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1.1電氣自動化技術的綜合性
電氣自動化技術是一門綜合性的技術,技術涵蓋的范圍較廣,與實際的電氣自動化控制工作密切相連,特別是與火電工程、鋼鐵行業、建筑領域有著密不可分的聯系,這就形成了電氣自動化技術綜合性強、覆蓋面廣的特點,需要一定的綜合能力才能全面把握電氣自動化技術的實質。
1.2電氣自動化技術的涉及范圍廣
電氣自動化技術涉及到軟件技術和硬件設備,在不同的行業、不同地域和不同位置電氣自動化技術的技術方案和技術要點存在著較大的差異,這會形成電氣自動化技術應用的難度,導致電氣自動化技術的應用困難。
1.3電氣自動化技術的依賴性強
電氣自動化技術對于電子技術和網絡技術有著特殊的依賴,沒有電子技術和網絡技術就不能實現電氣自動化控制,因此,發展和應用電氣自動化技術需要以電子技術和網絡技術作為基礎,這也是電氣自動化技術的基本特征。
二 電氣自動化技術的實際應用
2.1火電工程中電氣自動化技術的應用
電氣自動化技術可以實現火電工程的電機、鍋爐和機械實現一體化運行,這有利于火電工程的管理與控制。電氣自動化技術可以實現對火電工程隱患和故障的排查與檢驗,使火電工程的隱患在早期得到有效處理,降低故障發生的概率,減少火電工程因事故帶來損失。電氣自動化技術可以實現火電工程的自動化運行,通過電氣自動化技術可以將管理、操作與控制三大系統進行統一,使火電工程各項管理、操作與控制工作做到無障礙、自動化,在提高管理效率,提升操作準確性的基礎上,實現電氣工程精確地自動化控制。
2.2鋼鐵行業中電氣自動化技術的應用
電氣自動化技術在鋼鐵行業的全面應用是建設現代化鋼鐵產業的重要標志,以電氣自動化技術為基礎,鋼鐵行業可以加大對原材料質量的監測,實現對鋼鐵生產環境的安全保障,這是傳統管理手段和方法所不具備的優勢。電氣自動化技術對于鋼鐵產品的質量更有控制的功能,通過對鋼鐵生產工藝、過程、細節的自動化控制可以提高鋼鐵生產效率,加速鋼鐵行業的深化發展。
2.3建筑領域對電氣自動化技術的應用
一方面,利用電氣自動化技術可以對電氣系統給予實時、數字化監控,能夠有效將控制中心的指令順利傳達到系統,并將系統反饋信息成功傳遞到控制中心,以實現對整個電氣系統“高效、實時、不間斷”的控制和管理。另一方面,電氣自動化技術的利用可以大幅度提高建筑設備和設施的聯動性,建筑中配電、照明、消防、空調等系統在電氣自動化技術的配合下可以連接成為一個整體,進而大大地提高這些系統的聯動效果,同時解決了電梯系統依照各層用戶流量實現其速度的自動調節,以及緊急情況下(火災、水管爆裂等)系統的自動識別與判斷,及時實現預設的應急處理方案,開啟緊急照明系統、調整水壓或開放噴淋滅火系統等。此外,電氣自動化技術具有安全性高的優勢,建筑電氣系統具有一定的危險性,設備故障、人員操作失誤以及工作環境變化等多種因素均可能導致電氣系統產生比較嚴重的安全事故。但是,利用自動化控制技術可以有利于系統對工作中出現的異常情況做出反應。電氣自動化技術可以實現建筑數據的完備和計算結果的精確,以便為建筑工程的后期工作和決策工作提供全面而精確的信息支持,便于建筑工程建設目標的實現。
2.4煤炭工業機械設備中所應用的電氣自動化技術
采煤機在中厚煤層起步,逐步發展為大功率、高強力、大開采、薄煤層的滾筒采煤機。由有液壓牽引、無液壓牽引的方式,發展成為電磁滑差無鏈電牽引、變頻調速無鏈電牽引方式。液壓支架高度是從薄煤層、中厚煤層再到厚煤層,支架型式則是由掩護式逐漸發展為多樣化的型式,比如低位兩掩護式放頂煤液壓支架、低位四柱支撐式頂煤、高位兩柱式的放頂煤等等。在煤炭生產發達國家諸如澳大利亞、美國等,其采用的普遍為液壓支架電液控制系統,此系統是實現綜采工作面高產高效的技術設備,是今后發展的重要方向。目前,立足于我國的經濟、技術和效益,主要是在年產大于400萬噸的開采工作面中應用電液控制液壓支架,并且應用在年產大于600 萬噸的開采工作面。電氣自動化技術應用后,煤炭工業的作業過程將會更加的人性化。我國國產采煤機所研究的內容主要是裝備遠程監控系統、綜采工作面專家診斷系統以及系統的工作可靠性,這些系統能夠實現遠程監控綜采裝備液壓支架、采煤機,進而可以使采煤機切實的根據煤層相應的變化情況,實現采煤速度的自動調節,并且有效的完善綜采支架液壓系統,正確的檢測受力點的壓力及狀態,實現支架推移輸送機自動調節位移等。目前,在正在進行的項目選型和調研工作中,解決的主要是采煤機的故障診斷、故障預報、自動控制運行系統、顯示及傳輸系統和工況在線檢測等一系列問題,以此提高綜合機械化水平。
三 我國電氣自動化技術發展趨勢
3.1操作人員專業化
電氣自動化系統在設計時十分復雜,需要專業人士,而其操作方式往往十分簡單,所以許多公司是等到整個系統安裝完之后,對直接操作人員進行簡單的操作方法培訓,而很少涉及內部的構造原理,這樣操作人員了解的只是皮毛,只會機械的觀察、操作。以后的操作人員也應加強設計原理的培訓,最好是在系統安裝過程中就讓操作者進行學習、觀察,了解內部構造可以幫助操作者更加深入理解整個設備,操作時更加得心應手,再出現簡單的故障時可單獨進行檢測、維修。
3.2由低頻向高頻發展
隨著電子時代的發展,電子設備的運行速率日益提升,“頻率”是運行速率的重要指標,隨著人們對高速電路的需要,低頻向高頻發展已經成為了必然趨勢。例如電流變換器,早起時是使用晶閘管來進行相控整流,速度過慢,已無法滿足現在的要求。隨著技術的發展,后來采用了PWM技術,功率得到了提高,并且可減小對電網的高次諧波影響。但PWM變換器中的低次諧波會對轉自產生干擾轉矩,使電機在運行時產生震動和噪聲。為了應對這種情況,可以提高開關頻率,降低振動和噪聲。但開關損耗比較大,開關頻率也不可能進行大幅度提高,美國科學家提出了諧振式直流環逆變器,可使電力電子器件工作在零電壓、電流狀態下,最大程度減少開關損耗,提高開關頻率。
3.3與計算機技術結合更加緊密
電氣自動化技術的產生與發展就是為了提高勞動效率,使人們的工作和生活環境更加舒適。隨著計算機技術的迅猛發展,我們工作與生活的許多方面都與計算機發生關聯,當今電氣自動化技術中,計算機已經得到應用,但依賴程度不是很深,大多只是進行簡單的監控。未來的電氣自動化技術中,計算機的使用將會占到更大比重,并且計算機的作用也將不會僅僅局限于監控和簡單的操作,一些現場的控制設備都可以集成到計算機中來,例如現在的很多虛擬仿真軟件就可以代替一些現場的控制器,節約成本、操作方便、不易出錯。電氣自動化技術與計算機的聯系日益加深,是電氣自動化技術未來發展的重要趨勢。
3.4技術更新更加頻繁
我國整體的科技水平與發達國家相比,相對落后,很多先進技術都是依賴國外進口。隨著我國經濟發展進入快速時期,國家對科技研究的投入力度加大,大力培養科研人才,推動科技創新。電氣自動化技術的創新極大的依賴與電子與信息技術的更新,電氣自動化技術的研究者們會不斷吸收其他領域的成果,同時提高自身的創新能力,增加設計的技術含量,研究出更多更先進的電氣自動化裝備,滿足日益復雜的工業與生活需求。
3.5通用性提高
現在的電氣自動化技術大多只是應用于某一方面,例如工業上,一般只應用于生產部門,并且是獨立操作,外界無法干預。將來企業在規劃網絡時,要考慮將辦公網絡與生產控制網絡進行連接,這樣管理部門可更方便的進行生產管理,生產部門的數據也可方便的傳輸給辦公部門進行分析保存。
結束語
眾所周知,電氣自動化技術是當今世界最活躍的技術,更是一項充滿生機、有著良好開發潛力的綜合性控制學科和技術控制手段,其在控制的過程中是采用當前先進的科學技術與設備管理手段進行相結合發展的過程。隨著我國科技技術的發展,電氣自動化技術也隨之提高。
參考文獻
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電氣工程包括了電網設計、電力系統建設和電能的生產等多個方面,電氣自動化指的是電氣設備和電氣技術等電氣方面的內容,是自動化技術重要的組成部分。電氣工程包括了電網設計、電力系統建設和電能的生產等多個方面,電氣自動化指的是電氣設備和電氣技術等電氣方面的內容,是自動化技術重要的組成部分。
二、電氣自動化的應用和發展
(一)電氣自動化技術在凈化空調設備中的應用
