电气自动化控制系统的应用及发展趋势

王泽　水华丽　宋斌

摘 要 电气自动化控制技术是以计算机技术为核心，对电气工程进行全面自动化管理控制软件，在我国铸管及金属铝冶炼的电力系统中有着广泛的运用。而随着社会科学技术的不断发展，电气自动化控制技术将在未来获得更加广阔的发展前景。因此，本文就电气自动化控制系统的应用及发展趋势展开分析和研究。

关键词 电气；自动化；控制系统

中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）17-0101-02

随着社会现代科学技术的快速发展，电气自动化控制系统得到了更加广泛的运用。在我国的电力事业中，电气自动化控制技术将发挥重要的作用。同时，人们也对电气自动化控制技术更加重视，当前电气自化技术已经成为大功率用电机组企业最为关注的现代技术之一。

1 电气自动化控制系统的概念

1.1 电气自动化控制系统的功能

当前电力系统中的电厂电源系统、变压器—发电机系统已经全部交由电气控制系统的ECS系统进行控制管理。根据电气控制以及单元组的特点进行划分，其核心功能有以下几种。第一，对电气系统中直流电系统以及LPS系统进行监控。第二，对变压器—发电机系统的隔离开关以及500kV/220kV的断路器进行远程操作和监控。第三，对电厂以及变压器—发电机系统进行保护。第四，实现500kV/220kV开关的自动并网。第五，对柴油发电机系统进行远程操控，同时保护电源。第六，对高压变压器实行远程操作和监控。第七，对电厂低压用电源以及低压自投设备进行远程操作和监控。第八，对电厂的高压用电源进行控制，对电压快切设备的进行远程操作。第九，对发电机的励磁系统进行控制，包括系统中的增磁、减磁、灭磁、启磁等功能进行控制，实现自动切换励磁方式，对电力系统的稳定设备进行远程

操作[1]。

1.2 电气自动化控制系统的特点

首先，电气自动化控制系统中能够采集到的数据信息较少，因此导致操作效率低，但是其准确度和系统反应速度较高。其次，在电气系统中，自动化的保护设备需要较高的安全性和稳定性，同时要求速度快，且抗干扰能力强。第三，当前的电气自动化技术主要以顺序控制模式以及数据信息收集系统为主，因此需要较多的联机保护。

2 电气自动化控制系统的发展现状

2.1 数据信息的集成化

当前的电气自动化控制系统最主要的应用特征就是对信息进行集成化处理，同时这也是自动化控制系统的意义所在。其中在系统的管理层面中数据的集成化最为明显，在电气自动化控制系统中所有运行的数据信息在最后都会进行汇总整理，而系统的管理者也是通过系统来获取相关的数据信息，提高管理效率[2]。

2.2 实现分散式控制

在目前的电气自动化控制系统应用中，实现分散式的控制模式是一種较为普遍的技术手段，通过这种技术能够与计算机技术以及远程操作技术等进行很好的融合，因此在自动化控制系统中能够发挥重要的作用。

3 电气自动化控制系统的应用

3.1 集中控制模式

集中控制模式最大的优势在于系统的运行和日常的养护都较为方便，同时对于各个控制基站的防护能力要求不高，因此在设计上易于实现。但这种技术是将整个系统的全部功能集中到一个系统服务器当中，所以服务器的任务量将变得十分巨大，在处理数据信息的过程中将会影响到整个系统的运行速度，也就是说这一技术对系统的服务器有着较高的要求。同时因为将所有的电气设施以及系统全部纳入监控当中，会使得系统的监控目标数量增多，进而导致系统运行速度下降，系统中电缆数量增多，增加了系统的建设成本，此外远距离的电缆传输也会受到更多的干扰，影响到系统的安全性和稳定性。而一些电气设备也将无法正常工作，例如电力系统的隔离刀闸如果使用硬接线进行操作，则由于刀闸的辅助连接处接触不良而无法及时完成操作指令，而这种连接方式在检修过程中也存在着线路检测不方便的问题，增加了维修工作的任务量[3]。

