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【关键词】电气自动化 应用 发展 研究
电气自动化是电气工程和自动化的简要称呼,它是结合电子、电工、计算机工程等于一体的综合技术。电气自动化作为一种基础性技术,在我国国民经济和现代科技的进步中发挥着不可忽视的作用。电气自动化是建立在强弱电结合的基础之上,是自动化技术与计算机技术的完美结合。目前,我国工业生产自动化和电气化目标的实现主要是通过电气自动化来完成。在当下经济的建设中,我国很多领域已经开始广泛的运用电气自动化,电气自动化也在各类工业生产的进程中发挥着重要的作用。
1 电气自动化的应用与设计
在现代科技和经济的不断发展的背景下,电气工程领域在技术、研究内容、学科结构等方面都发生了前所未有的变化。一种“强电拖动,弱电控制”的新特征正在逐渐形成。随着先进的计算机技术、电子技术、信息技术、通信技术等不断的应用于电子自动化的过程中,电气自动化也逐渐产生了新的内涵。电气自动化在我国现代化和经济发展的进程中,发挥着举足轻重的作用,促进了我国传统工业发展向现代工业发展的步伐。电气自动化先进技术的应用可以有效的把信息技术管理技术转化为强有力的生产力,大大的促进了我国工业水平和工业生产效率的提高。总之,电气自动化越来越成为衡量一个国家工业发展水平的重要标准。
电气自动化的设计是一门内容丰富、涉及面广的学科,需要很多的学科来支撑。所以,在电气自动化的应用和设计过程中需要一些原则和思路,具体有以下几点:
1.1 设计电气自动化的原则
在设计电气自动化的过程中有很多原则须要严格地遵守,主要表现有几下几点:第一,对于生产机械以及工艺对电气控制方面的基本要求,应该在最大限度上给予满足;第二,在满足基本要求的前提下,应该在安全、经济、简单、可靠等几个方面,考虑对整体方案的设计和规划;第三,在设计电气自动化时,要充分的考虑机械与电气两者之间的关系。因为,现在很多的生产机械是通过机电结合控制的方式对生产进行控制的。因此,在设计电气自动化时应该充分协调两者关系后,才能考虑电气自动化在工艺技术方面、设计制造成本等方面的选择;第四,在选择电器元件时,应该从技术性和经济性等方面进行综合考虑;第五,设计电气自动化,应该严格地按照相关的安全、质量标准来实施,确保设计的产品做到可靠、安全、经济;第六,设计出来的电气自动化应该能在有限的生产技术条件下,实现生产和应用的最大化,并且在维护和使用的过程中避免出现不必要的麻烦。
1.2 设计思路
1.2.1 在集中监控方面的设计思路
运用集中监控的方式,为使用和维护电气自动化系统提供了很大的便利。在集中监控的模式下,需要在控制站的防护、设计技术等方面的投入要求比较低,实施起来比较容易。但是在集中监控设计思路下,存在着一个弊端,就是要在一个处理器上同时控制多个操作系统造成这一处理器面临着繁重的运行负担,直接对处理速度产生影响。因此,集中监控的设计思路不适合控制系统复杂或进行大型工业生产的电气自动化设计。
1.2.2 在远程监控方面的设计思路
在远程监控的设计模式下,可以节省安装费用、材料费用和电缆费用等费用,在安装成本和设计成本上的要求比较低。除此之外,这种模式还具有组态灵活性高、可靠性高等方面的优势。 但是,远程监控的电气自动化的设计模式也存在着明显的不足,就是相比较于电厂电气的通讯量而言,现场总线的通讯速度还存在着一定的差距。因此,远程监控的电气自动化的主要是利用与小型的监控系统上,而不符合电气自动化的设计需要。
1.2.3 现场总线监控方面的设计思路
现场总线监控是建立在现场总线太网等计算机网络技术应用的基础上,在变电站等综合自动化的系统中得到了广泛的使用,并且在使用和设计的过程中也积累了越来越多的经验和技术。因此,现场总线监控设计电气自动化的模式在在设计和操作上越来越成熟。这种模式不仅可以保持在模块上的自由、独立组合,以确保系统能够安全、可靠、有效的运行,而不会轻易出现系统瘫痪的现象。因此,运用现场总线监控来设计电气自动化的思路,是电气自动化以后发展的一个重要方向。
2 电气自动化的应用发展趋势
目前电气自动化在我国的应用越来越广泛,它不仅被广泛的应用到汽车、飞机等复杂的工业生产中,而且还被逐步运用到电器开关等小型的电子器件中。因此,电气自动化在我国经济发展中发挥的作用越来越重要。
2.1 向核心竞争力的方向发展
随着电气自动化在我国经济快速发展中发挥的重要作用,它也越来越成为企业提高核心竞争能力的手段。企业通过不断的研发和创新,增加在电气自动化方面的应用和投入,大大提高了在市场上的竞争力以及与发达国家的企业在电气自动化的应用方面的差距, 促使我国电气自动化的技术也向着规范化、规模化的方向不断进步和发展。
2.2 通过电气自动化推动电气智能化的发展
近年来,随着电气自动化的应用和设计不断的进步和发展,一些企业逐步在创新理念的基础上促进了电气自动化向智能化发展的趋势。因此,电气自动化未来发展的趋势是向着电气智能化的前景发展。