裝設在通風管內的濕度傳感器所檢測的濕度,送往控制器與設定濕度相比較,用比例加積分運算控制,輸出電JK信號,控制蒸汽電動調節閥的動作,控制回風濕度保持在45%,65%,使潔凈室濕度以滿足GMP要求。裝設在回風管的溫度傳感器所檢測的溫度送往DX-9100,與設定點相比較,輸出相應電壓信號,控制加熱電動調節閥或冷水電動調節閥的動作,控制回風溫度保持在12℃~26℃之間,使潔凈室溫度符合GMP要求。
(二)電氣自動化技術在我國建筑行業中的應用
電氣系統作為建筑工程項目施工中占有非常大比重的施工系統也必須盡快進步來適應建筑行業的發展,因此,電氣自動化技術被引入到了建筑行業當中。在電氣自動化技術引入到建筑行業之前的電氣系統在管理和運行方面都存在較多的缺陷,使得電氣設備在工作時經常出現事故,造成了巨大的損失。而電氣自動化技術融入到電氣系統之后即使電氣設備的工作更加的規范,而且有效地將配電、照明、消防和空調等電氣自動化技術配合成一個整體以提高系統的聯運效果,使得電氣系統實現了結構的復雜化和功能的多樣化的目標。
(三)電氣自動化技術在我國鋼鐵工業中的應用
隨著時代的發展,人們對鋼鐵的質量的要求也越來越高,但是,大家都知道在煉制鋼鐵的時候需要使用到高溫將鋼鐵融化,在進行鍛造,而高溫融化鋼鐵在進行鍛造的過程時非常危險的,一旦融化的鋼鐵噴濺而出就會造成生產人員的傷亡,因此,在鋼鐵行業中引入電氣自動化技術是非常必要的,電氣自動化技術在鋼鐵行業中的應用主要用于檢測原材料、生產環境安全性和產品質量。而且電氣自動化技術的應用使得很多不能夠單獨依靠人工完成的工作得以很好的使用設備就能夠完成,使鋼鐵行業在生產時變得更加的便利,使鋼鐵行業得到了更大的進步。
三、電氣工程及自動化的發展方向
(一)向電氣智能化發展
在電氣自動化近年的發展過程中,一些相關的開發設計公司已經在向著智能化的方向努力,在智能化的理念上提出了一些新的設計模式,比如自動控制、專用集成電路、CIMS以及機器人出品等等,使電氣智能化得到了發展并且形態多樣,也給人們的生活和生產帶來了更多的便利。
(二)與計算機技術結合
隨著時代的發展和進步計算機已經逐漸的被人們廣泛的使用,而且在工業生產中計算機所占的比重也在逐漸地增加,計算機在工業生產中的大力使用降低了工人的工作難度,節省了大量的勞動力,使工人在生產中逐漸變得輕松,而電氣自動化技術也在工業生產中占有非常重要的地位,為了迎合市場的需要,科研人員逐漸將電氣自動化技術與計算機有機的結合了起來,并且取得了初步的成果。
(三)操作人員專業化發展
在電氣自動化技術的發展中,機械設備已經逐漸取代了人工施工,使人們在工業生產中過多的依賴于機械設備,但是去往往忘記了機械設備也是需要由人來操作的,如果操作機械設備的人的相關技術不過關,對設備沒有最基本的了解,那么設備也不能夠及時的完成任務,因此,工業生產單位應該大力加強對操作人員的專業培訓,使操作人員對所操作的設備有基本的了解,減少由于操作人員對設備不了解而造成的生產問題。而且,操作人員最好能夠懂得如何修理設備在生產中經常出現的小問題,減少由于設備出現故障而影響生產進度事情發生。
隨著社會經濟的發展和城市化進程的加快,對電力需求量增長迅速,這就給電力企業提出了越來越高的要求,在面對政策和市場嚴峻挑戰的同時,自動化技術也在應用和探索中不斷提升。但電氣自動化是現代電氣工程的支撐,也是工業發展的基礎與原動力。在科學技術的發展中我們能夠發現,現在的技術已經不能夠脫離其它技術再進行發展了,每一項技術的發明和發展都有著其它技術的影子。所以,發展電氣工程及自動化技術的同時也在發展其它對人們有用處的技術,因此我們要正確地認識到電氣自動化技術的特點,結合計算機技術,加強創新,準確地把握它的發展前景,將電氣自動化技術投入到工業生產中,充分地應用其優點,只有這樣才會使人們未來的生活變得更加的美好,為我國的經濟蓬勃發展和崛起貢獻。
參考文獻:
[1]羅奕.電氣工程專業教學的思考與實踐[J].桂林電子工業學院學報,2005,4.
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在中國科學技術快速發展的大背景下,影響了包括工業在內的許多生產領域向著全球先進的工藝水平邁進,電氣自動化控制技術為許多工業領域所服務,它是當今工業成為現代化的一種標志,自動化不僅在實際生產中能夠節約企業成本,同時也大大提高了操作的精準性,提高企業的生產效率和產品質量,所以探索電氣自動化控制技術對社會的進步與發展有重大意義。
1電氣自動化控制技術
1.1電氣自動化控制技術發展現狀
信息時代的快速發展,讓信息技術的運用更加方便快捷。信息技術逐步滲透到電氣自動化控制技術中,達到電氣自動化系統的信息化。在此過程中,管理層被信息技術滲透,來提高業務處理和信息處理的效率。確保電氣自動化控制技術實現全方位的監控,提高生產信息的真實性。同時,在這種滲透作用下,確保了設備和有效控制系統,強大通信能力,推廣網絡多媒體技術。
1.2電氣自動化控制技術的特點
電氣自動化控制技術不同于以往其他的技術方法,它主要有以下特點:①電氣自動化控制技術實際控制相對較少,信息量不大,但最為顯著地特征是電氣自動化控制技術的快速性和準確性。②電氣自動化技術擁有快速傳遞信號和反應速度,完成全部過程的時間較短,也可以兼容遠程操縱。③電氣自動化控制技術的控制時間短,效率高。④電氣自動化控制的最大特點是對數據的采集與遠程控制的操作。
1.3電氣自動化控制技術的設計理念
電氣自動化控制技術的設計主要實行三種設計方案,這三種方案依次可實現遠程監測、集中監測與針對總線的監測,設計理念在設計過程中的體現主要有以下幾個方面:①電氣自動化控制技術實行集中檢測時,可以實現一個處理器對整個控制的處理,簡單靈活的方式極大地方便了運行和維護。②電氣自動化控制技術遠程監測時,可以穩定的采集和傳輸信號,及時反饋現場情況,依據具體情況來修正控制信號。③電氣自動化控制技術在監測總線時,集中實現控制功能,從而來實現高效的監控。從電氣自動化控制技術的整體框架來說,在許多實際應用中都體現出電氣自動化控制技術系統設計理念,也獲得了許多的成績,所以進行電氣自動化控制技術設計時,依據自身情況選擇合理的設計方案。
2電氣自動化控制技術的發展
2.1電氣自動化控制技術發展趨勢
在信息技術和PC客戶機的幫助下,電氣自動化控制技術不斷改革創新。由于市場需求的影響,自動化和信息技術緊密結合,電子商務的推動,也為自動化控制技術的互聯網技術的發展得到推動。在企業的生產中,管理者可以對生產的各方面內容進行信息查詢。自動化控制系統也可以實現對生產過程進行全程監控,得知生產信息和狀況。虛擬現實技術和視頻處理技術的廣泛應用,是未來的發展趨勢,對自動化產品的設計與更新有著重要意義。在自動化設計中,重視新型技術的運用,保障監控的全面性。虛擬技術和視頻處理的發張,與之相對應的配套組件不斷強化,保證其周邊配套設施的快速發展,向集成化方向邁進。隨著企業現代化措施的不斷提升。電氣自動化控制系統得到不斷加強,信息技術在生產管理上持續發展,讓企業的自動化控制系統符合企業要求,適應經濟發展,保證生產中設備的安全管理,促進企業的現代化進程。
2.2電氣自動化控制技術發展方向
電氣自動化控制技術的發展起源可追溯到20世紀50年代,電機等產品的生產萌生出電氣“自動化”的說法。電氣自動化從無到有是隨著信息網絡、智能控制和電子技術快速發展與信息技術緊密結合起來的一門電氣工程應用技術學科。當今社會,電氣自動化控制技術已成為高新技術產業的一部分,它最大限度地推動交通、醫療、現代化制造業等技術的進步,這些技術已經運用于工業、農業等領域。換句話說,電氣自動化控制技術已經擺在國名經濟的重要位置。
2.3電氣自動化控制技術發展意義
當前,我國的工業化水平緊隨全球領先水平,電氣自動化控制技術是企業生產不可或缺的一部分,它擁有廣闊的發展前景,此外,它還是現代化企業的基石,也是現代化企業的標志,很多企業將產品需人工完成或由于條件惡劣沒辦法完成的部分用機器代替生產,它極大限度地節約成本和時間,也提高了工作效率。它的發展是提高居民生存質量的必要因素,是人民日益增長的物質需求和社會發展的產物。
3總結
電氣自動化控制技術是人類現代文明社會的發展到一定階段的必然產物,它在企業的現代化過程中具有深遠的意義。它在我國工業領域扮演者十分重要的角色,必將推動我國工業現代化的健康發展。在經濟快速發展的今天,科技產品被越來越多的推出,電氣自動化控制技術已成為熱門技術,它的發展前景十分廣闊,希望它快速、健康、可持續的發展。
參考文獻
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下面對電氣自動化應用好的具有典型代表的行業進行分析。
