電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)論文
電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)論文【1】
摘 要：隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，電力系統所起到的作用越來(lái)越突出，在電力工程中加強電氣自動(dòng)化技術(shù)的應用成為了電力系統趨勢和必然選擇。
本文主要針對電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析和探討，為促進(jìn)電力工程的發(fā)展提供技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞：電力工程;電氣自動(dòng)化;自動(dòng)化技術(shù)
近幾年來(lái)，隨著(zhù)我國電力技術(shù)的不斷深入發(fā)展，所應用的范圍越來(lái)越廣泛，適用性越來(lái)越強，而電氣自動(dòng)化技術(shù)作為電力技術(shù)中重要的組成部分，成為了目前最活躍、最充滿(mǎn)生機、最富有開(kāi)發(fā)情景的綜合學(xué)科，通過(guò)多種高科技技術(shù)的合成，在國民經(jīng)濟各個(gè)部門(mén)中都發(fā)揮著(zhù)十分重要的作用，下面就電氣自動(dòng)化技術(shù)的一些發(fā)展趨勢進(jìn)行綜合探討，為電力技術(shù)的更快、更好的發(fā)展提高依據。
1 電力系統自動(dòng)化技術(shù)
�、抛冸娬咀詣�(dòng)化。
運用全微機化的裝置替代電流信號電纜式設備，采用數字化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)，以計算機電纜或者光線(xiàn)替代電流信號電纜，實(shí)現自動(dòng)化的監控和操作，從而減少人力資源的浪費，提高工作效率和運行水平，保障變電站運行的安全性和穩定性。
�、齐娋W(wǎng)調度自動(dòng)化。
通過(guò)電網(wǎng)調度加強對計算機網(wǎng)絡(luò )系統的控制，使電力在生產(chǎn)的過(guò)程中能夠獲取實(shí)時(shí)數據，能夠對電網(wǎng)運行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和分析、評估和電力負荷的預測等操作，提高電網(wǎng)運行的質(zhì)量，適應電力市場(chǎng)運營(yíng)的需求。
�、前l(fā)電廠(chǎng)分散測控系統(DCS)。
能夠有效的對運行參數和設備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和打印，促進(jìn)整個(gè)系統生產(chǎn)過(guò)程的檢測、控制盒聯(lián)鎖保護等功能，保障系統運行的安全。
2 電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)
�、湃匦碗娏﹄娮娱_(kāi)關(guān)逐步取代半控型晶閘管。
晶閘管作為第一代電子電力器件，在我國電力工程發(fā)展中起著(zhù)十分重要的作用，伴隨著(zhù)電力技術(shù)的發(fā)展和提高，交流變頻技術(shù)的興起，第一代半控型晶閘管已經(jīng)不能適應現代化電力系統發(fā)展的要求，以CTR/GTO/P-MOSEFT為代表的第二代全控式電力電子開(kāi)關(guān)逐步的被廣泛的研制和應用。
根據各種器件的性能適應于各個(gè)電流、電壓額等電力系統范圍中。
而由于第二代全控型器件必須要有較大的控制電流，使電流在控制方面難度增加。
而MOSFET作為一種電壓驅動(dòng)器件，其對驅動(dòng)電力要求簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)時(shí)間快，并且安全工作區十分穩定，但是其通態(tài)電壓額會(huì )隨著(zhù)額定電壓的增加而倍增加，從而不利于P-MOSFET的推廣和應用。
在這種背景下，作為新一代的復合型電力電子器件IGBT/MGT應運而生，IGBT擁有和MOSFET一樣的高輸入阻抗、高速特性和GTR大電流面密度特性的混合器件。
開(kāi)關(guān)速度快，通態(tài)電壓低，工作頻率高，并且具有寬而穩定的安全工作區，工作效率高，驅動(dòng)電路簡(jiǎn)單，更符合現代化對電力器件的需求。
