电力工程电气自动化技术的应用

卫鹏举+王子榕

摘 要：随着科技的不断进步，数字化和自动化技术被广泛应用于电子系统建设中开，电气自动化作为一门新兴学科也受到各行各业的青睐。在电力系统中，电气自动化技术发挥着越来越重要的作用，不断成熟的现代信息技术为我国电力系统的优化提供了有利条件。尽管我国关于电气自动化在电力系统中的运用技术研究较晚，但其仍在电力事业中发挥着重要的作用。所以，在未来的电力系统中，人们需要科学运用电气自动化技术，使电力系统逐步朝着信息化及智能化的方向发展。

关键词：电气自动化；特点；电力工程

1 电力工程电气自动化技术的特点

电力系统主要组成部分包括：发电、输电、变电、配电及用电等。一般情况下电力系统的一次设备包括发电机、变压器、开关与输电线路等设备，通过对一次设备进行在线测控、保护等方式，可以起到稳定、保护一次设备的作用。电力系统二次设备是指测控装置、保护装置、通信设备、电网调度控制中心的计算机系统等，其包括电力系统自动化的主要技术内容。

计算机技术作为电力系统自动化的重要技术，目前主要在电力系统电网的智能化中应用，也就是通过计算机技术内的传感技术、传输技术及控制技术等对电网运行智能化的实现提供技术支持。计算机技术在智能化电网内最常用到的技术包括：通信、測量、能源接入及传感等技术，这些技术在整个智能化电网中发挥着至关重要的作用。电气自动化技术的特点如下：

1、快速高效自动控制技术

系统在运行的过程中能够通特定的数据信息对相应的设备做出操作指令，发出的操作指令是能够即时到达的，由于如果设备不同的话，其设备的地址代码也不同，因而发出的指令十分准确，确保了精确操作，比起人工操作来说发生错误操作的概率是十分低的，因此该系统的操作是快速高效的自动控制技术，并且该自动控制技术具有十分良好的交互功能，其所具有的交互功能能够和控制中心进行数据信息的反馈，从而进一步确保了控制的精确和快速高效。

2、便于实现全过程全时段监控

自动控制技术的优势除了快速高效和精确之外，还十分便于实现全过程的全时段监控。人们所实施的电气工程是全天候24小时均需要不间断运行的，按照人们平常积累的经验来进行分析，在深夜等管理的盲区容易导致管理的疏忽，是电气故障的多发时段和区域，在这些容易发生故障的多发时段和区域，人们的传统的管理模式是难以实现全程的有效的监控的。而数字化的自动控制技术恰好弥补了这一缺点，可以对工程进行全过程全时段的监控，从而避免故障的发生，确保工程的正常运行，实现了对整个系统的高效、实时的控制和调配。

2 电力工程电气自动化技术的应用分析

1、电气工程中电网调度的自动化

由电网调度中心的服务器、大屏幕显示器、工作站以及相应的计算机网络等共同组成的称之为电网调度的自动化系统。而实现自动化的表现方式是通过电力系统上专用的局域网将其处于在调度范围内的夏季电网调度中心、发电厂以及测量的控制设备等变电站终端实现有效连接。由此我们可以知道，将电气自动化技术应用在电气工程中有着很重要的作用，主要就是能过实现实时评估电力系统的运行状态，并根据所积累的数据来对电力负荷进行预测，故而在此基础上将发电控制和经济调度实现自动化，但是这样的一个要求只有在省级以上的电网才给予要求。电力系统在运行的过程中要实现实时的进行数据上的采集和处理，并根据数据进行监控，且在数据支持的情况下对电网的运行状态和安全进行掌握，使其能够很好的适应现代电力市场的运营需求。