1.電氣自動化技術在各行業的應用
1.1電氣自動化在水廠方面的應用
在水廠方面:第一,自動化提高了效率,節約了能源,降低了能耗,減少了污染。第二,對水廠的監管和控制更加系統化專業化。讓監督和控制的范圍更加廣泛,更加及時。第三,水廠的管理更加信息化,網絡化,現代化。第四,應用電氣自動化系統,使企業效率更高,提高綜合效益。整個系統更加完善,同時具有更高的性價比。保證了水廠在各方面的高效運行。電氣自動化技術在水廠中的應用,提高了水廠的工作效率,讓水廠更加現代化,科技化,智能化。
1.2電氣自動化在港口方面的應用
對外開放也帶動了港口的發展,為了使我國港口更快發展,港口方面應用了很多新技術。比如港口電氣自動化的發展,應用自動定位,動調度管理系統,無線數據通訊等,讓水路工作能夠高效運行,這樣滿足經濟發展和國際貿易的飛速發展。提高了效率,降低了成本,節約了勞動力。這些促進了電氣自動化技術應用達到更高的水平,從而促進了經濟的進一步發展。
1.3電氣自動化在火電廠方面的應用
電氣自動化在火電廠方面的應用發展也是很快的。電氣自動化應用系統的功能在電氣方面得到充分發揮,比如監視功能的發展,信號警示功能更加發達,與主信號之間聯系更加方便,網絡通訊更加發達,火電廠通信通道也更加迅速,便于火電廠更快的發展,更加現代化,科技化,智能化。電氣設備管理也更加系統。發電機運行狀態監視功能,自動化系統網絡的通信也更加快捷,更加發達。
1.4電氣自動化在電力方面的應用
電氣自動化在電力方面的應用更多的是新技術的創新,電力在經濟發展中占有重要地位,新的應用讓電力發展方面更加發達。第一,新電力電子開關標志著運動控制的新時代。MOS控制晶閘管將驅動電路、過壓過流保護、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起,統一成一個整體,這樣電氣自動化系統迎來了一個新時代。第二,變換器的組成部分電子器件的更新促使變換器的新發展,讓電氣自動化的應用更加方便與快捷。電氣自動化對電力系統做出了巨大的貢獻。第三,交流調速控制日漸成熟擁有新穎的控制思想,簡單的控制結構,控制手段更加直接,響應迅速,且無超調,信號處理物理概念明確。這方面的新發展讓電氣自動化的工作效率更高,成本更低。這些讓電氣自動化應用更全面發展速度更快。
1.5電氣自動化在電樓宇控制方面的應用
在樓宇控制方面,電氣自動化也發揮了重要作用。為了讓整個樓宇控制系統更加現代化,安全化,科技化,智能化。在樓宇的應用主要有兩種系統:
1.TN-S系統。
TN-S是一個三相四線加PE線的接地系統。通常建筑物內設有獨立變配電所時進線采用該系統。這種系統讓樓宇系統更加安全更加可靠。樓宇中因為單相用電設備多,新的方式可以有隨機電流。智能建統應設置電子設備的直流接地,可以確保安全,防止雷電,還可以防止靜電。
2.TN-C-S系統
TN-C-S系統由兩個接地系統組成,第一部分是TN-C系統,第二部分是TN-S系統,分界面在N線與PE線的連接點。這種系統的優勢是保證樓宇系統電力系統工作更加安全,高效。讓電力系統的綜合管理更系統化,全面化,科學化。
在樓宇中應用電氣自動化,對工作人員來說工作更加方便更加便捷,對居住人員來說,居住更安全,更放心,更穩定。
2.電氣自動化技術的新發展
21世紀是一個創新的世紀,電氣自動化技術也同樣需要創新,新的技術能促進各個行業生產條件,技術條件,技術工藝,管理結構得到更新的發展。從而改善工作環境,提高工作效率,完善工作制度,管理技術也更加先進。電氣自動化技術在各個行業的創新與應用讓各個行業都到達新的境界新的領域。
2.1綜合自動化系統
為了滿足更多行業很多部門之間通訊更加方便的問題,我們需要綜合自動化系統。這樣可以讓控制和監測集為一體,提高了高壓系統的保護和控制水平。綜合自動化系統用計算機進行控制,便于檢測各種狀態信號、故障信號。
2.2現場總線技術的改變
新的改變是現場總線控制和現場總線型傳感器,是數字通信開敢程度的測試網,符合國際上發展的熱地與趨勢。對現場的監督和控制更加嚴密,更加及時,不論在什么行業中發生的事情都會得到及時處理。而且這種方式可以根據操作中央的設置,設置了非常多的操作站,這樣可以完成其所控制范圍內每個流程的監控。提高工作效率,改善工作流程。
2.3DCS系統控制
這種系統控制是一種新算法,它的特點是,對于普通算法和特殊算法都能夠計算。它包括由分散的現場控制站、數據采集站等就地實現數據采集和控制,并通過數據通信網絡傳送到生產監控級計算機。因為操作可以進行備份,及時文件丟失也可以及時找回,補充漏洞,挽救危機。這種新方式被廣泛應用于水泥廠,電廠等行業。
經濟的發展要求技術的進步與創新,同時技術的創新又進一步促進社會各個行業各個領域的進步與發展,技術創新和經濟發展成了一種相輔相成的過程。
電氣自動化的應用與創新讓整個行業朝著現代化,科技化,數字化,智能化方向發展。對社會的發展與進步也作出了巨大貢獻!相信電氣自動化技術在以后也會有越來越多的創新,對社會做出更多的貢獻。
參考文獻:
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在過去的電氣自動化控制過程中,是采用各種微型的系統和線材進行控制,是線材在使用的過程中受到各種因素的影響發生斷路引起的。隨著當前各種微機技術和信息技術的不斷應用,當前的電氣自動化逐步出現了全控制器件和自動化控制器件。為當前電氣自動化發展帶來了熱潮和前提基礎。
GTR的二次擊穿現象以及其安全工作區受各項參數影響而變化和熱容量小、過流能力低等問題,使得當前人們在研究和控制的過程中將各種技術和科學設備逐步的應用在其上面,成為當前社會發展的熱潮。但其中也出現了各種問題,如電路復雜,難以掌握,在設計的過程中對電路的要求不斷的增加。
GTO是一種用門極可關斷的高壓器件,是當前社會發展中先進的科學技術和設備水平向結合的過程,是采用相應的手段進行分析與控制的過程和前提基礎。其在控制和設計的過程中是采用相應材料進行處理和加工的過程。
由于GIR 、GTO等雙極性全控性器件必須要有較大的控制電流,因而使門極控制電路非常龐大,從而促進新一代具有高輸人阻抗的MOS結構電力半導體器件的發展。功率MOSFET是一種電壓驅動器件,基本上不要求穩定的驅動電流,驅動電路只需要在器件開通時提供容性充電電流,而關斷時提供放電電流即可,因此驅動電路很簡單。它的開關時間很快,安全工作區十分穩定,但是P - MOSFET的通態電壓降隨著額定電壓的增加而成倍增大,這就給制造高壓P - MOSFET造成了很大困難。
IGBT是P -MOSFET工藝技術基礎上的產物,它兼有MOSFET高輸人阻抗、高速特性和GTR大電流密度特性的混合器件。其開關速度比P -MOSFET低,但比GTR 快;其通態電壓降與 GTR 相擬約為 1 .5 v~3 .5v ,比 P - MOSFET 小得多,其關斷存儲時間和電流下降時間為別為0.2 us~0.4 us和0.2us~1.5us,因而有較高的工作頻率,它具有寬而穩定的安個工作區,較高的效率,驅動電路簡單等優點。
MOS 控制晶閘管(MCT)是一種在它的單胞內集成了MOSFET的品閘管,利用MOS門來控制品閘管的開通和關斷,具有晶閘管的低通態電壓降,但其工作電流密度遠高IGBT和GTR,在理論上可制成幾千伏的阻斷電壓和幾十千赫的開關頻率,且其關斷增益極高。
IGBT和MGT這一類復合型電力電子器件可以稱為第三代器件。在器件的復合化的同時,模塊即把變換器的雙臂、半橋乃至全橋組合在一起大規模生產的器件也已進入實用。在模塊化和復合化思路的基礎上,其發展便是功率集成電路PIC ( Powerl , lntegratcd Cirrrrcute ) , 在PIC,不僅主回路的器件,而且驅動電路、過壓過流保護、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起,形成一個整體,這可以算作第四代電力電子器件。
2 變換器電路從低頻向高頻方向發展
隨著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,直流傳功的變換器主要是相控整流,而交流變頻船動則是交一直一交變頻器。當電力電子器件進入第二代后,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,解決了電動機在低頻區的轉矩脈動問題。