新一代的復合型電力電器件，隨機復合化技術(shù)的不斷提高，電器件生產(chǎn)范圍不斷擴大，應用也不斷的深入，在電器復合化的同時(shí)，加強對電器向模塊化的發(fā)展，使電力電器件向更高要求發(fā)展。
�、谱冾l器電路從低頻向高頻方向發(fā)展。
在電力電子器件不斷更新的過(guò)程中，為了能夠適應電力電子器件的需求，由它組成的變換器電路也在不斷的更新?lián)Q代中，以往的變頻器電力已經(jīng)不能滿(mǎn)足新一代電力電子器件的需求。
采用諧奪式直流環(huán)逆變器能夠有效的降低開(kāi)關(guān)損耗，保障開(kāi)關(guān)在頻率上的提高，把逆變器掛在高頻振蕩過(guò)零的諧振路上，使電力電子器件在零電壓或零電流下轉換。
加強變頻器電力從低頻向高頻方向的發(fā)展不僅能夠有效的降低開(kāi)關(guān)損耗，并且節約成本，提高逆變器集成化，在電氣自動(dòng)化技術(shù)中具有廣闊的發(fā)展前途。
�、墙涣髡{速控制理論的日趨成熟。
隨著(zhù)對交流調速控制理論的深入研究，將復雜的矢量變化與電動(dòng)數學(xué)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，在對交流調速控制理論研究過(guò)程中，其控制思想獨特，具有創(chuàng )造性，控制結構簡(jiǎn)單，控制手法直接，對信號處物理概念明確，轉矩響應迅速，大大的提高了調速效率，形成一種高靜動(dòng)態(tài)性能的新型交流調速方法。
適應現代化的電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的需求。
�、韧ㄓ米冾l器開(kāi)始大量投入使用。
隨著(zhù)變頻器技術(shù)的成熟發(fā)展，高動(dòng)態(tài)性能矢量控制性開(kāi)始大量投入生產(chǎn)和實(shí)用中，它主要采用全數字控制，通過(guò)相關(guān)的軟件能夠對系統進(jìn)行自動(dòng)化的設定和操作，提高變頻器的變結構控制盒自適應控制。
伴隨著(zhù)技術(shù)的不斷提高，變頻器的可靠性、可維修性、可操作性等相關(guān)的功能在單片機控制動(dòng)技術(shù)的支持下不斷的提高。
3 結束語(yǔ)
隨著(zhù)電力系統的深入發(fā)展和應用，電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中所起到的作用也越來(lái)越突出，電氣自動(dòng)化技術(shù)作為當前最具有發(fā)展前景，最活躍，最具研究?jì)r(jià)值的綜合性學(xué)科之一，在電力工程發(fā)展和應用中電氣自動(dòng)化技術(shù)起著(zhù)十分重要的作用。
而電氣自動(dòng)化技術(shù)本身應用范圍廣泛，幾乎是滲透到國民經(jīng)濟的各個(gè)部門(mén)，是推動(dòng)社會(huì )進(jìn)步的重要技術(shù)依據，因此，在我國科技技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，加強電氣自動(dòng)化技術(shù)的提高成為了電力系統發(fā)展的必然選擇。
[參考文獻]
[1]辛耀中，胡紅升，盧長(cháng)燕，樊若雷.中國電力數據網(wǎng)絡(luò )建設和運行中應注意的四個(gè)關(guān)系[J].電力系統自動(dòng)化，1998年01期.
[2]朱開(kāi)陽(yáng)，宣筱青，宋錦海，葉振風(fēng)，司慶華，許高陽(yáng).安全穩定控制裝置過(guò)程層數據通信研究及設計方案[A].中國智能電網(wǎng)學(xué)術(shù)研討會(huì )論文集[C].2011年.
[3]謝志遠.面向10kV配電網(wǎng)運行監測的電力線(xiàn)通信關(guān)鍵技術(shù)研究[D].華北電力大學(xué)(河北)，2009年.
[4]楊偉，張學(xué)利.配電網(wǎng)故障檢測與隔離的一種矩陣算法[A].第五屆全國智能化電器及應用研討會(huì )會(huì )議論文集[C].2001年.
[5]汪沛.淺論中低壓配電網(wǎng)自動(dòng)化應用的有效性及其模塊化集成實(shí)現方案[A].2007中國電機工程學(xué)會(huì )電力系統自動(dòng)化專(zhuān)委會(huì )供用電管理自動(dòng)化學(xué)科組(分專(zhuān)委會(huì ))二屆三次會(huì )議論文集[C].2007年.
