袁岳程

【摘 要】電氣自動(dòng)化范圍較廣，包括配電自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、饋線自動(dòng)化。配電自動(dòng)化包括配電系統(tǒng)所有硬件設(shè)施和控制流程，通過(guò)輸電、配電和用電實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化流程。變電站自動(dòng)化通過(guò)饋電自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控和管理。而饋電自動(dòng)化方面，則是高度集成化，除了常規(guī)的遙測(cè)、遙信和遙控，包括自動(dòng)重合閘、饋線故障監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量等監(jiān)測(cè)，還集成了斷路器監(jiān)視功能，逐步發(fā)展成為智能化開(kāi)關(guān)。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化;技術(shù)發(fā)展;趨勢(shì)

1電氣自動(dòng)化發(fā)展史

伴隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣自動(dòng)化已經(jīng)走出了工廠，并且在辦公、交通等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1.1全控型電力電子開(kāi)關(guān)時(shí)期。在上個(gè)世紀(jì)五十年代晶閘管出現(xiàn)，標(biāo)志了運(yùn)動(dòng)控制新紀(jì)元的開(kāi)始。繼后出現(xiàn)了交流變頻技術(shù)和全控制式器件GTR等，即電力電子器件第二代。第三代器件包括IGBT和MGT這類復(fù)合型電力電子器件。而第四代器件則由功率集成電路PIC構(gòu)成。

1.2電路低頻向高頻發(fā)展。隨著電力電子器件的更新，變換器電路也隨之改變。在普通晶閘管時(shí)期，整流控制主要由直流傳動(dòng)變換器完成。交流變頻傳動(dòng)由交-直-交變頻器完成。在第二代時(shí)期，PWM變換器得到廣泛的應(yīng)用。PWM技術(shù)可以提高工作效率，并且減少高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響，可以改善電動(dòng)機(jī)低頻轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題。

1.3交流調(diào)速理論發(fā)展。德國(guó)學(xué)者F·Blasche提出了交流電機(jī)磁場(chǎng)定向遠(yuǎn)離市，并得到德國(guó)大學(xué)教授Depenbrock的繼承和發(fā)展。教授D繼F·Blasche提出了直接轉(zhuǎn)矩控制思想，并將它推廣到了弱磁調(diào)速范圍。這一控制思想具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、思想新穎、信號(hào)處理物理概念明確的特點(diǎn)，屬于高靜動(dòng)態(tài)性能的新型交流調(diào)速方法。

1.4通用變頻時(shí)期。通用變頻器是一種系列化、批量化和占市場(chǎng)量最大的中小功率變頻器，經(jīng)歷了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高動(dòng)態(tài)性能適量控制型的發(fā)展過(guò)程。

1.5單片機(jī)發(fā)展。由于占主導(dǎo)地位的MCS-51單片機(jī)的8位機(jī)功能簡(jiǎn)單，指令短小，后來(lái)就有了適合大批量生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)的推廣和使用，其可靠性和保密性都非常高。

2新時(shí)期電氣自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在設(shè)置時(shí)必須將用電設(shè)備安裝在電動(dòng)機(jī)部門(mén)與配電室，主要是由于這類系統(tǒng)的配件相對(duì)比較多，處理的信息量也比較大，一旦出現(xiàn)技術(shù)問(wèn)題維修起來(lái)就非常復(fù)雜。與熱工體系相比較，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在操作時(shí)需要進(jìn)行控制的頻率較低，在電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行的階段，一般經(jīng)歷較長(zhǎng)的一段時(shí)間再進(jìn)行下一步的操作。當(dāng)然，電氣設(shè)備在系統(tǒng)保護(hù)時(shí)要求較高，主要是由于它的運(yùn)動(dòng)操作速率非常快。從構(gòu)造層面來(lái)講，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的操作相對(duì)比較困難，但是它的邏輯連鎖規(guī)律較強(qiáng)。因此，就需要對(duì)于電氣自動(dòng)化監(jiān)控體系需要引入不同的控制技術(shù)。同時(shí)，還應(yīng)該科學(xué)考慮整個(gè)操作系統(tǒng)的安全性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。綜合考慮電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的各種特點(diǎn)，尤其是在構(gòu)建控制體系的過(guò)程中，必須采取科學(xué)的態(tài)度準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，保證整個(gè)電氣化控制系統(tǒng)能夠安全高效運(yùn)行。以上就是電氣自動(dòng)化的一些優(yōu)勢(shì)特征。

3電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

3.1和物理學(xué)技術(shù)有密切關(guān)系

最近幾年電子信息技術(shù)快速發(fā)展，這一技術(shù)術(shù)語(yǔ)固體物理學(xué)，是物理學(xué)的重要分支，主要是由大規(guī)模集成電路制造以及三極管技術(shù)發(fā)展而來(lái)的。所以，在研究電氣自動(dòng)化技術(shù)時(shí)必須要物理學(xué)緊密相關(guān)，可以說(shuō)物理學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了電氣自動(dòng)化技術(shù)的提高，只有科學(xué)的分析兩者之間的密切關(guān)系，才能進(jìn)一步推動(dòng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。另外這一技術(shù)海域生物系統(tǒng)以及微機(jī)電有著密切聯(lián)系。

3.2依靠信息技術(shù)平臺(tái)建立

近幾年網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)得到極大發(fā)展，并且廣泛的應(yīng)用與商業(yè)運(yùn)行和企業(yè)管理之中，在電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展過(guò)程中電子信息技術(shù)也得到了進(jìn)一步應(yīng)用，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)靈活性比較強(qiáng)，所以有利于電氣自動(dòng)化技術(shù)的后期維護(hù)，成為電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要發(fā)展平臺(tái)。

