電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應用
電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應用
摘 要：電氣自動(dòng)化技術(shù)作為從電氣工程技術(shù)發(fā)展出來(lái)的并與電子與信息技術(shù)緊密結合起來(lái)的一門(mén)電氣工程應用技術(shù)學(xué)科。
隨著(zhù)我國經(jīng)濟的不斷增長(cháng)，電氣自動(dòng)化技術(shù)在國民生產(chǎn)中各個(gè)部門(mén)和領(lǐng)域已得到了廣泛應用。
本文對電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和運用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。
關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化技術(shù);現狀;應用
1 電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)概述
電氣工程及其自動(dòng)化是以電磁感應定律、基爾霍夫電路定律等電工理論為基礎，研究電能的產(chǎn)生、傳輸、使用及其過(guò)程中涉及的技術(shù)和科學(xué)問(wèn)題。
電氣工程中的自動(dòng)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(diǎn)是強弱電結合，機電結合，軟硬件結合。
電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)主要以控制理論、電力網(wǎng)理論為基礎，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(shí)也包含了系統分析、系統設計、系統開(kāi)發(fā)以及系統管理與決策等研究領(lǐng)域。
控制理論是在現代數學(xué)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)、電子計算機、神經(jīng)生理學(xué)諸學(xué)科基礎上相互滲透，由維納等科學(xué)家的精煉和提純而形成的邊緣科學(xué)。
它主要研究信息的傳遞、加工、控制的一般規律，并將其理論用于人類(lèi)活動(dòng)的各個(gè)方面。
將控制理論和電力網(wǎng)理論相結合，應用于電氣工程中，有利于提高社會(huì )生產(chǎn)率和工作效率，節約能源和原材料消耗，同時(shí)也能保證產(chǎn)品質(zhì)員，改善勞動(dòng)條件，減輕體力、腦力勞動(dòng)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝和管理體制。
2 電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)運用分析
2.1電網(wǎng)調度自動(dòng)化
(1)實(shí)現對電網(wǎng)安全運行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監控。
通過(guò)調度人員控制和監管電網(wǎng)的電壓、潮流、周波和負荷等，并觀(guān)測主設備的位置狀況和水、熱等方面的工況指標，使之能符合規定，以保證用戶(hù)計劃用水、用電、用汽等的需求。
(2)實(shí)現對電網(wǎng)運行的經(jīng)濟調度。
在對電網(wǎng)實(shí)現安全監控的基礎上，通過(guò)自動(dòng)化手段以實(shí)現電網(wǎng)經(jīng)濟調度，以達到節省能源、降低損耗和多供電、多發(fā)電的目的。
(3)實(shí)現對電網(wǎng)運行安全事故的分析和處理。
電網(wǎng)中出現異常運行或者故障的因素非常復雜，如果不能及時(shí)的判斷或處理措施不當，有可能會(huì )危及到設備安全和人身安全。
通過(guò)電網(wǎng)調度自動(dòng)化技術(shù)的增強，能夠實(shí)現電網(wǎng)的安全運行分析，提供事故處理的對策和相應的監控手段，以防止事故的發(fā)生，并對已發(fā)生的事故進(jìn)行及時(shí)處理，減少和避免事故的發(fā)生率。
2.2發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)化
(1)水電廠(chǎng)自動(dòng)化。
水電廠(chǎng)需要調速器、水輪機以及水輪發(fā)電機力勵磁控制系統等。
水電廠(chǎng)自動(dòng)化可以具體分為單機自動(dòng)化、公用設備自動(dòng)化、梯級水電廠(chǎng)綜合自動(dòng)化以及全廠(chǎng)自動(dòng)化等等，通過(guò)自動(dòng)化系統的使用，極大的提高水電廠(chǎng)運行的經(jīng)濟性、安全性和供電的質(zhì)量。
(2)火電廠(chǎng)自動(dòng)化。
火電廠(chǎng)的自動(dòng)化也是一門(mén)綜合性的技術(shù)，有信息和數據處理、自動(dòng)保護、自動(dòng)檢測、順利控制以及設備管理等方面的功能。
自動(dòng)化系統主要包括了鍋爐控制系統、汽輪機控制系統、發(fā)電機控制系統、計算機監視和數據系統以及機爐系統主控系統等。
2.3變電站綜合自動(dòng)化
變電站綜合自動(dòng)化是在變電站應用信息處理與傳輸技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的基礎上，通過(guò)計算機硬件系統或者自動(dòng)化裝置，代替人工進(jìn)行各種運行作業(yè)，提高變電站管理水平和運行水平的自動(dòng)化系統。
伴隨著(zhù)微機監控技術(shù)在變電站中的廣泛應用，變電站正逐漸向著(zhù)綜合自動(dòng)化方向進(jìn)行發(fā)展。
