毛慶武

摘 要：電力系統(tǒng)是指現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合所產(chǎn)生一種推進(jìn)技術(shù)的過(guò)程，自動(dòng)化是指擁有先進(jìn)科學(xué)和識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)，自動(dòng)化和電力系統(tǒng)的融合促進(jìn)了我國(guó)電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)和變電站做出了杰出的貢獻(xiàn)。本文就電氣自動(dòng)化在電氣工程中的融合運(yùn)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；電氣工程；融合運(yùn)用

前言

計(jì)算機(jī)通信技術(shù)行業(yè)的快速發(fā)展，為電氣工程帶去了新鮮的血液，電氣的自動(dòng)化裝置大多是通過(guò)計(jì)算機(jī)通信技術(shù)來(lái)控制和協(xié)調(diào)的，電氣自動(dòng)化與電氣工程的融合運(yùn)用，使電氣工程的安全性以及供電性得到了很好的體現(xiàn)，大大的提高了電氣工程的運(yùn)行效率。電氣自動(dòng)化裝置可以對(duì)電氣系統(tǒng)實(shí)施很好的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異?；蛭ｋU(xiǎn)都會(huì)發(fā)出警告信號(hào)；此外若電氣工程的線(xiàn)路設(shè)置出現(xiàn)超負(fù)荷的狀況，電氣自動(dòng)化裝置會(huì)自動(dòng)跳閘，保證系統(tǒng)的安全；電氣工程的自動(dòng)化應(yīng)用還可以減少人員操作的損失。

1.電氣自動(dòng)化及電氣工程概述

1.1何為電氣自動(dòng)化技術(shù)

一般的自動(dòng)化技術(shù)包含兩方面的內(nèi)容，一是生產(chǎn)控制自動(dòng)化；二是經(jīng)營(yíng)管理自動(dòng)化。兩者相輔相成，構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)中必不可少的組成部分。

所謂的電氣自動(dòng)化技術(shù)包括的內(nèi)容主要有電氣技術(shù)、電力自動(dòng)化技術(shù)和電氣設(shè)備。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，我國(guó)開(kāi)始注重培養(yǎng)電氣控制，自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)管理等一些專(zhuān)業(yè)人才。

電氣的自動(dòng)化就是要實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備以及生產(chǎn)管理的無(wú)人化參與，并且在沒(méi)有人員操作的情況下，機(jī)械設(shè)備也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)處理等功能。

1.2電氣工程

電氣工程是人類(lèi)生產(chǎn)生活必不可少的工程，它由以下幾部分構(gòu)成：通常的電力系統(tǒng)、電能的產(chǎn)生和應(yīng)用、電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施、電力設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇以及高電壓下氣體絕緣的性能等。

1950年左右，我國(guó)的電力系統(tǒng)所擁有的容量已經(jīng)有了一定的千瓦數(shù)量，而自動(dòng)化的電力系統(tǒng)容量卻少于10萬(wàn)千瓦，那時(shí)的電力系統(tǒng)大多采用單項(xiàng)自動(dòng)裝置，主要的功能就是安全保護(hù)以及過(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)。但是到了90年代的后期，隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)加大了對(duì)電力自動(dòng)化的研究力度，并且電力系統(tǒng)的規(guī)模也大大的擴(kuò)增，只是單機(jī)的電力自動(dòng)化系統(tǒng)容量就超過(guò)了前期的2倍左右，因此對(duì)于電氣工程的自動(dòng)化提出了更高的要求。

1.3電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

經(jīng)濟(jì)和技術(shù)是衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)準(zhǔn)，要想在國(guó)際上立于不敗之地就必須發(fā)展國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和科技。就目前而言，我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用及融合都不太理想。電氣工程中的自動(dòng)化技術(shù)成為電氣工程發(fā)展進(jìn)步的制約性因素，雖然電氣工程中的自動(dòng)化技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到國(guó)家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是在不斷的摸索中，電氣工程中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用也有了很大進(jìn)步，例如電氣工程的自動(dòng)化編程周期和電氣的自動(dòng)化整體效率都有了很大進(jìn)步。