总而言之,电气自动化作为一种基础性技术,在我国国民经济和现代科技的进步中发挥着不可忽视的作用。电气自动化是建立在强弱电结合的基础之上,是自动化技术与计算机技术的完美结合。我国应该在先进科技的快速发展下,不断创新对电气自动化的应用和设计,推动电气自动化向着核心竞争力、电气智能化的发展趋势不断进步,最终促进我国经济的持续发展和国际竞争力的提高。
参考文献
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【关键词】变电站;综合自动化系统;结构与功能;应用;发展趋势
0.前言
随着社会及电力工业的发展,电力自动化的重要性与日剧增。而一套成熟的变电站自动化产品,其监控系统冗余配置,控制与防误操作亦分层分级设置,控制与操作的可靠性及灵活性都很高。本文介绍了变电站综合自动化系统结构及功能特点,并对变电站综合自动化系统的应用与发展趋势进行了探析,以供同仁参考。
1.变电站综合自动化系统结构特点
目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言,大致存在以下几种结构:
(1)分布式系统结构。按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备,将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计,采用主从CPU系统工作方式,多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力,解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信,选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题,提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护,局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构,较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来,显示出强大的生命力。目前,还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。
(2)集中式系统结构。集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I/O接口,集中采集变电站的模拟量和数量等信息,集中进行计算和处理,分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能,后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式,这种结构有以下不足:①前置管理机任务繁重、引线多,降低了整个系统的可靠性,若前置机故障,将失去当地及远方的所有信息及功能;②软件复杂,修改工作量大,系统调试烦琐;③组态不灵活,对不同主接线或规模不同的变电站,软、硬件都必须另行设计,工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。
(3)分层分布式结构。按变电站的控制层次和对象设置全站控制级――变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级――间隔层(间隔单元)的二层式分布控制系统结构。也可分为三层,即变电站层、通信层和间隔层。这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点:可靠性提高,任一部分设备故障只影响局部,即将“危险”分散,当站级系统或网络故障,只影响到监控部分,而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行;段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断,比如长期霸占全站的通信网络。可扩展性和开放性较高,利于工程的设计及应用。站内二次设备所需的电缆大大减少,节约投资也简化了调试维护。
2.变电站综合自动化系统的功能
(1)微机保护功能。微机保护功能是对变电站的设备进行保护,其包括母线保护、备用源自投、变压器保护、自动重合闸、线路保护等,如果各种保护系统出现故障,监控系统会及时发送故障信息,工作人员要合理地选择保护定制和类型,能够及时采取措施。
(2)对数据采集及处理。数据采集和处理主要由三部分组成。1)状态量采集;2)模拟量采集;3)脉冲量。状态量采集有隔离开关状态、保护动作信号、刀闸和开关位置、变压器分接头型号、事故跳闸信号、变电站设备投/切信号等组成。大多数信号采用输入系统方式是光电隔离且可以用通信方式获得。模拟量采集组要有电流、有功电能量、线路电压、有功功率、功率因数、频率、无功功率、无功电能量、相位、温度等组成。变电站综合自动化系统的脉冲电度表的输出脉冲是脉冲,脉冲量主要采用光电隔离方式且变电站自动化系统进行连接,用计数器可以统计它内部的脉冲个数,便于实现电能的测量。