電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)論文【2】
摘要：電氣自動(dòng)化是電氣信息領(lǐng)域的一門(mén)新興學(xué)科，但由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，發(fā)展非常迅速，現在也相對比較成熟。
已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、國防等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。
本文中主要針對這類(lèi)電氣自動(dòng)化技術(shù)的一些發(fā)展趨勢進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：電力工程;電氣自動(dòng)化;自動(dòng)化技術(shù)
一、電力系統自動(dòng)化技術(shù)
(一)變電站自動(dòng)化。
變電站自動(dòng)化的目的是取代人工監視和電話(huà)人工操作，提高工作效率，擴大對變電站的監控功能，提高變電站的安全運行水平。
變電站自動(dòng)化的內容就是對站內運行的電氣設備進(jìn)行全方位的監視和有效控制，其特點(diǎn)是全微機化的裝置替代各種常規電磁式設備;二次設備數字化、網(wǎng)絡(luò )化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜;操作監視實(shí)現計算機屏幕化;運行管理、記錄統計實(shí)現自動(dòng)化。
變電站自動(dòng)化除了滿(mǎn)足變電站運行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現代化的一個(gè)重要環(huán)節。
(二)電網(wǎng)調度自動(dòng)化 。
電網(wǎng)調度自動(dòng)化主要組成部分，由電網(wǎng)調度控制中心的計算機網(wǎng)絡(luò )系統、工作站、服務(wù)器、大屏蔽顯示器、打印設備等，其主要是通過(guò)電力系統專(zhuān)用廣域網(wǎng)連結的，下級電網(wǎng)調度控制中心、調度范圍內的發(fā)電廠(chǎng)、變電站終端設備(如測量控制等裝置)等構成。
電網(wǎng)調度自動(dòng)化的主要功能是：電力生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)數據采集與監控電網(wǎng)運行安全分析、電力系統狀態(tài)估計、電力負荷預測、自動(dòng)發(fā)電控制(省級電網(wǎng)以上)、自動(dòng)經(jīng)濟調度(省級電網(wǎng)以上)并適應電力市場(chǎng)運營(yíng)的需求等。
(三)發(fā)電廠(chǎng)分散測控系統(DCS ) 。
過(guò)程控制單元(PCU)由可冗余配置的主控模件( MCU)和智能I /0模件組成。
MCU模件通過(guò)冗余的I /0總線(xiàn)與智能FO模件通訊。
PCU直接面向生產(chǎn)過(guò)程，接受現場(chǎng)變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等信號，經(jīng)運算處理后進(jìn)行運行參數、設備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示和打印以及輸出信號直接驅動(dòng)執行機構，完成生產(chǎn)過(guò)程的監測、控制和聯(lián)鎖保護等功能。
運行員工作站(0S)和工程師工作站( ES)提供了人機接口。
運行員工作站接收PCU發(fā)來(lái)的信息和向PCU發(fā)出指令，為運，行操作人員提供監視和控制機組運行的手段，工程師工作站為維護工程師提供系統組態(tài)設置和修改、系統診斷和維護等手段。
二、變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展
隨著(zhù)電力電子器件的更新，由它組成的變換器電路也必然要換代。
應用普通晶閘管時(shí)，直流傳功的變換器主要是相控整流，而交流變頻船動(dòng)則是交一直一交變頻器。
當電力電子器件進(jìn)入第二代后，更多是采用PWM 變換器了。
采用PWM方式后，提高了功率因數，減少 了高次諧波對電岡的影響，解決了電動(dòng)機在低頻區的轉矩脈動(dòng)問(wèn)題。
但是PWM 逆變器中的電壓、電流的諧波分量產(chǎn)生的轉矩脈動(dòng)作用在定轉子上，使電機繞組產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出噪聲。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，一種方法是提高開(kāi)關(guān)頻率，使之超過(guò)人耳能感受的范圍，但是電力電子器件在高電壓大電流的情況下導通或關(guān)斷，開(kāi)關(guān)損耗很大。
開(kāi)關(guān)損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。
