熊先政

【摘要】近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電力行業(yè)也得到了蓬勃發(fā)展，自動化技術(shù)在電氣工程中的運(yùn)用也日益廣泛，幾乎滲透國民經(jīng)濟(jì)的每一個領(lǐng)域，發(fā)揮著重要的作用。本文對電網(wǎng)調(diào)度自動化、發(fā)電廠自動化、配電自動化等自動化技術(shù)在電氣工程中的運(yùn)用進(jìn)行了相關(guān)研究，旨在不斷提高自動化技術(shù)在電氣工程中的運(yùn)用水平。

【關(guān)鍵詞】電氣工程；自動化技術(shù)；運(yùn)用

【中圖分類號】TP2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0272-02

引言

近年來，我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速發(fā)展時期，人們對電力的需求量也與日俱增。目前最有具活力、最具有開發(fā)前景及最有生機(jī)的電氣自動化技術(shù)，在電力行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。電氣自動化技術(shù)能保障供電質(zhì)量及電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，能對電力系統(tǒng)實施自動管理、監(jiān)視或控制。以下就電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的運(yùn)用進(jìn)行闡述。

1、自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化的相關(guān)分析

電網(wǎng)調(diào)度自動化的組成部分主要有電網(wǎng)調(diào)度中心的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、大屏幕顯示器及打印設(shè)備等，由電力系統(tǒng)的專屬局域網(wǎng)連接起來。電網(wǎng)調(diào)度的自動化主要有以下功能：能夠適應(yīng)電力市場的運(yùn)營需求；對電網(wǎng)運(yùn)行安全情況進(jìn)行分析；進(jìn)行自動發(fā)電控制；自動、經(jīng)濟(jì)調(diào)度；對電力的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測等。

1.2 發(fā)電廠自動化的相關(guān)分析

要想實現(xiàn)發(fā)電廠自動化，發(fā)電廠分散監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用必不可少。發(fā)電廠分散監(jiān)控系統(tǒng)一般是分層分布的結(jié)構(gòu)，其組成部分有太網(wǎng)、過程控制單元等。其中過程控制單元是重要的一部分，可以直接應(yīng)用于生產(chǎn)運(yùn)行過程中，并能接收到熱電阻、熱點偶等設(shè)備傳遞出的信號，還能在結(jié)束運(yùn)算之后，將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)適時顯示與打印出來，還能輸出信號，使其執(zhí)行機(jī)構(gòu)得以運(yùn)行，使電氣自動化技術(shù)在電氣工程中發(fā)揮其聯(lián)鎖保護(hù)、檢測等方面的功能。

1.3 配電自動化的相關(guān)分析

配電自動化的規(guī)模一般要比調(diào)度自動化的小很多。配電自動化的目標(biāo)是保障電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，給用戶提供良好的服務(wù)及改進(jìn)電能質(zhì)量等，該項技術(shù)是一種集設(shè)備管理技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等多種技術(shù)為一體的綜合信息管理系統(tǒng)。

在一些發(fā)達(dá)國家，配電自動化運(yùn)行多年，且正向縱深性方向發(fā)展，如光纖通信、人工智能等。在我國的配電自動化技術(shù)中，集中監(jiān)控模式、配電管理+集中監(jiān)控模式是較常用的兩種模式，其結(jié)構(gòu)都是分布式總體結(jié)構(gòu)，子站與主站通過網(wǎng)絡(luò)得以連接起來，進(jìn)而形成了統(tǒng)一的配電自動化系統(tǒng)。

1.4 變電站自動化的相關(guān)分析

自動化技術(shù)在變電站中的使用，其目的是把電話人工操作和監(jiān)視替換為自動化操作與監(jiān)視，從而實現(xiàn)對變電站的有效監(jiān)控，并促進(jìn)工作效率的提升，保證變電站的安全運(yùn)行。變電站自動化主要是為了通過對站內(nèi)運(yùn)行的全部電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視，實現(xiàn)對變電站的有效控制。變電站自動化主要有以下優(yōu)點：①常規(guī)電磁式裝置變?yōu)榱巳C(jī)化的設(shè)備；②大部分電力信號電纜被替換為了計算機(jī)電纜或者光纖；⑧操作監(jiān)視實現(xiàn)了計算機(jī)屏幕化；④運(yùn)行管理、記錄統(tǒng)計實現(xiàn)了自動化。變電站的自動化在電力現(xiàn)代生產(chǎn)中具有重要的作用，原因有兩個：一是它與變電站的運(yùn)行操作任務(wù)相符，二是其本身實質(zhì)是電網(wǎng)調(diào)度自動化中的一個重要組成部分。

2、當(dāng)前電氣過程中自動化技術(shù)的發(fā)展及其熱點技術(shù)運(yùn)用

2.1 自動化技術(shù)的發(fā)展情況分析

2.1.1 自動化技術(shù)的發(fā)展歷史

我國開始研制變電站自動化技術(shù)大約是在1960s，在70年代初研制出了包含保護(hù)、控制與信號收集的一體裝置，至80年代中期，清華大學(xué)研發(fā)出了35kV的變電站保護(hù)自動化、微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)，并正式投入運(yùn)行。1998年時，我國的總裝機(jī)容量在277GW以上，已躍居當(dāng)時的世界第二。