(3)变电站系统的事故记录及故障录波测距事件记录包括两种记录。1)开关跳和记录;2)保护动作序列记录。且故障录波有分散型和集中式来实现,分散型的测距和记录计算是由微机保护装置来完成,然后把测距结果和数字化的波型送到监控系统,再有监控系统分析及存储。集中式配置专用的故障录波器且可以和监控系统通信。
(4)变电站的控制功能。变电站的控制功能主要对:有载调压开关、变电所各级电压等级断路器、消弧线圈、变中性点闸刀等控制,变电站的控制功能采用的是远方及就地控制。且变电所控制室的后台机键盘操作的控制室应用控制的方式,控制方式也可控制监控中心。根据变电站投切电容器的调节变压器开关或断路器,是微机监控系统实现电压无功自动控制与调节。
3.变电站综合自动化系统的应用
变电站数字信号处理的应用使设备分散布置的远程终端设备也迅速发展起来了,给变电站自动化系统提供了有力的优化功能。比如可以从TA、TV上交流采样且通过数字信号处理各相电压电流的波形进行连接,这就是电参数测量,然后再进一步计算就可以得出零序负序参数等值或谐波有效值,将得出这些值和相关I/0触点集成在模块中。因此,设备分散布置的远程终端设备模块称为测量控制单元。并且通过数字信号处理技术不但能完成各种测量单元的保护功能,还能和测距录波、小电流接地系统单相接地选线、重合闸等相关功能集合一起。这种技术的应用逐渐提高了自动化系统的通信容量。主要用于短距离及远距离大容量信息的传输就是通信光纤。通信光纤衰减小、频带宽、信道多等特点,它有除了有以上三个特点外,且还有不受各端间地位差、电磁干扰、太分量、浪涌等影响,它适合变电较强电磁干扰的环境也是综合自动化系统的通信信道目。
4.变电站综合自动化的发展
对变电站监控系统的发展。由于人工智能在故障诊断及遥视系统发展的不完善,所以变电站监控系统要在这两方面发展。
(1)人工智能技术的发展。现今人工智能不断地发展且对诊断智能或自动化的要求也越高了。相关工作人员根据神经网络技术具有自学能力、联想能力及并行计算机能力,并且适用于模式识别机故障分类,把它作为研究的重点且发展也比较快。从发展形势来看,人工智能技术在进行故障诊断时的发展方向有以下几点:①神经网络结构的改进;②诊断理论和神经网络紧密结合;③神经网络诊断系统要与知识的专家系统进行结合;④人工智能诊断系统的微型化;⑤信号处理与神经网络的结合。
(2)能够使对主站电气设备的运行环境监控,可以保证“无人值班”变电站的安全运行,主要是遥视系统将变电站内采用的摄像机拍摄的视频图象进行远距离传输到主站、调度中心。并且遥视系统的视频图像监控的本质是还属于图像获取系统,遥视系统的图像信息的理解和分析是运用计算机视觉技术,并且计算机视觉技术也可以实现变电站自动化系统图像信息的智能处理。
5.小结
综上所述,变电站综合自动化系统的控制与操作是可靠的,其不仅仅可以避免、减少误操作、缩短事故处理时间、达到减员增效、提高供电的可靠性等,还有利地提高自动化系统的水平。
【参考文献】
[1]梁素英.变电站的自动化系统方案[J].中国氯碱作,2010(8):27.
Abstract: With the application of computer and information technology, the automation technology of power system emerges is popularized. It plays an important role in ensuring the safe, stable and reliable operation of electric power system and improving the quality and efficiency of power supply. This paper discusses the work flow and control requirements of power system automation technology, analyzes the application status and development trend of power grid dispatching automation and power system substation automation technology. On this basis, it will effectively deal with the development trend of power system automation, including the trend of adapting to the development of power system automation and improving the level of safety control of power system automation.