3.2 远程监控技术

远程监控技术具有降低安装成本、减少安装材料、降低电缆使用数量、安全性高、结构灵活等特点。但是由于远程监控技术的总线速度不高，但同时各个电气企业的通信数量较大，因此这种远程控制技术适合于小范围的监控规模，而不适合应用于电气自动化控制系统。

3.3 在火力发电站的应用

当前火力发电厂的工作机组主要是高参数的火力发电设备。因此需要在火力发电过程中加入现代化的热控制技术，其中电气自动化控制系统将负责主要机组以及辅助机组的各项参数操作、线路回路设计、顺序控制、故障警报、性能分析、自动记录、数据输出等功能。当前自动化工控制系统已经成为火力发电厂中关键的技术内容。

3.3.1 协调系统

这一系统主要是负责对发电机组与锅炉进行有效控制，通过对电厂中各个机组之间能量的输入和输出平衡进行协调，避免机组在运行过程中受到干扰，使电力系统能够在规定负荷中进行工作，保证这个机组的安全稳定。在功能上能够对电力系统的负荷情况进行有效调度，保障锅炉等设备的平稳输出和输入，控制锅炉内部的相关系统，其中包括了燃料供给、送风、给水等，协调机组与其他辅助设备之间的工作能力。

3.3.2 炉膛保护系统

该系统主要是对炉膛内火焰检测、对燃烧器进行远程操作、有效控制炉膛压力、炉膛吹扫控制、熄火控制等。在火力发电厂中，自动化控制系统将会根据不同的锅炉型号以及燃料种类、燃料方式进而设计合理的逻辑保护方式，避免出现锅炉爆炸的情况发生。

3.3.3 汽机调节系统

早在20世纪80年代，国内的火力发电厂开始采用是液压控制汽机系统，随着电气设施以及控制技术的不断进步，在汽机调节系统中使用了高压型伺服结构，将汽机控制系统应用于盘车、冲转等工作中。

3.3.4 计算机数据收集系统

在这一自动化控制系统主要的工作任务包括：输入电网参数，进行性能分析，打印数据信息报表，对故障进行警报，数据存储等。

3.3.5 汽机旁路自动化控制系统

在发电厂的汽机旁路系统中由高压、低压调节功能、旁路温度控制功能组成，在自动化控制系统中能够对旁路的控制阀进行远程操作，根据系统对实时汽机旁路的相关参数进行分析，进而选择正确的电液和电动执行设备。当前不少火发电厂都选择单回路的汽机旁路控制器。

4 电气自动化控制系统的未来趋势

自从OPC技术出现之后，使得计算机技术在电气自动化控制系统中发挥着关键的作用，当前IEC61131技术已经成为一个世界性的自动化技术标准，同时也被当前各个控制系统研发机构所借鉴。当前随着虚拟技术以及视频文件处理技术的不断发展和日益完善，将会对电气设备的自动化发展产生更加深远的影响，例如在自动化系统中人机交互的功能以及系统自动维护等工作将会出现新的变革，同时随着虚拟技术的融入，将会使得系统结构以及软件的通信能力等组件变得更为

重要。

5 结论

总而言之，电气自动化控制系统的构建和发展将对我国电力事业起到至关重要的作用，通过自动化的电网系统管理控制体系，能够有效提高电网企业的管理水平和生产效率，同时能够极大地节约自身的管理成本，保证电力系统的安全、稳定运行。随着社会科技力量的不断发展和进步，电气自动化技术将会有着更加广阔的发展空间。

参考文献

[1]成文芳.浅析电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].中国培训，2017（2）：287.

[2]冯睿鹏.电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].化工设计通讯，2016（1）：38，40.

[3]胡秀全.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].科技风，2015（19）：14.endprint