)問題就已經(jīng)出現(xiàn)故障了，現(xiàn)在的電力調(diào)配主要依靠自動(dòng)化技術(shù)控制，中央處理器嚴(yán)格監(jiān)測各個(gè)單位的用電負(fù)荷，對可能出現(xiàn)的負(fù)載，及時(shí)加以調(diào)配，避免停電事故的頻繁發(fā)生。 五、電氣專業(yè)包涵自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn) 自動(dòng)化技術(shù)主要是利用中央處理器接受和發(fā)出預(yù)期設(shè)計(jì)好的程序，利用智能化取代人工實(shí)時(shí)操作，該項(xiàng)技術(shù)將成為電氣工程發(fā)展過程不可或缺的一部分。其在電氣工程領(lǐng)域應(yīng)用的事例不再少數(shù)： 實(shí)例一：自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在電氣設(shè)備管理領(lǐng)域2。一般企業(yè)的電氣設(shè)備具備系統(tǒng)復(fù)雜、體積

10、龐大、設(shè)備操作困難，維護(hù)一次需要的人財(cái)物力巨大，但自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)，在相應(yīng)的設(shè)備設(shè)置相應(yīng)的傳感裝置，設(shè)置中央處理器，編入幾段操作程序，當(dāng)電氣設(shè)備工作時(shí)，設(shè)備中的傳感器將采集的電子信號傳送給中央處理器，處理器根據(jù)事前編寫的程序，輸出相應(yīng)的指令，控制有關(guān)的電氣設(shè)備執(zhí)行有關(guān)指令。完成了弱電控制強(qiáng)電的操作，有力地確保設(shè)備控制的精細(xì)化。 實(shí)例二：自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在電力系統(tǒng)的調(diào)配領(lǐng)域。調(diào)配電力資源也是電氣工程的一項(xiàng)主要技術(shù)，中央處理系統(tǒng)嚴(yán)密監(jiān)控各用電單位的實(shí)時(shí)負(fù)荷信息，遇到負(fù)荷過載后，及時(shí)發(fā)出調(diào)配信息，從小負(fù)載線路調(diào)配，當(dāng)出現(xiàn)故障后，調(diào)配部門將及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并指揮維修人員前往事故現(xiàn)場處置。電網(wǎng)的自動(dòng)化調(diào)配就是將以前的人工監(jiān)測和調(diào)配，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控代替。自動(dòng)化技術(shù)完成了信息的自我監(jiān)測，運(yùn)算、比對，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)動(dòng)作，降低停電事故的發(fā)生。 實(shí)例三：自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在變電所的控制領(lǐng)域。以前的變電所都是操作者自身操作，所有監(jiān)控信息采集及反饋都是人工，但是變電所存在大量的電磁輻射，對人員傷害較大，自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)解放了人