关键词:电力系统;自动化技术;电网调度自动化;变电站自动化;自动化控制
Key words: power system;automation technology;grid dispatching automation;substation automation;automation control
中D分类号:TM732 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)13-0202-03
0 引言
电力系统与人们的日常生活、国民经济发展有着密切联系。随着经济社会发展和人们生活质量提高,对电能的需求量也在不断增加。为确保供电顺利进行,提高电力系统的质量是必要的。一般而言,电力系统主要包括发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成,随着电力技术创新发展,电力系统综合性能、电压等级、供电等级也在不断提升。目前,电力系统逐渐连成网络,结构日趋复杂、规模不断扩大、供电能力也在不断提升。与此同时,为更好满足人们的用电需要,确保电力系统的安全、稳定以及可靠运行,提高供电质量和效益,发展并利用电力系统自动化技术显得越来越重要。
1 电力系统自动化技术的工作流程
随着自动化技术的应用,电力系统控制中心得到升级和改造,不再采用传统的人工控制方式,而是在控制中心装备计算机,建立现代化的控制中心,从而有利于全面监测和详细掌握电力系统运行的基本情况。通常以计算机控制为中心,构建向四周辐射的控制网络体系,并在整个电力系统之中,建立完整的、立体化的覆盖网络,实现全面而畅通的信息传递和指令传输,如图1所示。有利于管理人员及时掌握电力系统的基本情况,实现供电的安全、稳定与可靠,进而满足人们的用电需要。中心控制计算机的主要作用是,整合并使用各种软件,负责对电力系统进行整体调度和控制,实现电力系统运行、监测等各项操作的自动化。[1]同时,在电力系统自动化进程中,通常采用分层操作和控制方式,全面掌握系统每层运行的基本情况,对存在的不足及时改进和调整。从而有利于保障电力系统稳定及可靠运行,提高供电的安全性。
2 电力系统自动化技术的控制要求
在自动化技术逐渐推广和应用的前提下,为促进自动化技术得到有效利用,使其在电力系统之中充分发挥作用,加强自动化控制,提高操作人员素质,把握每个操作控制要点是必要的。一般而言,自动化控制的要求表现在以下方面:准确并迅速收集电力系统的运行参数,做好电力系统元器件的检测工作,对存在的缺陷及时采取措施修复。加强电力系统运行监控,及时掌握系统运行状况,了解各种元器件的技术、安全和经济节能方面的要求。并注重对系统操作人员和调控人员的管理培训,让他们把握每个技术要点,严格按要求进行设备操作和元器件调控。重视电力系统不同层次、局部系统以及各种元器件的综合协调,优化整合各种资源,为整个电力系统寻找最优质的供电方式,确保电力系统安全有效运行,并且还有利于节约电能,降低供电成本。[2]总之,通过自动化技术的应用,实现电力系统的自动化调节和控制,不仅可以降低工作人员的劳动强度,节约人力资源和管理成本,还能促进电力设施更为有效的发挥作用,延长电力设备使用寿命。并改进电力设备的运行性能,实现对安全事故的预防,减少大面积停电事故发生的可能,确保供电的稳定性与可靠性,为人们日常生活创造良好条件。
3 电力系统自动化技术的应用现状
整个电力系统中,自动化技术的应用非常广泛。与此同时,随着计算机和信息技术的普及,电力系统已经改变以前单一的控制和管理方式,而是在自动化技术的支持下,将电力系统中的各种技术措施进行优化整合。这样不仅能提高对电力系统的管理与控制水平,还能推进电力系统自动化和智能化进程,对整个电力系统运营和发展产生重要影响。
