楊斌

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和電力事業(yè)的進(jìn)步，電氣工程中逐漸開始應(yīng)用自動化技術(shù)。本文結(jié)合電氣工程的特點以及自動化技術(shù)的發(fā)展對其進(jìn)行了相應(yīng)的介紹，以供相關(guān)的工作人員參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】電氣工程；自動化；技術(shù)；應(yīng)用

1.電氣工程及其自動化

電氣工程中的自動化涉及電力電子技術(shù)，計算機技術(shù)，電機電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域，其主要特點是強弱電結(jié)合，機電結(jié)合，軟硬件結(jié)合。電氣工程及其自動化技術(shù)主要以控制理論、電力網(wǎng)理論為基礎(chǔ)，以電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)則為其主要技術(shù)手段，同時也包含了系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)開發(fā)以及系統(tǒng)管理與決策等研究領(lǐng)域。

電力網(wǎng)理論主要是基于電力系統(tǒng)出發(fā)。電力網(wǎng)主要分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)，二者中輸電網(wǎng)承擔(dān)著主要的電力傳送和運輸工作， 發(fā)電廠制造產(chǎn)生的所有電力需要通過配電網(wǎng)根據(jù)不同地區(qū)的電力需要， 對所有的電量進(jìn)行理論數(shù)值的分配。分配后的電量最終通過輸電網(wǎng)輸送給用戶。二者密切相關(guān)，共同運作，才能保證廣大人民群眾用上穩(wěn)定的電能。發(fā)電、變電、輸電、配電、用電等設(shè)備稱為電力主設(shè)備， 也稱為一次設(shè)備，由主設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)稱為主系統(tǒng)，也稱為一次系統(tǒng)； 測量、監(jiān)視、控制、繼電保護(hù)、安全自動裝置、通信，以及各種自動化系統(tǒng)等用于保證主系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、正常運行的設(shè)備稱為二次設(shè)備。較之一次設(shè)備相比，二次設(shè)備是一項重要的輔助系統(tǒng)， 主要是為了保證整個電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定， 為廣大人民群眾提供安全可靠的電力能源，保證社會的穩(wěn)定發(fā)展和經(jīng)濟的提升。

控制理論是關(guān)于個中系統(tǒng)的一般性控制規(guī)律的科學(xué)。它的工作領(lǐng)域主要集中在，通過對運行中的信號的分析和統(tǒng)計， 來明確在具體的運行中的問題， 以便于對問題進(jìn)行有效的調(diào)整， 最終實現(xiàn)電力能源的穩(wěn)定運行。因此， 控制理論的實現(xiàn)， 需要一系列的機械設(shè)備和應(yīng)用技術(shù)的支撐。該項工作的重點集中在對信息的獲取、分析、處理和應(yīng)用。

將控制理論運用在實際的電氣工程管理過程中， 能夠有效的提高電力能源的利用效率，并提高電力能源的使用效率，節(jié)約經(jīng)濟開支，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，對于緩解勞動力壓力，提高工作質(zhì)量，實現(xiàn)工業(yè)化快速進(jìn)程都有積極的意義。

2.電氣工程中自動化技術(shù)的應(yīng)用

電能的使用源于物理學(xué)上對于電流的發(fā)現(xiàn)和深入研究，隨后，電能開始融入人們的生活當(dāng)中去， 自從問世以來逐漸獲得完善和發(fā)展， 我國的用電歷史較國外發(fā)達(dá)國家相比比較晚，距今只有近百年的歷史，但是隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步， 現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了大電網(wǎng)、大電廠、大機組、高電壓輸電、高度自動控制的新時代。

2.1現(xiàn)代電氣工程自動化技術(shù)的特點

自動化技術(shù)主要表現(xiàn)在經(jīng)濟成本低，工作效率高等幾個主要的優(yōu)勢上， 而電力系統(tǒng)的自動化工程受到電氣工程本身特性的制約相對復(fù)雜， 主要包括電力系統(tǒng)調(diào)度自動化、變電站自動化、配電網(wǎng)自動化、火電場自動化、水電廠自動化五個方面?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)技術(shù)上的發(fā)展主要以“大機組、大電網(wǎng)、高電壓、高度自動化”為特征來描述。本世紀(jì)初，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計算機技術(shù)和電子技術(shù)等都得到了飛速度的發(fā)展，它們在電氣工程發(fā)展過程中的引進(jìn)日益提高電力系統(tǒng)的自動化水平。同時，潔凈煤技術(shù)、水電開發(fā)、核電的發(fā)展也越來越得到重視；新能源的開發(fā)利用，特別是可再生能源的開發(fā)利用也是現(xiàn)代電力技術(shù)的發(fā)展趨勢。因此，建立健全的電力市場機制是提高效率、降低成本，促進(jìn)電力資產(chǎn)的合理利用與發(fā)展的有效保證。