并且，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新和進(jìn)步，電氣工程中的自動(dòng)化技術(shù)也在逐步完善，在朝著建立靈活的集成控制系統(tǒng)方向發(fā)展，在不久的將來(lái)電氣自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)與電氣工程很好的融合在一起，以滿(mǎn)足電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域的技術(shù)需求。

2.電氣自動(dòng)化與電氣工程中的融合運(yùn)用

電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化與電氣工程的融合運(yùn)用包括三個(gè)方面：供電方式及一次設(shè)備、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)及二次設(shè)備、通信方案及設(shè)備以及主站網(wǎng)絡(luò)與軟功能。

2.1供電方式及一次設(shè)備

由于受到地域與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，并且為了便于管理，我國(guó)把配電網(wǎng)分成了城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)。城市電網(wǎng)主要包括一些大中城市，并且是電纜網(wǎng)；而農(nóng)村電網(wǎng)覆蓋的范圍為鄉(xiāng)村和縣城，并且采用的電網(wǎng)覆蓋方式是架空線(xiàn)。

決定配電網(wǎng)供電方式的因素是電源點(diǎn)、線(xiàn)路開(kāi)關(guān)設(shè)備和網(wǎng)架即線(xiàn)路聯(lián)結(jié)。

電源點(diǎn)與網(wǎng)架有多種多樣的組合方式，這也就決定了供電方式的多樣性，配電網(wǎng)中常用的供電方式有單電源輻射狀供電、雙電源互備供電、多電源互備供電、雙電源環(huán)網(wǎng)供電、多電源環(huán)網(wǎng)供電和網(wǎng)格狀供電等方式；而線(xiàn)路開(kāi)關(guān)設(shè)備的多樣性為供電系統(tǒng)功能的多樣性提供了可能，常用的線(xiàn)路開(kāi)關(guān)設(shè)備有環(huán)網(wǎng)柜、重合器、分段器、斷路器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)等。

一次設(shè)備指的主要是配電網(wǎng)中配電線(xiàn)路的主設(shè)備。

城市電纜網(wǎng)中配電線(xiàn)路的主設(shè)備一般為環(huán)網(wǎng)柜，這種設(shè)備由真空斷路器、SF6斷路器以及負(fù)荷開(kāi)關(guān)等部件組成；而農(nóng)村中的架空線(xiàn)配電網(wǎng)中配電線(xiàn)路的主設(shè)備是斷路器、重合器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)以及分段器等。

2.2遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)及二次設(shè)備

電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置的目的是依靠FTU、TTU 等完成對(duì)配電線(xiàn)路中的線(xiàn)路開(kāi)關(guān)以及配電臺(tái)區(qū)即變壓器的監(jiān)控和檢測(cè)。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)和二次設(shè)備的布置是為了起到保護(hù)動(dòng)作、環(huán)網(wǎng)控制、遠(yuǎn)方控制以及就地手動(dòng)的目的。電氣工程中要想實(shí)現(xiàn)配電過(guò)程的自動(dòng)化就必須解決儀表與操作電源和傳輸規(guī)約中的問(wèn)題，其中關(guān)鍵問(wèn)題就是要設(shè)計(jì)出既適用于戶(hù)外環(huán)境又可靠的不間斷電源。鑒于配電線(xiàn)路設(shè)備分布具有地理特性，現(xiàn)今的變電站中遵守的CDT、POLLING等規(guī)約都不能很好的應(yīng)用于電氣工程配電的自動(dòng)化系統(tǒng)，而近年來(lái)新制定的101規(guī)約在一定范圍上得到了應(yīng)用，但是最終能否采用該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，尚難確定，需要有關(guān)部門(mén)制定出完善的傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