3.1 电网调度自动化技术 主要设备包括:电网调度控制中心的计算机网络系统、服务器、工作站、打印设备、大屏幕显示器、电网调控中心、电厂、变电站终端设备等。将自动化技术应用到电网调度领域,能够实时监控并采集电力生产中的数据,监测电力生产中的安全状态,并对电力系统的运行状况进行评估。[3]通常来说,县级电网调度控制中心的设备规模比较小,工作站和服务器通常采用普通的商用PC机。地市级调度中心比县级的大,通常实时、自动监控区域内的各级变电站与配电网,确保各类设施有效运行,进而提高供电的安全性与可靠性。国家级调度中心的规模较大,服务器和网络设备的容量大,各种设施功能齐全,软件的综合性能良好,运行效率较高。通过自动化技术的应用,能有效掌握电力系统运行情况,推动电网调度工作高效、有序进行。
3.2 电力系统变电站自动化技术 整个电力系统之中,变电站和输配电线路是连接发电厂和电力用户的重要环节。随着信息技术和计算机技术的应用,变电站自动化趋势越来越明显。并且在变电站运行中,自动化技术可以逐步取代人工操作,推动变电站运行效率提升。同时还可以实现对变电站运行的全过程监控,有效提升监控能力,掌握变电站运行的基本情况,对存在的安全隐患及时排除,促进变电站运行的安全水平提升。变电站自动化的主要表现为:注重计算机的应用,改进站内装置,替代电磁式设备,全方位监测和控制站内的电气设备。[4]同时利用计算机的电缆或光纤替代电力信号电缆,重视现代监控仪器和设备的使用,逐步实现监控设备的屏幕化、数字化与网络化,让站内运行管理和数据记录实现自动化,对电网调度自动化也产生积极影响,也为变电站有效运行和发展奠定了基础。
4 电力系统自动化技术的发展趋势
在供电系统逐渐升级,性能逐步改善,技术不断创新和发展的前提下,电力系统自动化技术也取得进步与发展。例如,由开环监测逐步变为闭环控制,由高电压逐步变为低电压,由单一功能逐步演变为多功能,并最终实现一体化。此外,在自动化技术的推动下,电力装置的性能得到不断改进和发展,最终要实现电力系统的快速化、灵活化、数字化和智能化。这样不仅能显著提升电力系统的综合性能,还能有效满足人们的用电需要,并且有利于电力系统更好服务于经济社会发展的需要。
4.1 电网调度自动化技术发展趋势 例如,以提高电网调度工作水平为目标,研制并开发能适应多种需要的电网调度自动化系统,构建完善的电力设备和电力系统安全防护体系。研究电网调度自动化运行维护的新方法,重视电力系统信息的挖掘、优化及整合,提升电网调度信息化和现代化水平。[5]根据电网调度自动化需要,构建新型管理体制,进一步提高电网调度工作效率。
4.2 电力系统变电站自动化技术发展趋势 逐步实现变电站系统结构的革新,一次设备和测控设备融合,提高设备智能化水平。测控设备只需要一台计算机显示器甚至是便携式机器,就可以满足测控工作需要。[6]并且在线测控技术得到利用,将调度自动化、变电站管理、通信、保护等进行综合考虑,有利于变电站实现资源共享,为电力系统管理维护和技术升级提供数据支持。
5 电力系统自动化技术的保障措施
随着计算机和信息技术的应用,再加上经验的总结,电力系统自动化已经成为不可逆转的趋势。同时,为推动自动化技术得到有效利用,确保电力系统的安全可靠,可以采取以下对策。
5.1 顺应电力系统自动化发展趋势 应该顺应电力系统自动化发展趋势,注重自动控制技术、自动监测技术、顺序控制技术的应用,构建自动化管理系统,提升电力系统管理水平。逐步利用计算机监控替代人工操作,降低工作人员劳动强度。重视多媒体技术应用,逐步实现电力系统监测的网络化与自动化。
5.2 提升电力系统自动化的安全控制水平 现代社会,人们对供电指标的要求在不断提高。因而电力系统自动化控制应该把握这个趋势,以“安全、经济、可靠、优质”为目标,推动自动化技术升级,实现电力系统控制的智能化、区域化和协调化。[7]例如,利用自动化技术进行电力设备操作、调试和维护,改善力设施的保护性能,提高设备运行的准确率与可靠性。还要逐步取代人员值守模式,实现电力系统的远程监测、控制和调节,及时发现并处理可能出现的安全隐患,确保电力系统安全稳定运行。
6 结束语