但是PWM 逆變器中的電壓、電流的諧波分量產生的轉矩脈動作用在定轉子上,使電機繞組產生振動而發出噪聲。為了解決這個問題,一種方法是提高開關頻率,使之超過人耳能感受的范圍,但是電力電子器件在高電壓大電流的情況下導通或關斷,開關損耗很大。開關損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。
3 交流調速控制理論日漸成熟
實際上是把異步電動機的物理模型設法等效地變換成類似于直流電動機的模式,這種等效變換是借助于坐標變換完成的。它需要檢測轉子磁鏈的方向,且其性能易受轉子參數,特別是轉子回路時間常數的影響。加上矢量旋轉變換的復雜性,使得實際的控制效果難于達到分析的結果。
4 通用變頻器開始大量投入實用
一般把系列化、批量化、占市場量最大的中小功率如 400KVA 以下的變頻器稱為通用變頻器。從產品來看,第一代是普通功能型U / F控制型,多采用16位CPU,第二代為高功能型U /F型,采用32位DSP或雙16位CPU進行控制,采用了磁通補償器、轉差補償器和電流限制拄制器,具有挖土機和“無跳閘”能力,也稱為“無跳閘變頻器”。這類變頻器目前占市場份額最大。
5 單片機、集成曳路及工業控荊計算機的發展
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1.電氣自動化控制技術的發展趨勢
PC 客戶機/服務器體系結構、以太網和Internet 技術引發了電氣自動化的一次又一次革命,市場的需求驅動著自動化和IT 平臺的融和,而電子商務的普及將加速這一過程。Internet/Intranet 技術和多媒體技術在自動化領域有著廣泛的應用前景,企業的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業的財務等各方面的管理數據,也可以對當前生產過程的動態畫面進行監控,在第一時間了解最全面和準確的生產信息。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用,將對未來的自動化產品,如人機界面和設備維護系統的設計產生直接的影響,相對應的軟件結構、通訊能力及易于使用和統一的組態環境變得重要了,軟件的重要性在不斷提高。
2.電氣自動化控制系統的特點、功能和設計理念
2.1 特點
與熱機設備相比,電氣控制系統的控制對象少、信息量小、操作頻率低,但具有快速、準確的優勢。由于電氣設備要求較高的保護自動裝置可靠性和快速反應能力以及較高的抗干擾能力,電氣控制系統具有較多連鎖保護,能夠滿足有效控制的要求。
2.2 功能
基于電氣控制的特點,電氣自動化控制系統要實現對發電機—變壓器組等電氣系統的有效控制,必須具備以下的基本功能:發電機—變壓器組出口隔離開關及斷路器的有效控制和操作;發電機—變壓器組、勵磁變壓器、高變保護控制;發電機勵磁系統起勵操作、滅磁操作、增減磁操作、穩定器投退、控制方式切換;開關自動、手動同期并網;高壓電源監視和操作及切換裝置的監視、啟動、投退等;低壓電源監視和操作及自投裝置控制;高壓變壓器控制及操作;發電機組控制及操作;LPS、直流系統監視等等。
2.3 設計理念
電氣自動化控制系統主要有集中監控、遠程監控、現場總線監控3 種設計方式。集中監控方式的特點是由一個處理器集中系統功能進行處理,優勢是設計簡單、防護要求較低、運行維護方便。由于處理器工作量過于繁重,導致處理速度較低,對全部電氣設備進行監控將導致主機冗余降低、電纜數量增多,導致投資加大,而且長距離電纜干擾也會影響系統,隔離刀閘、斷路器采用硬連接也容易產生輔助接點不到位、查線不方便等問題,增大了誤操作的幾率。遠程監控方式有著組態靈活和節省電纜、安裝費用、材料以及可靠性高的優點,由于電氣設備通訊量比較大,而Lonworks、CAN等各種現場總線通訊速度不高,該方式僅僅適用于小型系統的監控,無法滿足大型電氣自動化系統的要求。由于現場總線、以太網等技術的普遍應用和相應運行經驗的積累,智能化電氣設備得到了較快的發展,網絡控制系統逐漸應用到電氣系統中,現場總線監控方式能夠針對電氣系統具體情況進行設計,不僅具備遠程監控方式的所有優點,而且還節省模擬量變送器、隔離設備、I/O 卡件等。另外,智能設備安裝簡便,可以節省控制電纜和相應的投資及安裝工作量和維護工作量,成本更低。由于通過網絡相連的各裝置功能獨立,網絡組態靈活,提高了系統可靠性,裝置故障不會影響其他裝置,更不會使系統癱瘓,是電氣自動化控制系統未來主要的發展方向。
3.電氣自動化及節能設計
電氣自動化作為電氣信息領域的一門新興學科,在人們的日常生活及工業生產中發揮了重要作用。電氣自動化極大地提高了人們的工作效率,企業運行成本以及勞動生產率,并且在提升和改善勞動條件等方面也產生了重要影響。隨著“綠色工業革命”的影響逐漸深入人心,節約能源,倡導綠色低碳生活方式在當下具有重要意義,節能已經成為現階段經濟建設的重要內容和目標。
就目前趨勢而言,積極地推進電氣自動化的發展,采用自動化技術推動各行業節能減排工作的深入開展,已是大勢所趨。在未來全球經濟發展中,誰率先掌握節能的高新技術產業的主導權,那么誰將主導未來的全球經濟。但是就電氣自動化系統而言,由于城市電網在升級改造以及擴大增容過程中,會使用數量龐大的變頻器、整流器等,造成大量的諧波產生,極大地影響了電網安全。因此,為了電力系統安全運行,應該有效地消除諧波,綜合考慮節能因素,從電氣自動化的變壓器、無功補償、有源濾波器等多項技術上努力,減少電路傳輸損耗、優選變壓器、補償無功、使用有源濾波器等多種方法達到電氣系統運行時的節能效果。
工業自動化是現代先進工業科學的核心技術,是工業現代化的物質基石,是工業現代化的重要標志,電氣自動化控制技術是工業自動化的重要組成部分。以上主要介紹了電氣自動化控制技術的發展趨勢,分析了其結構的主要特點,希望能以需要此方面資料的人員提供一定的幫助。
參考文獻:
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1.電氣自動化技術的優點及其在火力發電中的必要性
1.1電氣自動化技術的優點
電氣自動化技術主要是針對電能、電力設備、電力技術等3個方面實施改革更新,創造出一種全新的運行模式服務于電力行業。在計算機技術、電子技術、信息技術等逐漸融為一體的趨勢中,電氣自動化技術的運用變得更加廣泛。在火力發電過程中引進電氣自動化技術的優勢表現為:
(1)提升效率。火力發電廠每年向社會輸送大量的電能,電力行業是我國社會現代化生產的基礎條件。
(2)降低成本。煤、石油等原始材料是火力發電的主要燃料,電能生產技術水平的落后會使得燃料消耗量增加,提高了火力發電的成本投資。
(3)技術革新。電氣自動化技術根本上是各類技術的融合體,包括:計算機、電子信息、電氣控制等多方面實用技術。
(4)優化資源。工業電能生產需投入各方面的資源,如:電力設備、燃燒原料、作業人員等,這些因素對電能產量的提升都有很大的影響。
(5)整合模式。自動化技術帶來的是一體化操作,火電廠將擺脫傳統的生產作業方式而實現人機操控的新局面。
1.2電氣自動化技術在火力發電中的必要性
一般來說,傳統的火力發電廠中的集散控制系統有一定程度地不便,無法實現輕松、快捷、簡便的系統操作,非常不利于其對火力發電廠的事故進行及時地分析與解決。因此,建立火力發電廠的電氣系統通信網絡,充分利用其聯網信息多樣化和全面化的優勢,進行電氣系統深層次的相關數據挖掘,實現火力發電廠中電氣系統的自動化,提高整個火力發電廠電氣自動化系統的運行和管理水平,這對于火力發電廠的長遠發展發揮著至關重要的作用。
2火力發電廠電氣自動化技術應用
2.1自動化技術系統的配置應用
智能化遠程控制利用硬接線電纜將采集柜和現場的信號進行連接,并利用光纖、雙絞線等將DCS主機和采集柜進行連接,這種方式將電纜材料極大的節省了,簡化了安裝環節,降低了操作成本,有效降低了控制面積,將整體系統的可靠性和智能型提升了一個較高的層次,實現了自檢、數據處理及自校正等功能。集中控制主要是通過利用現場的電氣饋線設置設備的接口,然后采用硬接線電纜合理連接集散控制系統的通道,實施對發電全場的監控。
2.2電廠電氣自動化監控模式
電廠用電設備分散安裝于各配電室和電動機控制中心,元件數量較多,運行管理信息量大,檢修維護工作復雜。目前,電廠電氣自動化監控模式主要有三種:
(1)集中模式:也就是傳統的硬連接方式,將強電信號轉變為弱電信號,采用空接點方式和4~20mA標準直流信號,通過電纜硬接線將電氣模擬量和開關量信號一對一接至DCS的I/O模件柜,進入DCS進行組態,實現對電氣設備的監控。