2.2發(fā)電廠自動化

電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸配電系統(tǒng)及負(fù)荷組成的統(tǒng)一整體， 通常覆蓋廣闊的地域。發(fā)電廠作為電力系統(tǒng)的始端，它的自動化決定了整個電力工程的自動化。

（1）火力發(fā)電廠。火力發(fā)電廠是利用煤、油、天然氣、油頁巖等為燃料的發(fā)電廠。它的自動化系統(tǒng)一般由廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）、電廠管理信息系統(tǒng)（MIS）、遠(yuǎn)動系統(tǒng)、故障信息子系統(tǒng)、繼電保護(hù)及故障信息管理子站、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、機組分散控制系統(tǒng)（DCS）構(gòu)成。

（2）水力發(fā)電廠。水力發(fā)電是我國主要的發(fā)電形式，我國的水力發(fā)電長數(shù)量多，發(fā)電總量大， 為全國的供電貢獻(xiàn)了重要的力量。水力發(fā)電的自動化技術(shù)應(yīng)用時間也比較長，取得的效果比較顯著。水電廠自動化系統(tǒng)一般采用了集調(diào)速、勵磁、保護(hù)、監(jiān)控于一體的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)單元控制模式。機組LCU主要分為6大要點模塊構(gòu)成。其中主控（CPU）模塊主要完成機組測量、控制、調(diào)節(jié)等功能，調(diào)速模塊主要完成機組轉(zhuǎn)速及有功功率的調(diào)節(jié)，勵磁模塊主要完成機組電壓及無功功率的調(diào)節(jié)， 保護(hù)模塊主要完成發(fā)電機組的保護(hù)功能。

2.3變電站綜合自動化

變電站的引用是電力系統(tǒng)的一個重要的突破， 變電站的技術(shù)最先誕生在歐美地區(qū)， 上個世紀(jì)的七十年代才被逐漸的引入到國內(nèi)， 隨著使用規(guī)模的擴大和實用技術(shù)的推廣， 人們已經(jīng)越來越多的認(rèn)識到變電站綜合自動化的重要性。自動化的變電站系統(tǒng)主要應(yīng)用自動化技術(shù)和系統(tǒng)， 對變電站的基本數(shù)據(jù)和電能傳輸?shù)裙ぷ鬟M(jìn)行二十四小時的無人系統(tǒng)監(jiān)控， 并對運行的系統(tǒng)進(jìn)行及時的保護(hù)。自動化變電站系統(tǒng)主要由以下五個具體的子系統(tǒng)構(gòu)成：

（1）控制系統(tǒng)。主要是進(jìn)行變電站的數(shù)據(jù)包括模擬量、開關(guān)量和電能量的數(shù)據(jù)采集、故障錄波和測距、故障記錄、斷路器跳合閘記錄、保護(hù)動作順序記錄的事件順序記錄、操作控制功能、安全監(jiān)視功能、人機聯(lián)系功能、數(shù)據(jù)處理與記錄功能、諧波分析與監(jiān)視、打印功能。

（2）繼電保護(hù)子系統(tǒng)。變電站綜合自動化系統(tǒng)中的微機繼電保護(hù)主要包括輸電線路保護(hù)、電力變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、小電流接地系統(tǒng)自動選線、自動重合閘等。

（3）電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)。變電站綜合自動化系統(tǒng)必須具有保證安全、可靠供電和提高電能質(zhì)量的自動控制功能。電壓和頻率是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)， 因此電壓、無功綜合控制也是變電站綜合自動化系統(tǒng)的一個重要組成部分。

（4）低頻減負(fù)荷控制及備用電源自動投入子系統(tǒng)。備用電源自動投入已成為變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能之一。

（5）通信子系統(tǒng)。主要由內(nèi)部的信息溝通和變電站與其他管理部門的信息溝通。

3.總結(jié)

眾所周知， 自動化技術(shù)的引用大大提高了電氣工程的工作效率， 減少了其工程的人力投入，為電力工程節(jié)約了經(jīng)濟成本，同時通過自動化的管理和程序使用， 能夠有效的避免由于人為錯誤操作而帶來的故障，為了電氣工程的穩(wěn)定，未來自動化技術(shù)將更廣泛的應(yīng)用到電氣工程中去。

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