随着技术创新发展和供电系统升级,电力系统自动化技术的应用越来越广泛,并且逐渐成为一种趋势。尤其是在用电需求量大、电网建设比较复杂的地区,自动化技术的应用显得尤为重要。在这样的背景下,为提高供电质量,确保供电的安全性与稳定性,在发展和利用自动化技术的同时,也不能忽视对电力设施的升级与改造。同时还要善于总结经验,推动自动化技术的创新发展,并确保自动化技术的安全。从而全面推进电力系统自动化的早日实现,有效满足人们的用电需要,促进经济社会发展和人们生活水平提高。
参考文献:
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关键词:自动化技术 电力 应用 发展趋势
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)09-0000-00
1 自动化技术在发电厂中的应用
发电厂是把各种动力能源的能量转变成电能的工厂。根据所利用的能源形式可以分为火力发电厂、风力发电厂、水力发电厂、核能发电厂等。而在这些不同种类的发电厂中,由自动化技术支撑的自动控制装置和系统起着不可缺少的重要作用,使得生产实现自动化,降低成本、提高质量和解放生产力。下面以火力发电厂为例,具体分析自动化技术在发电厂中的应用。
1.1自动化技术在火力发电厂生产过程中的应用
现代化的火力发电厂一般采用单元机组自动控制系统,它是将机组的锅炉和汽机作为一个整体进行控制的系统,并且汽机的负荷与转速控制系统也可看做该系统的一个子系统,该系统完成锅炉、汽机及其辅助设备的自动控制。它把自动调节、逻辑控制和连锁保护等功能结合起来,构成一个综合控制系统,在锅炉燃烧系统中起着很重要的作用。其在控制知识层面大致可以总结为下图一所示的流程。
图一
1.2自动化技术在火力发电厂辅机系统中的应用
锅炉、汽轮机和发电机是火电厂最主要的设备,称为三大主机。与三大主机相辅工作的设备称为辅机。辅机系统有燃煤的输送系统、水的化学处理系统、灰渣系统等。这些系统与主系统协调工作,它们相互配合完成电能的生产任务。在每个系统中都应用了大大小小的自动化装置和控制技术。在输煤系统中,输煤系统将煤从煤源输送到锅炉,在输送过程中还要完成一系列的检测和处理过程,在工作状态下,必须连续地将燃料送入锅炉炉膛,令其燃烧放热,才能保证生产过程的连续进行,这就需要应用较多的自动化设备,包括给煤机、斗轮机、带式输送机、破碎机、犁煤机等,它们能够使得输煤平稳、快速、准确地进行。通过自动控制系统的正常工作,保证了生产运行的安全可靠。在水处理系统和除灰渣系统中,大量的仪器和自动化装置,通过系统的最优化设置,运用最小二乘法和鲁棒控制等控制理论,及时地对主辅设备进行调节,根据不同情况协调各设备的工作状况,节省了大量的人力物力。
1.3集成架构自动控制系统在火电厂的应用
随着自动化技术的发展,出现了集成架构系统,它主要采用单一的控制平台,承担整个工厂的控制任务,应用现代数学和电子计算机等工具进行分析研究,达到最优化设计、最优控制和最优管理的目标,能够为火电厂最大程度地降低总体成本。同时,它还为管理系统及时获取车间级现场和生产过程的数据提供了方便,有利于管理者做出科学的决策,越来越成为一种趋势。
2 自动化技术在输电系统中的应用
发电厂经发电机产生的电能需要通过升压变压器、输电线路和降压变压器等一系列装置来进行电能的传输,而这期间也少不了自动机技术的身影。通过计算机联网,整个输电系统都可以在一个管理信息平台上进行检测、处理。例如,现代化的电厂采用厂级检测系统(SIS)将输电设备和全厂的各种自动化系统互联,建立统一的实时数据库,也架设起控制系统和管理系统之间的桥梁,。实现线路实时信息的全方位掌控,实现诸如压力检测、流量检测、故障排查等工作,大大提高了工作人员的工作效率,最大限度地减少了电能在输电线路上的损耗。下图二为一种变电站自动化系统流程图。
图二
3 自动化技术在工业和家庭用电方面的应用
3.1自动化技术在工业用电方面的应用