2、电气工程中发电厂分散测控系统

电气工程中发电厂分散测控系统在实际的应用过程中一般采用的是分层分布的结构，其组成是由以太网、远行人员工作站、过程控制单元以及高速数据通讯网等等方面。而这里说的远程控制单元就是由只能做输入和输出的模件与可冗余配置上的主控模件一起共同组合而成，且主控模件又是通过冗余智能上的输入与输出和总线上的输入与输出来进行通讯的。其中过程控制单元是可以直接用于生产运行过程中的，并且直接接受热电偶、热电阻、开关量和现场变送器等等设备上的信号，还可以再运算完成以后在对设备的运行状态和参数来进行实时的打印、显示和信号的输出，以此来直接驱动其执行机构，最终实现电气自动化在电气工程中的生产运行过程的联锁保护、控制和检测等方面的功能。

3、电气工程中变电站的自动化

电气工程中的变电站应用的是自动化技术，其主要的目的在于取代人工操作、人工监视和电话通讯，并根据相应的情况来加强对变电站的监控能力，并且还可以实现在变电站上运行的水平和效率都有所提高。这也就是说，变电站中应用自动化技术就是为了全方位的，多层次的来监视变电站各种电气设备的运行状况，完成有效地控制。该自动化的特点有：以全微机化的设备来代替以前使用的电磁装置，并实现计算机屏幕化操作上的监视，在数据传输过程中实现自动化运行的管理和统计记录，是利用计算机电缆来代替电力信号的电缆来实现的。这也就是说电气工程中变电站自动化是电力现代生产中一项不可获取的部分，也是因为可以很好的满足变电站中的各项操作任务而成为了电网调度自动化中的一个不可分割的重要部分。

3 电力工程电气自动化的发展趋势

1、变换器电路从低频向高频方向发展

随着电力电子器件的更新，由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时，直流传功的变换器主要是相控整流，而交流变频船动则是交一直一交变频器。当电力电子器件进入第二代后，更多是采用PWM变换器了。采用PWM方式后，提高了功率因数，减少 了高次谐波对电冈的影响，解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。

2、通用变频器开始大量投入实用

一般把系列化、批量化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从产品来看，第一代是普通功能型U/F 控制型，多采用16位CPU，第二代为高功能型U/F型，采用32位DSP或双16位CPU进行控制，采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器.具有挖土机和“无跳闸”能力，也称为“无跳闸变频器”。这类变频器！目前占市场份额最大。第三代为高动态性能矢量控制型。它采用全数字控制，可通过软件实现参数自动设定，实现变结构控制和自适应控制，可选择U/F频率开环控制、无速度传感器矢量控制和有速度传感器矢量控制，实现了闭环控制的自优化。从技术发展看，虽然电力半导体器件有GTO、GTI、IGBT，但以后两种为主，尤以IGBT为发展趋势：变频器的可靠性、可维修性、可操作性即所谓的RAs（ Reliabiliry，Availability，Serviceability）功能也由于采用单片机控制动技术而得以提高。

4 结束语

综上所述，电气工程中电气自动化的发展水平直接影响着一个国家国民经济的发展水平，同时还是衡量一个国家科技水平的重要标准。电气工程作为一个高新技术产业，是现代化人民生活水平提高及企业高速发展的动力和基础前提。随着我国进入WTO，电气工程自动化得到了快速的发展，在我国的各个行业中得到了广泛的应用。在电气自动化的发展过程中，我们要根据实际情况开阔思路、敢于创新，才能推动我国电气工程自动化的快速发展，为我国的现代化建设贡献力量。

参考文献

[1] 王术贺，李广东.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].黑龙江科技信息，2011（20）

[2] 高伟超. 浅谈电气自动化的发展[J]. 现代营销（学苑版）. 2011（07）

[3] 董小震. 我国电气自动化技术发展现状及趋势探讨[J]. 科技风. 2011（13）

[4]曹越；；计算机技术在电力系统自动化中的应用[J]；广东科技；2010年04期

[5]陈景明；；变电站自动化系统的现状及发展[A]；河南省冶金企业创新与和谐发展研讨会——暨技术经济年会论文集[C]；2008年endprint