2.1.2 自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

眾所周知，電氣自動化必然會朝著信息化、開放化與分布式這三個方向發(fā)展。信息化是指根據(jù)系統(tǒng)信息對信息進(jìn)行綜合處理，并和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)自動化與管控一體化的目的；開放化是指根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和外界有接口的特點，將系統(tǒng)和外界網(wǎng)絡(luò)連接起來。分布式的結(jié)構(gòu)則能保證計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的各個職能模塊實現(xiàn)獨(dú)立工作，從而降低系統(tǒng)的風(fēng)險系數(shù)。因此，在電氣工程中，應(yīng)盡量沿著這三個發(fā)展趨向?qū)ψ詣踊到y(tǒng)進(jìn)行控制，以保證電氣工程得以安全運(yùn)行。

2.2 熱點技術(shù)的運(yùn)用分析

2.2.1 管控一體化技術(shù)的運(yùn)用

把通訊的每個環(huán)節(jié)與自動化技術(shù)進(jìn)行集成與整合的現(xiàn)代自動化技術(shù)手段，稱為管控一體化技術(shù)。集成控制系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)相結(jié)合后，形成了一個統(tǒng)一的控制信息網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)主要有兩個特點：①通過制造執(zhí)行系統(tǒng)與集團(tuán)企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)之間的互聯(lián)，能保證隨時、成功地獲取信息；②通過采用計算機(jī)控制管理系統(tǒng)監(jiān)控生產(chǎn)中的檢修數(shù)據(jù)及相關(guān)信息，能有效保證計算機(jī)檢修管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)無縫連接。

2.2.2 狀態(tài)檢修技術(shù)的運(yùn)用

狀態(tài)檢修技術(shù)指的是通過利用設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)的先進(jìn)狀態(tài)監(jiān)視功能與診斷技術(shù)功能，將設(shè)備的數(shù)據(jù)與狀態(tài)信息提取出來，以判斷出電氣設(shè)備的狀態(tài)，并對隱患、故障進(jìn)行預(yù)判，讓當(dāng)前的故障檢修變?yōu)闋顟B(tài)檢修。實行狀態(tài)檢修技術(shù)，既能使當(dāng)前電氣設(shè)備的安全性與可用性得到大幅度的提高，又避免了定期檢修中常出現(xiàn)的遺漏問題。

2.2.3 先進(jìn)管理與控制軟件的運(yùn)用

現(xiàn)階段，國內(nèi)的許多電廠中都有使用計算機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用對于電廠自動化技術(shù)的發(fā)展具有重大的推動作用。盡管計算機(jī)控制系統(tǒng)得到了較廣泛的應(yīng)用，但其潛能并未得到充分的挖掘，因此，為了使其潛能得到最大程度的發(fā)揮，應(yīng)積極吸取國外先進(jìn)經(jīng)驗，開發(fā)出符合我國電力行業(yè)發(fā)展需求的先進(jìn)管理與控制軟件。

當(dāng)前國外主要有兩種類型的管理與控制軟件：①以實時控制功能為主，主要是控制機(jī)組負(fù)荷變化；②以系統(tǒng)分析與管理能力、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)為主。在研發(fā)的過程中，可結(jié)合實際情況，對這兩類軟件進(jìn)行擇優(yōu)研發(fā)與運(yùn)用。

3、電氣工程自動化系統(tǒng)實現(xiàn)人性化設(shè)計的考慮因素

3.1 文化因素

在設(shè)計電氣工程自動化系統(tǒng)時，應(yīng)體現(xiàn)出技術(shù)的先進(jìn)性，時代精神的先進(jìn)性，以保證符合電廠的功能需求，體現(xiàn)出電廠的企業(yè)文化特征。

3.2 環(huán)境因素

要想使電氣工程自動化系統(tǒng)實現(xiàn)人性化設(shè)計，應(yīng)采用人性化設(shè)計的理念對光照、濕度、音響等環(huán)境因素進(jìn)行分析，使人可以感受到電氣自動化系統(tǒng)體現(xiàn)出的舒適感、安全感。

3.3 人機(jī)工程因素

要想使電氣工程自動化系統(tǒng)實現(xiàn)人性化設(shè)計，還可采用心理學(xué)、人體力學(xué)及心理學(xué)等多學(xué)科方法為電氣工程自動化系統(tǒng)的人性化設(shè)計提供可靠的人體機(jī)能特征參數(shù)，以有利于對人體特征及結(jié)構(gòu)進(jìn)行更好的研究，實現(xiàn)人性化設(shè)計。

3.4 美學(xué)因素

進(jìn)行電氣工程自動化系統(tǒng)的設(shè)計時，還應(yīng)采取人性化設(shè)計的角度進(jìn)行考慮，將人的聽覺、視覺等審美情趣均列入考慮范圍，再進(jìn)行整體設(shè)計，才能取得更好的效果。

3.5 可靠性因素

人們接受并信賴電氣工程自動化系統(tǒng)的前提是系統(tǒng)本身具有的可靠性。可靠性較高的電氣工程自動化系統(tǒng)，其重點內(nèi)容是體現(xiàn)出了系統(tǒng)

對人性的關(guān)懷，并注重人的安全，然后才是考慮電氣工程自動化系統(tǒng)本身的使用壽命、系統(tǒng)性能等。

4、小結(jié)

綜上所述，電氣工程是一項要求較高的工程，具有技術(shù)性、專業(yè)性等特點。同時，隨著我國電網(wǎng)建設(shè)、改造步伐的不斷加快，對電氣自動化系統(tǒng)的要求也不斷提高。因此，應(yīng)從多方面著手，努力提高電氣自動化系統(tǒng)的水平，使自動化技術(shù)在電氣工程中得到有效的運(yùn)用，以促進(jìn)電氣工程的安全運(yùn)行，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，并使電氣工程朝著現(xiàn)代化、國際化與全球化的方向發(fā)展。