(2)分層分布模式:即間隔層利用面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計,將測控單元和保護單元就地分布安裝在各個開關柜或其他一次設備附近。
2.3電氣自動化監控關鍵技術
電氣自動化監控關鍵技術有:
(1)間隔層終端測控保護單元:分層分布式系統以間隔層一次設備為單位,現場配置測控保護單元。
(2)通信網絡:ESC系統的運行環境是高電壓、大電廠的惡略環境,電磁干擾大。
(3)監控主站:監控主站是實現廠用電器設備監控和管理的主要設備,安置在站級監控層,根據發電機機組的容量和運行管理要求設計主站配置的設備和規模,可配置成單機、雙機和多機系統,標準的設備主要有有數據庫服務器、應用和Web服務器、操作員站、工程師站,以及其他網絡設備、GPS和打印機。
2.4電氣自動化技術應用的問題
在開發電廠自動化技術是,需要注意的問題有:
(1)電廠監控系統的控制電源必須有直流和交流兩種供電方式,自動化裝置和監控系統的LCU應該使用雙電源、無擾切換的供電方式。
(2)由于監控系統和其他系統的借口采用開關量接口和通信方式聯系,開關量接口采用交換的信號一一對應的方式,其優點是接線直觀,易于使用人員調試和故障查處,缺點是接線較多,有些控制功能須在LCU內編制復雜的程序,如果處理不當使調節性能不佳。
(3)自動化與監控系統要協調處理,應按照自動化為主、監控為輔的原則。
(4)在電廠電氣自動化系統中,事件記錄與故障錄波是常用的運行和施工分析的方法。
2.5電氣自動化技術在設備保護中的運用
從目前企業的運行狀況看,電氣自動化技術對火力發電廠的設備保護的運用主要體現在:
(1)聯鎖保護?;痣姀S在正常運行狀態下會遇到各種不同的故障,導致電力系統無法正常啟動作業。
(2)繼電保護。通過計算機與繼電器之間的連接,可建立一道自動化的控制模式來調控火力發電廠的繼電運行。
(3)裝置保護。電廠生產需要用到的保護裝置種類較多,如:機械的、電動的等,具備設備包括鍋爐的安全門汽輪機的危急保安器等。
(4)防雷保護。部分機電設備在電能生產中會受到雷擊的干擾,出現線路燒壞、連接中斷等問題,嚴重時可直接造成設備損壞。
2.6電氣自動化技術在火電廠常規控制中的運用
因火電生產是一個綜合性復雜性的控制流程,把握好常規生產控制操作是火電廠的另外一大重點內容,傳統的電廠運行模式缺少必要的控制技術改革,使得很多設備在運行中難以發揮最佳性能。若能將電氣自動化相關技術運用到火電廠常規控制中,其顯現出來的生產優勢也是很明顯的。
(1)就地控制。對于一些小規模的火力發電廠而言,在具體生產控制中運用到的設備相對較少,但同樣需要構建綜合性的控制體系。
(2)集中控制。對于規模較大、電能產量多的火電廠,廠內生產的設備數量較多,處理好不同設備之間的協調運行問題尤為關鍵,這也是企業制定生產計劃最難的一點。
(3)自動控制。電氣自動化技術必然會帶動電能生產的自動化,如:計算機技術的運用擺脫了人員控制設備的模式。
(4)故障控制。除了在電能生產中具備多方面的使用價值外,電氣自動化技術在設備故障方面的控制也能起到關鍵作用。
3.電氣自動化系統技術發展的趨勢
3.1電廠的電氣自動化技術在實現了監控、測量、保護目標三者于一體的功能同時還將太網和現場總線技術系統一體化的網絡,運用分層分布的方式實現對整體系統的監視、控制,將信息通信和數據采集推向了更為先進的領域,有效擺脫了下層功能依賴上層網絡和設備的硬傷。電廠內含監控技術已經可以和相關類的監控系統實現良好的數據交換,能夠對電廠的運行生產進行實時的動態控制及信息化的控制與管理。ECS監控系統將逐漸取代傳統的操作系統,實現控制的科學性及管理的智能化轉變,實現控制系統的一體化測量,推動網絡智能化管理綜合發展。基于太網的綜合優勢,電廠還將實現綜合的自動系統化功能。
3.2電氣自動化技術的創新應用與管理
(1)實現了監控運行一體化模式的轉變,使DCS系統能夠分析、匯總整體機組的信息狀況和運行參數,最大限度的將機組潛力發掘出來,并激發了系統自身的控制功能,將控制時進行了合理的縮減,簡化了控制系統。單元化統一火電機組方便了信息的采集和提供,對電網的系統管理運行進行了強化,大大提高了工作效率。
(2)可以通過計算機系統進行實時的保護、控制,能夠盡早的發現安全隱患,并進行合理的調整、更新,轉變保護策略,實現防患于未然的管理目標,保障自動化電氣系統能夠安全、良好的持續運行。
(3)目前電氣自動化系統還沒有根本的滿足DCS系統進行全通信電氣控制的目標。電氣自動化系統和之間始終需要部分硬接線。我們首先應該解決連鎖熱工工藝問題,將后臺電氣系統的實際應用水平提高,并將電氣系統的控制水平、邏輯,自動化能力,管理運行績效等全面提升。
(4)優質通用型網絡結構更夠提供電氣系統良好服務運營的支撐??茖W的運用創新型自動化電氣技術,能夠完善并保障電廠實現對現場控制設備的實時監控,同時營造了良好的信息數據傳輸、匯集環境,對電廠全集成性自動化運行目標的實現有積極的意義。
4.總結
電廠的電氣自動化技術對于電廠的運行起到了極大的功能作用,極大的激發了火電機組運行服務潛力,形成了單元控制運行模式,對電網服務的統一管理進行了有效的強化。提高了系統管理的效率,并對成本進行了有效的降低與控制,有效的促進了電廠的綜合競爭能力。伴隨著科學技術的進一步發展,我國石油石化企業的電廠電氣自動化控制技術也會得到長足的發展與進步,最終實現電氣自動化技術的全局自動化。
參考文獻:
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1、樓宇自動化。樓宇自動化控制一般采用的是計算機集散控制。直接數字控制器往往被大部分用作分散控制器,然后應用上位計算機來管理和監控主機屏幕;曲線、動畫、數據庫、各種專用的控件以及文本和腳本等等都可以作為手段來進行使用;樓宇自動化是一個非常復雜的系統,包括很多的方面,比如通風與空調監控系統、照明監控系統、電力供應監控系統、消防監控系統、供水與排水監控系統以及電梯運行監控系統以及綜合保安系統和結構化布線系統等等。設計樓宇自動化系統主要是分析、分類和處理判斷建筑內各項機電設備的信息,從而有效的集中管理和監控各項系統設備的運行,保證各個子系統設備運行狀態是有序和高效的,讓工作的環境變得更加的舒適和安全;從而有效的保證各系統造價是最少的,并且在能源和日常管理費方面也可以大大的節省,保證系統能夠將其作用充分的發揮出來,這樣就可以將現代化智能樓宇的管理和服務層次有效的提升。
2、電氣接地自動化技術?,F代建筑物的接地系統中核心的組成部分就是電氣接地自動化技術,而這其中最主要的兩個系統則為TN-S系統以及TN-C-S系統,這兩種接地技術的應用大大的提高了建筑物中供電系統的可靠性和安全性,而越來越多高層建筑以及智能化建筑的建設完成也大大的促進了電氣接地技術的發展。(1)TN-S系統此系統對于其名稱中的各個字母都是有著明確的定義的,T就是指一點接地,而N則是指接地的點與電氣直接連接,S是指中性線和保護線是分開的,這類電氣接地系統更加的適用于設置有獨立的變配電場所的建筑。此系統最大的特點就是其接地線與中心線只在一個位置處相互連接,而這個位置就是變壓器的中性點。在我國的現代建筑中,用電設備通常都是單相的,所以中性線中就會有一定的電流的,而線與線之間的連接就有可能導致火災事故的發生,所有采用此系統的建筑還應采取直流接地、防雷保護以及安全保護等措施,從而避免火災事故的發生。(2)TN-C-S系統此系統是由兩部分組成的,即TN-S系統和TN-C系統,居民進戶之前采用TN-S系統,進戶之后則采用TN-C系統,這樣就能夠保證PE線在連接其它設備和構件時都不帶電,建筑中的設備以及使用用戶的安全性就都得到了充分的保證。另外,使用方便以及連接便捷也是此系統的主要優點,是現代建筑中接地系統的最重要組成部分,充分的提高了現代建筑的可靠性和智能性。
3、電氣自動化技術在安全方面的應用。目前電力設備和電力設施在人類生活中的應用范圍越來越廣。電氣絕緣:要想保證人身的安全和電氣設備的正常運行,首先就應該保證配電線路和電氣設備的絕緣;要想測試電氣的絕緣性能,可以采用衡量絕緣電阻、抗壓強度、漏電流等參數的方法。安全距離:電氣安全距離指的是人體和電力設備之間的安全可靠距離;地面與帶電體之間、身體與帶電體之間、帶電體與帶電體之間等等都需要保持一定的距離。安全載流量:導體的安全載流量指的是通過導體內部的電流量是符合相關的要求和標準的。通過導體的電流量如果超過了安全的范圍,就會出現一些事情,比如損壞絕緣,甚至是出現一些火災等等。