3.3融合IT平臺(tái)進(jìn)一步發(fā)展

在很多企業(yè)中都融合了電氣自動(dòng)化技術(shù)和IT技術(shù)，這種方式可以進(jìn)一步提高電氣自動(dòng)化的技術(shù)含量，能夠在企業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存取。與此同時(shí)，信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展也對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生巨大影響，并且在各個(gè)層面中都滲透進(jìn)來(lái)，IT技術(shù)融入到儀表設(shè)計(jì)、控制器設(shè)計(jì)以及傳感器等各個(gè)領(lǐng)域。

3.4和現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合應(yīng)用

在電氣自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中現(xiàn)代技術(shù)發(fā)揮著重要作用，特別是隨著電氣設(shè)備產(chǎn)品的不斷增加，越來(lái)越多人才投入到電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究工作中，并且在全國(guó)范圍內(nèi)構(gòu)建起關(guān)于電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)。

4電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1研發(fā)平臺(tái)的統(tǒng)一性

在電氣自動(dòng)化的開(kāi)發(fā)跟研究中，借助統(tǒng)一的研發(fā)平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)研發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)的有效控制和支持，如研發(fā)中的設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行、開(kāi)機(jī)等。不但可以縮短研發(fā)周期，還能節(jié)約研發(fā)平臺(tái)。要達(dá)到研究開(kāi)發(fā)平臺(tái)的統(tǒng)一性，就必須要讓系統(tǒng)的研發(fā)平臺(tái)處于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而研究和開(kāi)發(fā)出滿足用戶使用標(biāo)準(zhǔn)和需求的各種電氣自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)。

4.2裝備生產(chǎn)的安全性

所有企業(yè)、單位的工作宗旨之一都是安全問(wèn)題，電氣自動(dòng)化裝備的生產(chǎn)也是如此，甚至還應(yīng)該更加重視生產(chǎn)過(guò)程中的各種安全問(wèn)題，全面落實(shí)安全防范措施，實(shí)現(xiàn)安全控制系統(tǒng)跟非安全控制系統(tǒng)的一體化發(fā)展。就非安全控制系統(tǒng)的層面來(lái)說(shuō)，用最少的成本研發(fā)出安全的控制系統(tǒng)，也是需要各個(gè)企業(yè)重視并完善的問(wèn)題。

4.3電氣自動(dòng)化的創(chuàng)新

只有不斷創(chuàng)新才會(huì)有進(jìn)步和發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展也離不開(kāi)創(chuàng)新，只有不斷創(chuàng)新才能滿足不同領(lǐng)域的各種需求標(biāo)準(zhǔn)。在電氣自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新的過(guò)程中要遵循“引進(jìn)、吸收、消化”的原則，在此基礎(chǔ)上不斷提升創(chuàng)新意識(shí)跟能力。電氣自動(dòng)化裝備的生產(chǎn)要借助很多高科技已提升產(chǎn)品的技術(shù)含量，所以，就更需要發(fā)揮創(chuàng)新精神跟能力，生產(chǎn)出技術(shù)含量更高的電氣自動(dòng)化產(chǎn)品，全面滿足各個(gè)行業(yè)的發(fā)展需求。

4.4電氣自動(dòng)化的通用性

通用性是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)作的保障，也是企業(yè)內(nèi)部各個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、各種設(shè)備間數(shù)據(jù)傳遞的重要保障。單位、企業(yè)在規(guī)劃內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及設(shè)備管理系統(tǒng)的時(shí)候，要根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)選擇辦公系統(tǒng)，對(duì)必要的裝備使用通訊連接，并且還要保證裝備之間的通信正常，整個(gè)系統(tǒng)的通信穩(wěn)定高效。

4.5電氣自動(dòng)化的市場(chǎng)性

隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的不斷發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷提升，電氣自動(dòng)化的研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)也應(yīng)該不斷改進(jìn)、完善和創(chuàng)新，對(duì)各種電氣自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，跟上社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展步伐。這就要求企業(yè)在研發(fā)和創(chuàng)新電氣自動(dòng)化產(chǎn)品的時(shí)候，要充分結(jié)合市場(chǎng)的發(fā)展情況，根據(jù)市場(chǎng)的需求對(duì)研發(fā)和創(chuàng)新工作進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，還應(yīng)該強(qiáng)化人力和財(cái)力的投入力度，保障關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)和研發(fā)，提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，更好地迎合社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求。

4.6電氣自動(dòng)化的國(guó)際性

電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展會(huì)逐步走向國(guó)際化。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)到開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化，達(dá)到各個(gè)廠家IED 設(shè)備可互相操作性跟信息資源共享性的目的，國(guó)際電動(dòng)委員會(huì)制定并頒發(fā)了IEC1850 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，為了跟國(guó)際發(fā)展接軌，近幾年來(lái)我國(guó)在電氣自動(dòng)化這方面的發(fā)展也十分廣泛，尤其是在IED 電力專業(yè)的開(kāi)發(fā)跟應(yīng)用領(lǐng)域尤為突出。在遵循IEC1850 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，我國(guó)在電氣自動(dòng)化綜合系統(tǒng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研究領(lǐng)域已經(jīng)有了不俗的表現(xiàn)，這對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展也有促進(jìn)作用，同時(shí)也是開(kāi)辟了一個(gè)大的發(fā)展方向。

5結(jié)束語(yǔ)

目前，為了滿足我國(guó)電氣自動(dòng)化的需求，更大程度上推進(jìn)我國(guó)的電氣自動(dòng)化建設(shè)，應(yīng)該加大對(duì)我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究投入，進(jìn)而進(jìn)一步使我國(guó)的經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。因此，現(xiàn)階段研究新時(shí)期電氣自動(dòng)化及電氣自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)顯得很有必要。