2.3通信方案及設(shè)備

電氣工程與電氣自動(dòng)化技術(shù)的融合包括自動(dòng)化的通信方案，該方案在廣義上來(lái)說(shuō)不僅要包括主站對(duì)子站的通信和主站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)單元的通信，還要包括子站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)單元的通信、各子站之間的通信以及現(xiàn)場(chǎng)各單元之間的通信等。

通信歷來(lái)是電氣工程自動(dòng)化的重難點(diǎn)，由于我國(guó)是一個(gè)地形和環(huán)境氣候復(fù)雜多樣的國(guó)家，各地區(qū)的通信方案也是多種多樣。一般的通信方案依靠的的是光纖、電力載波、有線(xiàn)電纜、微波等。

2.4 發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)

發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)是由分布結(jié)構(gòu)、分層結(jié)構(gòu)的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)、遠(yuǎn)行人員工作站、以太網(wǎng)以及過(guò)程控制單元等方面組成，其中輸出模塊和輸入模塊相結(jié)合再加上可冗余配件里的主控模件所共同組成的控制單元稱(chēng)之為遠(yuǎn)程控制單元，它的通訊方式是利用主控模件把信息傳送到可冗余上，再傳送到智能輸出模塊和輸入模塊上，最后在和總線(xiàn)上的輸出模塊和輸入模塊進(jìn)行通訊，這個(gè)過(guò)程中唯一既可以在進(jìn)行信號(hào)接收時(shí)能直接承受現(xiàn)場(chǎng)變送器、熱電偶、開(kāi)關(guān)量以及熱電阻等設(shè)備，還可以在全部都運(yùn)行完成后進(jìn)行信號(hào)的輸出、實(shí)時(shí)的顯示以及實(shí)時(shí)的打印時(shí)能傳送設(shè)備的參數(shù)、設(shè)備的運(yùn)行狀況，并用這種傳送方式直接對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化和電氣工程的相融合所運(yùn)行過(guò)程的聯(lián)鎖檢測(cè)、聯(lián)鎖控制以及聯(lián)鎖保護(hù)等功能。

2.5 變電站的自動(dòng)化

變電站的自動(dòng)化不僅促進(jìn)了變電站監(jiān)控能力的增強(qiáng)，還實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)視和自動(dòng)化操作，免去了繁瑣的人工化監(jiān)視、人工化操作，此外它還能提高變電站的運(yùn)行效率和提升變電站的運(yùn)行水平。綜上所述，可以知道變電站的自動(dòng)化具有多層次、全方位的監(jiān)控作用，可以對(duì)各種電氣設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行狀況的監(jiān)視，從而實(shí)現(xiàn)了有效控制。傳統(tǒng)的變電站的自動(dòng)化是采用電磁裝置來(lái)進(jìn)行監(jiān)視，而現(xiàn)在則都采用全微機(jī)化設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，這種設(shè)備成功對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕化進(jìn)行監(jiān)視和操作，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)應(yīng)該盡量用計(jì)算機(jī)電纜，而不是原來(lái)的電力信號(hào)電纜，這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)電纜可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的統(tǒng)計(jì)記錄和運(yùn)行管理。經(jīng)過(guò)近幾年的電力發(fā)展，變電站自動(dòng)化已經(jīng)成電力企業(yè)和電網(wǎng)調(diào)度最重要的部分。

3.結(jié)語(yǔ)

由于電氣自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)知識(shí)密集型技術(shù)，因此要想使電氣自動(dòng)化能夠與電氣工程很好的融合運(yùn)用，就必須從實(shí)際的電氣工程入手，認(rèn)真分析，并對(duì)電氣自動(dòng)化裝置進(jìn)行有效的研究，只有先熟悉了電氣自動(dòng)化裝置的結(jié)構(gòu)，并且把圖紙進(jìn)行完善（遵循一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）后，才能使兩者很好的融合運(yùn)用。

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