二、建筑電氣自動化技術應用的優勢
國家相繼頒布了《民用建筑電氣設計規范》等規章條例,主要是為了規范、指導建筑電氣自動化施工。其主要優勢在于:
1、提升系統間的聯動性。利用電氣自動化技術可以將建筑物當中的各個系統結合成一個有機的整體,并進行統一管理。其中包括:空調、消防、照明以及配電等系統。當建筑物中出現管道爆裂等緊急狀況時,系統能夠自動判斷出問題所在,并形成緊急的應急處理方案,適時的將滅火、緊急照明等系統打開,并自動控制各個子系統進行聯動。
2、對系統和設備進行有效監控。現代建筑的主要特點就是規模龐大、結構復雜,其內部電氣系統組件多而復雜。傳統的電氣設備管理方式,很容易遺漏某些設備的管理工作,帶來安全隱患。而電氣自動化管理模式,則可以對系統中的各項設備進行實時監控,并將控制中心下達的各項指令在短時間內傳達到各個系統中,并及時的將系統的反饋信息送到控制中心,從而達到高效、實時的系統管理。
3、建筑物安全性大大提升。建筑物的電氣系統本身就具有一定的危險性,受到環境、人工操作以及設備故障等因素的影響,很容易出現系統的安全事故。傳統的電氣管理模式很難對這些問題進行及時有效的應對,而電氣自動化管理模式下,系統中的任何異常情況都會被實時監控到,并利用遙控模式及時處理,這樣能夠大大降低維修管理工作人員在故障維修時出現的意外危險情況。
4、計算準確,數據齊全。電氣自動化管理模式能夠對以往處理故障的全過程進行記錄,并且,保存到相應的數據庫當中,這樣能夠很清晰的了解到以往建筑物中電氣設備的運行管理情況,為將來的電氣管理工作提供客觀的參考數據。
三、建筑電氣自動化技術的發展
1、建立自動化的系統架構:在建筑中設計電氣工程及其自動化的時候,就應該建立自動化的系統架構,包括電氣工程及其自動化技術需要具備的功能、需要處理的問題等等,在自動化的系統架構中應該設置一些管理模塊,根據實際需要,將相應的功能設置在管理模塊中;根據這個自動化的系統架構還可以作為后續制度建設的依據,并且在設置相關人員的時候,也可以充分的發揮指導作用;常見的模塊有數據管理、運行監控、人員管理、電力設施養護以及電氣工程管理等等。
2、合理選用自動化設備:電氣工程自動化技術的基礎就是自動化設備,因此自動化設備選用的合理與否將會直接影響到整個自動化技術的科學性和效率等等。一般情況下,可以電氣工程及其自動化技術設備分為三個類別,第一類別是電磁開關、自動化和變壓器設備等,屬于經營設備;第二類設備主要是一些傳輸設備、監測設備和網絡傳輸設備等,具體指的是電子信號轉換系統和信息收集傳遞裝置等等,通過第二類設備收集的信息可以將系統的實時動態有效的反映出來;第三類設備主要是對系統的加工設備進行控制。
3、環境監控:環境監控主要是對電氣工程設備的運行環境進行檢測,還應該實時監控溫度、濕度、電壓和功率等等,并且建立相應的警戒線值,從而對外部環境做出正確的判斷,如果外部鏈接發生比較大變化的時候,控制中心就會及時的接收到這些變化的數據,從而及時的發出相關的指令。
結束語
建筑電氣化自動系統建設涉及的內容十分廣泛,現代建筑采用了電氣自動化系統,對電梯系統、通風系統、給水排水系統、中央空調系統、照明系統、配變電系統等進行集散控制,提高了建筑管理水平與使用效率。
參考文獻:
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電力系統自動化技術不僅能夠準確的判斷電力故障,還能夠對負荷、線損、電能質量的好壞進行有效的分析,保證電力系統的正常運行。隨著電力系統自動化的要求越來越高,電氣新技術得到了更廣泛的應用,從而促進了電力系統自動化的發展。
1 電力系統自動化技術概況
首先從概念、組成要素和智能技術三個方面進行說明電力系統自動化技術的重要作用。
1.1 電力系統自動化技術的概念
電力系統自動化技術是指使用各種具有自動檢測功能和決策控制功能的裝置,通過數據傳輸系統和信號系統將電力系統的各個元件、局部系統或者是全系統進行自動監控、協調控制的技術,確保電力系統能夠安全穩定可靠的運行。
1.2 電力自動化系統的組成要素
電力系統自動化系統中主要有以下幾個要素。
(1)變電站自動化技術;變電站是把一些設備組裝起來,用以切斷或接通、改變或者調整電壓,在電力系統中,變電站是輸電和配電的集結點。因此變電站自動化技術尤為重要。變電站自動化技術是利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信息處理技術等。(2)配電網自動化技術;配電網主要是是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償電容以及一些附屬設施等組成的,在電網中起到分配電能的作用。長期以來,配電網只采取手工操作方法,隨著技術的進步,逐漸能夠運用自動化技術,配電網自動化技術對于電能的分配和監控十分重要。(3)電力系統調度自動化技術;電力系統調度自動化技術是是當前電力系統中發展最快的技術領域之一,主要功能構成有:電力系統數據采集與監控,電力系統數據采集與監控以及數據通信技術是實現調度自動化的基礎和前提;電力系統經濟運行與調度、電力市場化運營與可靠行、發電廠運營決策支持等;其功能的強大性能夠確保電力系統在運行過程中的準確性、可靠性和經濟性。
1.3 電力系統自動化智能技術
隨著電力系統的要求越來越高,智能化技術的運用已經成為大勢所趨,一些先進的技術也在不斷地應用于實際中。
(1)神經網絡控制技術;神經網絡控制技術為解決復雜的非線性、不確定、不確知系統的控制問題開辟了新途徑,同時具有并行處理能力和自學能力,確保數據的準確性和可操作性。(2)專家系統控制技術;這一技術在電力系統中被廣泛的應用,它能夠實現對于電力系統警告或緊急狀態的辨認,提供緊急處理方法,同時還能夠實現對故障處的隔離,實現配電系統自動化運行,但是其難以模仿專家的思維的缺點使其技術的應用還存在一定的弊端。(3)線性最優控制技術;該技術是將線性最優理論應用于實際情況的表現,通過該技術,降低了遠距離電力運輸的損耗,實現了電力的高效利用。
2 電力系統技術的發展趨勢
2.1 自動化技術的發展總體趨勢
(1)由開環監測為主轉移到閉環控制為主。(2)由技術功能單一向多功能全方位的方向發展,例如變電站自動化、配網自動化技術的應用。(3)由單個元件發展向全系統方向發展,例如檢測控制與數據采集技術的發展。(4)由高電壓等級向低電壓等級發展,如從能量管理系統向配電管理系統方向發展。(5)裝置的性能向靈活性、技術性、創新性和數字化方向轉變,確保供電系統的高效性、智能型和經濟性,例如繼電保護技術的創新。(6)將電力系統的高效、經濟、安全運行和管理的自動化和效率化結合,實現電力運輸過程的順暢,如管理信息系統在整個過程中的應用。
2.2 自動化技術環節的發展趨勢
(1)新技術的應用應該實現適應性、協調性、創新性和最優性的完美配合。(2)在技術設計上盡量符合多機系統,以應對可能出現的問題。(3)在監控環節盡量提高技術含量,實現實時監控、分段監控與重點監控相結合的監控模式。(4)培養技術人員的技術含量和技術素養,實現多種技術人才聯合作業,在技術理論上實行現論,技術手段上實現自動化控制,將電子技術應用的實際情況中。
3 新技術在電力系統自動化發展中的應用
3.1 dfacts技術和facts技術的應用
(1)facts技術;在電力系統發展過程中,facts技術即柔流輸電系統在不斷的發展,該技術就是在輸電系統的關鍵部位運用具有單獨或綜合功能的電子裝置,對電壓、電抗等輸電參數進行控制,確保輸電的可靠性和高效性,該技術將微機處理技術、電子技術等高科技應用于輸電過程,確保了電力系統的安全可靠,同時能夠實現節電的環保效果。(2)dfacts技術;隨著社會的發展,用戶對于供電質量、可靠性的要求越來越高,因此電力自動化系統中的技術應用越來越受到重視,dfacts技術即配電系統中的靈活交流技術,其應用對于供電的質量和穩定性都有保證。該技術能夠對供電過程中的各種質量問題采取相應的和及時的解決辦法,在配電網和大量的電力用戶的供電端使用新型的電子監控設備,實現對質量問題的全過程監控,保證用戶用電的質量。
3.2 高效動態監測系統