我国现在正处于工业快速发展的时代,工厂越来越多,而工业用电在电能消耗中占有很大的比重。计算机监视系统也称数据采集系统,是一个实时的开环的多通道系统,它可以完成对用电情况的实时监视、历史数据存储、对机组的启动和安全经济运行有关的测量参数实时循环检测、通过数字化仪表的检测进行实时的处理等功能,从而进行工厂用电的智能管理。
3.2自动化技术在日常家庭用电方面的应用
随着人们生活水平的日益提高,越来越多的与自动化技术有关的家用电器进入人们家中,小到保险丝、漏电保护器,大到电冰箱、洗衣机,这些装置正在使我们的生活越来越便捷和舒适。现在的家庭出现一种全自动控制系统,通过物联网的大平台,可以实现人为的远程检测和控制,使得家居更加智能化。
4 自动化技术在电力行业中的发展趋势
经过60多年的发展,自动控制技术已经渗透到了全世界的每一个角落,展望电力行业的未来,自动化技术将会越来越成熟和更广泛的应用,将会体现在以下几点:
(1)新型检测技术与仪器的发展和应用。
在火力发电生产过程中,为了提高发电效率、降低有害气体的排放,这就需要将有害气体等物理量进行在线实时精确测量,而这些量由于一些原因无法用常规的传感器直接测量。因此,新型检测技术在电力行业中的应用将成为热点。新的传感与计算技术将进一步增大控制网络的规模,同时提高对系统性能的要求。
(2)新型测温技术将会给总的控制系统测量出某些现在很难测量的量,例如炉膛内的参数,这将会突破燃烧优化的瓶颈问题。
(3)自动化仪器和装置将会更加智能化和人性化,复杂程度也会越来越高,其相互之间的联系也会更加密切。
5 结语
自动化技术在电力行业发挥着不可替代的作用,也将会使电力行业继续提升和进步。
参考文献
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【关键词】电气自动化;系统;应用;发展趋势
电气自动化控制系统作为现代先进科学技术的核心领域,引领着现代化工业的发展方向,对于社会和企业的全面发展都起到了不可估量的作用。首先电气自动化控制系统能够最大程度地减少劳动力成本和强度,提高检测的精确度,增强传输信息的有效性和实时性,确保了企业生产活动的顺利展开。另外,电气自动化控制系统大大地减少了事故的发生,保障生产设备的安全运行。在当今的电子时代,各项信息技术在我国各行各业的广泛的使用,电气自动化控制极大的推动了我国的信息化和智能化的发展,为我国工业向现代化方向发展奠定了坚实的科技基础。
1.电气自动化控制系统的功能及特点
1.1电气自动化控制系统的功能
依照单元机组运行特点,将厂用电源同变压器组都归入到ecs监控中,实现的功能主要有以下几个方面:a.实现lps系统与直流系统的监视;b.能够有效的控制发电机组;c.能够实现对柴油发电机组的控制和保护;d.220kv/500kv开关的手动同期并网和自动同期并网;e.控制和操作柴油发电机组及保安电源;f.实现对低压厂用电源的控制;g.实现了手动控制和自动化控制的并网;h.低压厂用电源的操作、监视和低压备自投装置控制。
1.2电气自动化控制的特点
首先电气自动化控制系统控制的信息采集对象较少、数量较小、操作频率低,但是要求快速和准确;其次对于电气装置必须要具有可靠性较高的保护系统,和强抗干扰性能,同时,需要程序动作速度要快;另外电气自动化控制系统以顺序控制和数据采集系统为主。所以机组电气系统归入dcs控制,需要控制系统具备较高可靠性。除了实现正常的起停与运行操作,更重要的是能够做到实时监测,显示运行状态异常及事故状态下的状态及数据,而且提供相对应的操作指导以及应急处理的措施方法,实现电气自动化系统在自控前提下的安全准确运行。
2.电气自动化技术的应用
随着计算机技术的普及和推广,我国的计算机控制技术被应广泛的用到各个环节,包含变电站发电、配电等各个不同的环节。同时也正是由于计算机技术的支撑,给我国电力系统的飞速的发展起到了巨大的推动作用。而最显著的就是下面几种技术的应用。
2.1智能电网技术