目前我國已經(jīng)實(shí)現了變電站繼電保護微機化和遠程的遠動(dòng)和監控，并正在大力推行無(wú)人值班變電站的運用。
無(wú)人值班變電站的功能包括變電站的自動(dòng)測量、設備的遠動(dòng)和監控、開(kāi)關(guān)操作的遠動(dòng)、繼電保護、事故和設備故障的自動(dòng)記錄等方面，無(wú)人值班變電站的運用必然會(huì )將變電站的綜合自動(dòng)化程度帶向一個(gè)更高的階段。
2.4配電自動(dòng)化
配電自動(dòng)化是一項集合了現代控制技術(shù)、計算機技術(shù)、數據傳輸、設備管理等方面為一體的綜合信息管理系統。
配電自動(dòng)化的目的是改進(jìn)電能質(zhì)量、提高供電的可靠性、向用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，并減輕運行人員的勞動(dòng)強度，以實(shí)現經(jīng)濟運行的目標。
當前國外一些發(fā)達國家中，在配電自動(dòng)化中已有了多年的運行經(jīng)驗，并逐步向大規模地形顯示、光纖通信和人工智能等實(shí)用化技術(shù)方面縱深性發(fā)展。
我國的配電自動(dòng)化主要使用了三種基本功能模式，即就地控制的饋線(xiàn)自動(dòng)化、集中監控模式的配電自動(dòng)化和集中監控模式的配電自動(dòng)化與配電管理相結合的模式。
目前我國多采用了后兩種模式，并使用了分布式總體結構，將主站和子站通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行聯(lián)在一起，從而形成統一的配電自動(dòng)化系統。
3電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展熱點(diǎn)及其趨勢分析
3.1電力一次設備的在線(xiàn)檢測
對汽輪機、發(fā)電機、開(kāi)關(guān)、斷路器、變壓器等電力一次設備的重要運行參數實(shí)行不間斷的實(shí)時(shí)監測，不但能夠監視設備在線(xiàn)運行狀態(tài)，還可以分析相關(guān)重要參數的變化趨勢，判斷是否存在發(fā)生故障的可能性，進(jìn)而延長(cháng)設備的保養周期，提高其利用率，也為該電力設備從定期檢修向狀態(tài)檢修過(guò)渡提供了充足的保障。
3.2光電式電力互感器
按照一定的比例關(guān)系把輸電線(xiàn)上的大電流數值和高電壓降低到標準值是電力互感器的重要作用。
但其缺點(diǎn)也不容忽視，即：電壓等級越高，絕緣難度越大，且設備的質(zhì)量和體積也越大;互感器輸出的信號不能與微機化計量及保護設備直接接口;其信號的動(dòng)態(tài)范圍較小，電流互感器達到飽和狀態(tài)甚至引起信號畸變的幾率越大。
與此同時(shí)，新研制的光電式電力互感器也存在不少技術(shù)難題，其輸出的信號有限，電磁絕緣、兼容、耐環(huán)境程度以及電子電路的供電電源等是其面臨的主要技術(shù)難題，也是光電式電力互感器的未來(lái)主攻方向。
3.3先進(jìn)管理和控制軟件的應用
當前，計算機控制系統在國內電場(chǎng)中已得到了廣泛的使用，并極大的促進(jìn)了電廠(chǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。
然而，計算機控制系統的潛能并沒(méi)有被完全發(fā)掘，為此，我們應吸取國外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗，積極開(kāi)發(fā)出適合我國電力行業(yè)所需的先進(jìn)管理和控制軟件，以充分發(fā)揮當前計算機控制系統的功能。
3.4單片機、集成電路及工業(yè)控制計算機的發(fā)展
在集成電路方面，需要重點(diǎn)說(shuō)明的是集成模擬乘法器和集成鎖相環(huán)路及集成時(shí)基電路在自動(dòng)控制系統中運用很廣。
在電機控制方面，還有專(zhuān)用于產(chǎn)生PWM控制信號的HEF4752、TL494、SLE4520和MA818等應用也相當廣泛。
在邏輯電路方面，值得注意的是用專(zhuān)用芯片(ASIC)進(jìn)行邏輯設計。
ASIC中有編程邏輯陣列PLD。
PLD有四種類(lèi)型的器件：PROM、FPLA、PAL、GAL。
GAL是PAL的第二代產(chǎn)品，它可以在線(xiàn)電擦洗，與TTL兼容，有較高的響應速度，有可編程的保密位等優(yōu)點(diǎn)。
這些特點(diǎn)使得GAL在降低系統造價(jià)，減少產(chǎn)品體積和功耗，提高可靠性和穩定性及簡(jiǎn)化系統設計，增強應用的保密性方面有廣闊的發(fā)展產(chǎn)景，特別適合新產(chǎn)品研制及DMA控制和高速圖表處理，其上述交流的控制最終用工業(yè)控制計算機完成。
4結束語(yǔ)
在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，重視電氣工程以及自動(dòng)化技術(shù)的研究是非常必要的。
近年來(lái)，隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣自動(dòng)化技術(shù)必將向著(zhù)更為先進(jìn)的方向發(fā)展，在各個(gè)領(lǐng)域的應用也將越來(lái)越廣泛，很大程度上促進(jìn)了我國國民經(jīng)濟的增長(cháng)。
我們要積極關(guān)注并吸收國內外先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢，根據實(shí)際，開(kāi)拓新理論、新技術(shù)的運用思路，為我國的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的運用和發(fā)展做出應有的貢獻。
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