1986 年美國威斯康星大學(xué) Divan 教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。
傳統的逆變器是掛在穩定的直流母線(xiàn)上，電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉換的‘硬開(kāi)關(guān)’，其開(kāi)關(guān)損耗較大，限制了開(kāi)關(guān)在頻率上的提高。
而諧奪式直流環(huán)逆變器是把逆變器掛在高頻振蕩過(guò)零的諧振路上，使電力電子器件在零電壓或零電流下轉換，即工作在所謂的‘軟開(kāi)關(guān)’狀態(tài)下，從而使開(kāi)關(guān)損耗降低到零。
這樣，可以使逆器尺寸減少，降低成本，還可能在較高功率上使逆變器集成化。
因此，諧振式直流逆變器電路極有發(fā)展前途。
三、當前電力系統自動(dòng)化依賴(lài)IT技術(shù)向前發(fā)展的重要熱點(diǎn)技術(shù)
(一)電力一次設備智能化 。
常規電力一次設備和二次設備安裝地點(diǎn)一般相隔幾十至幾百米距離，互相間用強信號電力電纜和大電流控制電纜連接，而電力一次設備智能化是指一次設備結構設計時(shí)考慮將常規二次設備的部分或全部功能就地實(shí)現，省卻大量電力信號電纜和控制電纜，通常簡(jiǎn)述為一次設備自帶測量和保護功能。
如常見(jiàn)的“智能化開(kāi)關(guān)”、“智能化開(kāi)關(guān)柜”、“智能化箱式變電站”等。
電力一次設備智能化主要問(wèn)題是電子部件經(jīng)常受到現場(chǎng)大電流開(kāi)斷而引起的高強度電磁場(chǎng)干擾，關(guān)鍵技術(shù)是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協(xié)議標準等技術(shù)問(wèn)題。
(二)電力一次設備在線(xiàn)狀態(tài)檢測 。
對電力系統一次設備如發(fā)電機、汽輪機、變壓器、斷路器、開(kāi)關(guān)等設備的重要運行參數進(jìn)行長(cháng)期連續的在線(xiàn)監測，不僅可以監視設備實(shí)時(shí)運行狀態(tài)，而且還能分析各種重要參數的變化趨勢，判斷有無(wú)存在故障的先兆，從而延長(cháng)設備的維修保養周期，提高設備的利用率，為電力設備由定期檢修向狀態(tài)檢修過(guò)度提供保障。
近年來(lái)電力部門(mén)投入了很大力量與大學(xué)、科研單位合作或引進(jìn)技術(shù)，開(kāi)展在線(xiàn)狀態(tài)檢測技術(shù)研究和實(shí)踐并取得了一些進(jìn)展，但由于技術(shù)難度大，專(zhuān)業(yè)性強， 檢測環(huán)境條件惡劣，要開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)意的產(chǎn)品還需一定時(shí)日。
(三)光電式電力互感器。
電力互感器是輸電線(xiàn)路中不可缺少的重要設備，其作用是按一定比例關(guān)系將輸電線(xiàn)路上的高電壓和大電流數值降到可以用儀表直接測量的標準數值，以便用儀表直接測量。
其缺點(diǎn)是隨電壓等級的升高絕緣難度越大，設備體積和質(zhì)量也越大;信號動(dòng)態(tài)范圍小，導致電流互感器會(huì )出現飽和現象，或發(fā)生信號畸變;互感器的輸出信號不能直接與微機化計量及保護設備接口。
因此不少發(fā)達國家已經(jīng)成功研究出新型光電式和電子式互感器，國際電工協(xié)會(huì )已發(fā)布了電子式電壓、電流互感器的標準。
國內也有大專(zhuān)院校和科研單位正在加緊研發(fā)并取得了可喜成果。
目前主要問(wèn)題是材料隨溫度系數的影響而使穩定性不夠理想。
另一關(guān)鍵技術(shù)是，光電互感器輸出的信號比電磁式互感器輸出的信號要小得多，一般是毫安級水平，不能像電磁式互感器那樣可以通過(guò)較長(cháng)的電纜線(xiàn)送給測控和保護裝置，需要在就地轉換為數字信號后通過(guò)光纖接口送出，模數轉換、光電轉換等電子電路部分在結構上需要與互感器進(jìn)行一體化設計。
在這里，電磁兼容、絕緣、耐環(huán)境條件、電子電路的供電電源同樣是技術(shù)難點(diǎn)之一。
四、結語(yǔ)
眾所周知，電氣自動(dòng)化技術(shù)是當今世界最活躍、最充滿(mǎn)生機、最富有開(kāi)發(fā)前景的綜合性學(xué)科與眾多高新技術(shù)的合成。
其應用范圍十分廣泛，幾乎滲透到國民經(jīng)濟各個(gè)部門(mén)，隨著(zhù)我國科技技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)也隨之提高。
參考文獻：
[1]姜秋海.對德國配電網(wǎng)的考察[J].供用電，2009，(3).
[2]袁明軍.韓國的配網(wǎng)自動(dòng)化系統[J].山東電力技術(shù)，2007，(2).
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