智能电网是指将计算机与自动化技术结合起来,从而对整个电力系统形成一个有效的控制技术,则被称为智能电网技术。该技术涵盖了电力系统的各个环节,包含从发电、配电等各个环节。其中的变电站的控制系统和稳定系统也被应用到计算机的系统中。电网技术的应用推动了电网技术一体化及其调度自动化的发展,而电网技术的一体化加强了电力系统中配电模型及高级软件等技术的发展,同时提高了数字信息技术处理能力。
2.2仿真技术
目前我国的电力系统自动化程度不断加强,它不仅能够呈现大量的实验数据,而且可以支持多项操作同时进行,同时能实施同步控制,并能够帮助实验人员测试新的装置,所以仿真技术为电力系统提供了较好的实验条件,有助于对电力系统实施动态监控及仿真建模等技术的应用,既有利于操作又易于控制。
2.3智能技术
电气自动化技术加强了电力系统的控制技术。不仅是在操作方面,在电网的监控方面也提供不少的帮助。例如:一个地方的电网出现故障,通过电脑的监控就可得知,以最短的时间通知电力部门修复,降低危险的发生。电力系统中自动化技术不需要人工的操作,可以自动的对电网中出现的问题及时反应在计算机上,自动化技术可以自动的对该故障进行解决。
2.4远程及现场监控的同时实现
远程监控系统要求现场总线的通讯速度不能太高,适用范围较窄。目前,全场电器自动化控制系统主要利用现场总线的监控形式。随着现场总线的不断发展,融入了很多智能化的电气自动控制系统。所以现代的现场监控的通讯总线主要利用了智能设备与自动化系统模式之间的数据交换,其中利用的串行电缆能够连接起主机、内部存储程序、中央处理器等智能设备,与此同时能够实现对远
程传输的vfd、起动电容、仪表、自动开关等设备。因此,大数据高容量的数据通过中央控制器进行采集会达到较好的效果。
3.未来发展趋势
3.1电气自动化控制系统的统一化
电气自动化控制系统对于产品的安装、调试、维护等功能的实现都起着重要的作用,减少了从设计到产品之间的时间,降低了生产成本。电气自动化控制系统的主要发展趋势就是能够把电气自动化系统通用化,电气自动化网络结构应该保障现场的设施、计算机的监管体系、企业工程的管理体系之间数据交流的畅通。
3.2电气自动化工程的生产将更加的安全
电气自动化工程控制系统的一个发展方向就是安全防范技术的集成化,重点就是如何保证系统的安全性,即人、机、环境三者的安全实现。在非安全状态时,用户要如何选择利用最低费用实现安全方案制定的问题。从硬件设备到软件设备,从公共设施层到网络层,对电气自动化控制系统的安全与防范设计进行全面的研究。
3.3电气自动化工程控制系统的创新技术
目前电气自动化控制系统的发展正在从单一设备转变成为向集成化多元化系统化的发展。电气自动化工业企业应该不断的提升自身的技术创新能力,对于具有自主知识产权的电气自动化工程控制系统加大科研的投入,为电气自动化的研究提供更加广阔的空间。而政府同样应该意识到电气自动化工程控制系统在经济发展当中的主导力量,加强政策上的扶持,建立和完善机制体系。企业应该打开自主创新的新局面,转变经济增长的模式,提高自主创新的实践能力。
3.4电气自动化控制系统的标准化接口
由于电气自动化控制系统采用了比较成熟的标准化技术,从而极大程度减少了工程的成本与时间,完成了多通道的数据交互。当企业在进行系统交互数据的过程中,需要采用微软操作系统。ip系统也被广泛运用在办公室通讯中,自动化控制与管理通过计算机系统建立连接。标准化的程序接口保证了厂家之间进行软硬件的数据交换,使通讯产生的困难真正的得到了解决。
4.结语
电气自动化在国民经济发展中发挥着极其重要的作用,能够有效提高行业领域整体的自动化水平,特别是行业的运行管理水平。并且电气化控制系统可以大大节省企业的成本,提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气化自动控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用,未来电气自动化控制系统也必将有长足的进步和发展,为企业和国民创造更多的经济、社会效益。
【参考文献】