论探究电气工程中自动化技术运用

论文导读：
摘 要:随着我国经济的的不断增长，社会用电量不断提高。在此同时，我国电网建设也在发展。现在如何提高电网自动化水平也成为关注的焦点。
关键词:自动化 电气 技术 应用
1 自动化技术在电力系统中的应用
1 . 1 电网调度的自动化
电网调度的自动化主要由电网调度中心的服务器、工作站、打印设备、大屏幕显示器及计算机网络等构成。它主要通过电力系统专属局域网连接,由处于调度区域内的发电厂、下级电网调度中心、变电站终端(例如测量控制等设备)等构成。自动化技术应用于电网调度,有着十分重要的作用,其主要功能有:评估电力系统的状态、预测电力负荷以及自动经济调度和自动发电控制(要求省级以上电网),在电力生产的过程中实时采集数据并监控、分析电网的运行安全情况、使其适应电力市场的运营需求等。

1.2 发电厂分散测控系统(简称 DCS)

DCS多采取分层分布结构,由工程师工作站—ES、过程控制单元—PCU、运行人员工作
站—OS以及高速数据通讯网—以太网构成。PCU由智能I/O模件与能可冗余配置的主控模件(MCU)构成。MCU通过冗余智能I/O和I/O总线模件进行通讯。过程控制单元直接应用于生产过程,接受热电阻、热电偶、开关量、电气量、脉冲量与现场变送器等信号,运算处理之后再进行设备状态与运行参数的实时显示与打印及输出信号以直接驱动执行机构,实现生产过程的联锁保护、控制与监测等功能。工程师工作站(ES)与运行员工作站提供了人机接口(OS),PCU向运行员工作站发送信息并接受工作站发送的指令,为操作人员提供控制和监视机组运行状态的手段。ES向维修工程师提供系统组态设置与修改及系统诊断和维护等手段。

1.3 变电站自动化

自动化应用于变电站主要是为了取代电话人工操作与人监视、加强对变电站的监控、提高工作效率以及确保变电站的运营安全。变电站的自动化主要是为了全方位监视站内运行的各种电气设备,并对其进行有效控制。其主要特点如下:使用全微机化的设备代替常规的电磁式装置、实现操作监视的计算机屏幕化、尽量以计算机电缆或者光纤替代电力信号电缆、实现运行管理与记录统计的自动化。变电站的自动化不仅能够满足变电站的运行操作任务,其本身也是电网调度自动化的一个不可分割的重要部分,是电力现代化生产的一个举足轻重的环节。
2 计算机技术、电子技术的不断发展推
动电力系统的自动化进程20世纪80年代以来,单片机技术在世界范围内广泛的发展与应用起来,我国的电力系统也实现了自动化设备的更新换代。PC技术的引进与国产工业计算机为实现电力系统的调度自动化、变电站的综合自动化以及电厂监控系统自动化打下了坚实的基础。应源于：论文参考文献www.7ctime.com
用软件的开发使得电力系统数据实时采集、分类、汇总、分析、显示、报警、实
现操作控制任务等成为可能。这一时期的自动化面临着在系统结构、通信协议、功能等方面没有工业标准的难题,不能互连来自不同厂家的设备,各设备与计算机间的通信多是星形点对点连接,主要是低速率的串/并行通信方式,设备配置缺乏灵活性,系统实时性也不够好。20世纪90年代信息处理技术,服务器与软件技术、高性能工作站及高速网络技术迅猛发展, 电厂监控、变电站、配电及电网调度的自动化技术水平都达到了新的台阶, 产品也开始向分布式、开放式、智能化、网络化的模式发展。新一代的产品大幅减少了通信电缆与电力电缆的使
用量,设备体积也有所减小,从而降低了占地面积,减少了建设成本,同时还很大程度的提升了系统技术性能, 设备配置也更具有灵活性、可维护性与互换性、系统的运行也更加可靠。这些都是上一代产品无法比拟的。近几年来,嵌入式产品开始出现,比如嵌入式计算机、嵌入式以太网、嵌入式高性能处理器等产品使得电力系统中类似继电保护设备、通信控制设备与测量控制设备等得以在此换代, 设备的应用程序结构与硬件电路再次简化,产品性能也有了很大提高, 设备处理信息的速度更快,功耗也更低,功能扩展能力进一步加强。
3 基于IT技术的电力系统自动化发展热点与趋势
当前电力系统的自动化与IT技术的发展紧密相关,而未来计算机技术的发展热点主要表现在以下三个方面。
3 . 1 电力一次设备智能化
通常情况下,电力一次设备与二次设论文导读：
备的安装地点相隔几十米甚至几百米远,相互间由大电流控制电缆与强信号电力电缆连接。与之不同的是,电力一次设备智能化在设计一次设备结构时,将常规的二次设备部分或者全部功能直接实现,节省大量控制电缆和电力信号电缆,常常简称做一次设备自带保护与测量功能。例如目前常见的“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。
3 . 2 电力一次设备的在线检测对例如汽轮机、发电机、开关、断路器、变压器等电力一次设备的重要运行参数实行不间断的实时监测,不但能够监视设备在线运行状态,还可以分析相关重要参数的变化趋势,判断是否存在发生故障的可能性,进而延长设备的保养周期,提高其利用率,也为该电力设备从定期检修向状态检修过度提供了充足的保障。
3 . 3 光电式电力互感器
按照一定的比例关系把输电线上的大电流数值和高电压降低到标准值是电力互感器的重要作用。但其缺点也不容忽视,即:电压等级越高,绝缘难度越大,且设备的质量和体积也越大;互感器输出的信号不能与微机化计量及保护设备直接接口;其信号的动态范围较小,电流互感
器达到饱和状态甚至引起信号畸变的几率越大。与此同时,新研制的光电式电力互感器也存在不少技术难题, 其输出的信号有限, 电磁绝缘、兼容、耐环境程度以及电子电路的供电电源等是其面临的主要技术难题, 也是光电式电力互感器的未来主攻方向。
4 结语
如今,电网建设及改造的快速发展对配电网自动化水平的要求甚高。现阶段自动化装置是根据布线逻辑和模拟电路为主来设计的。该设计提高了电力运行的安全程度,同时也减轻了变电站工作人员的劳动强度。总之,在电力系统的经济、安全运行中,电网调度自动化系统已然而且将会越来越占着举足轻重的地位。