監控系統中一種是側重于監控電磁暫態過程的故障錄波儀,它的記錄數據較為繁雜,記錄的時間也較為短暫,記錄儀之間也缺乏通信,忽略了對系統的整體動態分析;一種為側重于系統穩態運行狀況的監視控制與數據采集系統,該系統的數據刷新時間較長,只能對系統的穩態特征進行分析。這兩種系統的局限性促使了新型動態監測系統的產生。這種新技術則為基于gps的新一代動態安全監控系統,它是由同步定時系統、中央信號處理系統、通信系統以及動態相量測量系統構成,運用gps實現同步相量測量技術以及光纖通信技術,為相量控制提供了實現的可能性。
4 結語
隨著科技的進步,人們對于電力系統的要求也越來越高,電力系統自動化控制技術的應用也成為必然,本文提出的電力系統自動化技術和其發展趨勢以及其新技術的應用,能夠保證電力系統運行的電能質量、安全性、可靠性以及經濟性。
參考文獻
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Keywords: power system; electrical automation technology; application; development
中圖分類號:F416.6文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
一、前言
隨著現代計算機技術、功率電子技術、通信技術和控制技術的日新月異,自動控制技術正趨向于智能化、最優化、協調化、適應化、區域化發展。而且這些新技術漸漸由實驗及理論過程進入運用領域,其都對電力自動化技術產生了較大的影響。本文分析了電氣自動化控制系統應用模式,并對電力系統中自動化控制技術的應用與發展方向進行了論述,以供同仁參考。
電氣自動化控制系統應用模式
集中模式。集中模式也就是傳統的硬接線方式,將強電信號轉變為弱電信號,采用空接點方式和 4mA~20mA 標準直流信號,通過電纜硬接線將電氣模擬量和開關量信號一對一接至DCS的I/O模件柜,進入DCS進行組態,實現對電氣設備的監控。這種模式又分為直接I/O接入方式和遠程I/0接入方式兩種,前者是將電纜接至電子間集中組屏,后者是在數據較集中且離主控室較遠的電氣設備現場設立遠程I/0采集柜,然后通過通信方式與DCS控制主機相連,兩者具有相同的實現技術,本質上沒有區別。電氣量的采集集中組屏,便于管理,設備運行環境好;硬接線方式成熟,響應速度快。缺點主要有:電纜數量大,電纜安裝工程量大,長距離電纜引進的干擾也可能影響 DCS的可靠性;DCS系統按“點”收費,不僅投資大,而且只有重要的電氣量才能進入DCS,系統監測的電氣信息不完整;所有信息量均要集中匯總至 DCS系統,風險集中,影響系統可靠性;由于 DCS調試一般是最后進行,采用集中模式通常難以滿足倒送廠用電的要求;沒有獨立的電氣監控主站系統,無法完成較復雜的 電氣運行管理工作(如防誤、事故追憶、繼電保護運行與故障信息自動化管理、錄波分析等高級應用功能),不能實現電氣的“綜合自動化”。
分層分布式模式。分層分布式模式從邏輯上將ECS劃分為三層,即站級監控層、通信層和間隔層(間隔單元)。間隔層由終端保護測控單元組成,利用面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計,將測控單元和保護單元就地分布安裝在各個開關柜或其他一次設備附近。網絡層由通信管理機、光纖或電纜網絡構成,利用現場總線技術,實現數據匯總、規約轉換、轉送數據和傳控制命令的功能。站級監控層通過通信網絡,對間隔層進行管理和交換信息。間隔層測控終端就地安裝,減少占用面積,各裝置功能獨立,組態靈活,可靠性高。模擬量采用交流采樣,節省二次電纜,降低了成本,抗干擾能力增強,系統采集的數據精度大大提高。系統采集的數據量提高,監控信息完整,能實現在遠方對保護定值的修改及信號復歸,運行維護方便。分布式結構方便系統擴展和維護,局部故障不影響其他模塊(部件)正常運行。設置獨立的電氣監控主站,便于分步調試和投運,滿足倒送電的要求。同時有利于廠用電系統的運行、維護和檢修。
三、電力系統中自動化控制技術的應用
(1)電網調度自動化。電網調度自動化主要組成部分,由電網調度控制中心的計算機網絡系統、工作站、服務器、大屏蔽顯示器、打印設備等,其主要是通過電力系統專用廣域網連結的,下級電網調度控制中心、調度范圍內的發電廠、變電站終端設備(如測量控制等裝置)等構成。電網調度自動化的主要功能是:電力生產過程實時數據采集與監控電網運行安全分析、電力系統狀態估計、電力負荷預測、自動發電控制(省級電網以上)、自動經濟調度(省級電網以上)并適應電力市場運營的需求等。
(2)變電站自動化。變電站自動化的目的是取代人工監視和電話人工操作,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。變電站自動化的內容就是對站內運行的電氣設備進行全方位的監視和有效控制,其特點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、網絡化、集成化,盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜;操作監視實現計算機屏幕化:運行管理、記錄統計實現自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網調度自動化不可分割的重要組成部分,是電力生產現代化的一個重要環節。
(3)配電網自動化。該技術采用的模型為最新國際標準公共信息模型,輸電網的理論算法采用與配網實際與高級應用軟件相結合,負荷預測時配合應用人工智能灰色神經元算法進行,最后進行潮流計算時采用配網遞歸虛擬流算法。電力系統配電網自動化技術取得了重大技術突破,主要表現在信息配網一體化、高級應用軟件、配網模型、中低壓網絡數字方面,最終,解決了載波正在配電網上應用的路由、衰耗等技術難題,正是因為采用數字信號處理技術,才得以提高了載波接收靈敏度。
(4)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考慮將常規二次設備的部分或全部功能就地實現,省卻大量電力信號電纜和控制電纜,通常簡述為一次設備自帶測量和保護功能。如常見的“智能化開關”、“智能化開關柜”、“智能化箱式變電站”等。電力一次設備智能化主要問題是電子部件經常受到現場大電流開斷而引起的高強度電磁場干擾,關鍵技術是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協議標準等技術問題。
(5)適應光電互感器技術的新型繼電保護及測控裝置。自從電力系統采用光電互感器技術后,與之相關的二次設備,如測控設備,繼電保等裝置的結構與內部功能將發生巨大的變化。首先節省了裝置內部的隔離互感器、A/D轉換電路及部分信號處理電路,從而提高了裝置的響應速度。但需要解決的重要關鍵技術是為滿足數值計算需要對相關的來自不同互感器的數據如何實現同步采樣,其次是高效快速的數據交換通信協議的設計。
四、電力系統中電氣自動化技術的發展方向
(1)全控型電力電子開關的發展。電力系統的運用器件隨著時代的進步不斷更新,從最初的晶閘管發展到二代全控式器件直到第四代電子元件,期間的發展正好說明了技術的進步所帶來的電力方面的突破進展。那么由于傳統的器件存在一些不易控制的缺點,而全控式的電子開關就促進了可控性,同時由于其電流密度較大而且開關速度相對較低,使得電路在處理方面變得更為方便,由此全控型電子開關的應用就可以促進電流的驅動和保護,同時可以整合檢測等等流程,這是未來電氣自動化的一個應用,而且必將對中國電氣自動化的發展起到很好的推動作用。同時,對待全控型開關,要不斷完善其弱點,針對不足進行改善,創新新一代電子開關技術,為電力系統注入新的科技力量。
(2)變換器電路高頻化的發展。變換器電路的高頻化會提高工作效率,同時可以降低開關損耗。由于高頻變換器不會阻礙逆變器的工作頻率所以可以適當縮小逆變器的尺寸,節約成本。隨著電氣自動化的不斷創新,變換器會隨著技術的更新而更新,未來趨勢會趨向于高頻化的需求。那么電力的高頻化不僅可以降低外界對電壓的干擾,同時可以提供供電的功率,逐步改善低頻引致的問題。
(3)電流控制技術的更新。電流控制技術主要用于分離定子電流的磁場,從而分別對電流磁場進行控制。電流控制技術的發展將更好的服務于定子電流磁場的分離,從而可以加大電流的控制,促使管理技術的更新。電流控制技術的應用是一種控制電流的新型管理方法,管理手段可以發揮直接的效用,同時結構簡便易懂,這種方法的應用將大大促進電力系統的完善。
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隨著經濟發展,人們對工業產品的要求也越來越高,這就要求生產商必須使用高端的技術去生產產品,這樣最后生產出來的產品才能滿足市場的需要。而如今要想促進工業生產技術的提高,必須注重發展電氣自動化技術。因為這門技術工業生產中的許多個方面都有著很大的影響。在電氣自動化技術的幫助下,工業生產中能夠節省出大量的人力,這樣工業企業也有了更多的空閑資金去投入到工業生產技術的提高上去。所以針對我國目前工業的發展狀況來說,我國工業企業必須將注意力放在如何提高電氣自動化技術上。
一、什么是電氣自動化技術
顧名思義,電氣自動化技術就是使用將工業生產和電子化相結合的一種前所未有的技術。這門技術的出現和發展離不開第三次科技革命的推動,第三次科技革命使人類社會由電氣時代進入了科技時代,這并不是一個替代的過程,而是一個融合補充的過程。具體來說就是,人類社會依然要靠電力能源來進行社會生產,但是信息時代的到來又給了人類更多的選擇去對生產過程進行改造,使人類社會的生產力獲得更大的提高。而且毋庸置疑的一點就是,隨著信息革命的不斷深入,人類社會點電氣化自動技術的需求也會也越來越高。未來,電氣化自動技術必然能夠帶動人類社會的飛速發展。
二、電氣化自動技術的核心所在
電氣化自動技術到底是靠什么來運轉的,一直以來都眾說紛紜,有的人認為是其自動控制的技術,這些人認為自動控制使得企業節省了大量的人力,而且生產效率獲得了極大的提高,所以自動控制是電氣化自動技術的核心所在。但是同時還有一些人提出了不同的看法,他們認為電氣化自動技術之所以能夠運用到工業生產中去,最需要的就是電子計算機的操控,如果沒有電子計算機對數據的處理,那么所有的工作都無法順利的展開。其實,電氣自動化技術之所以對社會的發展有如此重要的影響,就是因為它并不是由單一的一門技術而組成的,它是將如今時代中的高科技產物結合在一起,再運用到工業中去的,也正是因為這一點使得電氣化自動技術備受社會公眾的關注。所以如果企業想要發展電氣化自動技術,必須注重對新科技的學習吸收,并學會將這些科技和企業的工業生產結合在一起。
三、電氣自動化技術的應用狀況
隨著科技的不斷進步和人類生產力的不斷提高,電氣自動化技術的運用也越來越普遍了。因為在過去,如果想使用電氣化自動技術來促進工業生產,那么對操作人員的實際要求是很高的。電氣自動化技術是融合了時代中多個先進科技成果而形成的,所以如果想要有效的使用這門技術,那么相關的操作人員都必須熟練掌握電子計算機的相關操作,對信息化產物也能進行有效的處理。但是隨著信息時代的發展,電腦已經越來越普及了,人們對電子計算機的操作也越來越嫻熟了,在這種時代背景之下,操縱電子計算機來進行工業生產已經變得越來越簡單了,所以電氣自動化技術在許多工業行業都獲得了普及。
電氣自動化技術對許多工業的發展都有著促進作用,但是受其影響最大的幾個行業就是采礦業,建筑業等等了。
眾所周知,采礦業需要采礦工人去地下對礦物質進行開采,然后再由專門的機器對礦石進行切割,將其中的礦物質給分離出來。這種工作模式需要耗費大量的人力,而且生產步驟繁多,使生產經營成本大大增加。除了這一點,去地下采礦對許多采礦工人的人身安全也造成了一定的威脅。不過如果采礦業中大量使用電氣自動化技術,那么這種現象就能獲得明顯的改善了。因為電氣自動化技術能夠通過計算機來對工業生產步驟進行操控,工作人員只需要在電子計算機上進行操作,就能由機器去對礦物質進行開采和分離,這樣一來就可以避免很多工人深入地下去對礦物質進行開采,保護了他們的安全,而且使用自動化技術來對礦石進行分割,大大提高了礦物質的提取效率,為企業帶來了更多的經濟利益,也使我國在能源提取率上獲得了提高。
另一個受電氣自動化技術影響較大行業就是建筑行業了。國家經濟的發展使人們開始追求更高的生活水平,這體現在人類的衣食住行各個方面。具體到住上,那就是人們對建筑的要javascript:;求變得更加苛刻了。如今的建筑的意義并不僅僅是給人提供一個休息的場所,它更多的意義是提供給人類一種更舒適的生活方式,讓他們能在快節奏的生活中找到一個緩解的港灣。而電氣化自動技術就能為這種目標的實現保駕護航。電氣化自動技術能將建筑中的各個部分都聯結在一起,這樣人們可以享受到更加智能的生活。而且在電氣化自動技術的保障之下,人們居住環境的安全性也得到了提高。
四、總結
電氣化自動技術在我們國家工業的發展中占據著重要的地位,這門技術能大大提高工業的生產效率,為企業的發展節省出更多的資源。所以我們國家的工業部門必須加強對電氣自動化技術的關注,讓這門技術能在我國被更加廣泛的使用。
參考文獻
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2. 電廠電氣系統的監控設備
電氣系統的監控區域的控制特點。以電氣設備的數量和布置情況而言,電廠電氣系統的各設備的分布較于分散,配電室和控制室的設備元件多,具有控制難度大、檢修難度大。電氣設備在操作頻率相對較低的情況下,許多設備在較長的時間內操作次數很少。且其可靠程度要求高,設備運行速度較快。總之,電氣綜合自動化技術包括了各組成結構、保證可靠性的要求、保證正常的系統啟動和關閉功能和運行狀態,對急需維修的運行狀態有預警,能應急的分析和處理各種系統內部問題,指導檢修和維護工作。
3.電廠電氣綜合自動化技術的現狀分析
自20世紀90年代起,我國確定火電廠電氣系統使用接入dcs系統的計算機控制,由人工監控到計算機自動化的監控的過渡,這就是電廠電氣綜合自動化技術的開端。接入dcs系統的電廠系統設備,具有廣闊的發展空間,研究方案、成果也較多。其中分為集中式和分層式的兩種不同技術實現方式。集中式是通過硬接線方式,模擬電氣量和開關量信號,并通過硬接線電纜各自分別接入dcs系統的輸入、輸出通道。分層式則是采用數字通信的總線技術,在dcs系統內接入各微機型智能保護測控裝置來實現,這種方法是電廠電氣綜合自動化技術發展的總趨勢,設備都采用分層式的實現方式,因其真正實現了電氣系統監控自動化的功能。下面分別對集中式設計電氣自動化方式與分層式自動化設計方式作個闡述。
3.1集中式電氣自動化設計分析。集中式是通過硬接線的方式,相對較為傳統、落后。通過轉化了強電信號為弱電信號,在空接點和直流信號下,模擬電氣量和開關量在硬接線電纜下,與dsc系統的輸入、輸出設備相連接,由此可發揮dcs系統監控電氣設備的功能。dcs系統的輸入、輸出設備的連接又可分為兩種方式,即直接接入方式和遠程接入方式。直接接入方式通過電纜連接電子間集中阻屏,遠程接入方式則通過現場設遠程采集柜實現數據集中處和設備相距較遠情況下的連接,dcs控制系統的連接是在通信方式下完成。也就是,直接接入方式、遠程接入方式是兩種在本質上沒有區別的連接方式。
3.2集中式的特點。電氣量的的采集集中組屏,易于管理,設備運行環境好,硬接線方式簡易,響應速度快等。但同時也有不完善的地方,由于通過電纜硬接線連接,電纜使用量較大,所占空間較大,長電纜容易相互干擾、電能損耗量大,又影響dcs系統的穩定性、可靠性。dcs系統的費用高,投資成本高,限制了接入dcs系統的設備數量,僅有幾個重要的設備是連接dcs系統,而其他設備沒能實現自動化,實際電廠內電氣綜合自動化的水平較低。再加上所有信息采集量都基于dcs系統下進行處理,工作量大會影響系統的風險系數,系統使用的可靠程度也隨之降低。并且,dcs系統的調試環節靠后,而根據集中式的技術實現方式,難以滿足倒送廠用電要求。缺少電氣監控的主設備系統,稍微復雜的電氣系統運行的管理較難把握,綜合自動化監控技術尚未達到。
3.3分層式電氣自動化設計分析。電氣綜合自動化技術的分層式技術使用,由3層組成,分別是站級監控層、通信層、間隔層。其中,站級監控層則是在通信技術,實現對間隔層的數據管理及信息交換。信管理機、光纖或電纜網絡構成網絡層,在現場總線技術下實現了各種功能,如數據匯總、規約轉換、轉送數據及傳控制命令等。終端保護測控單元組成間隔層,設計時使用電氣一次回路或電氣間隔方法完成,在各個開關柜或其他一次設備附近分布安裝各測控單元和保護單元。
3.4分層式技術的特點。就地安裝間隔層測控終端,在較少的占地面上,提高各裝置的獨立性、靈活性、可靠性。交流采樣的方式得到的模擬量數據,節約電纜使用,從而減少了成本支出。又由于分層技術較好的抗干擾能力,使得采集數據的精確性上升。這樣,有較廣的空間采集更多數據,監測的分析數據較為完善,遠距離修改保護定值和復歸信號得以實現,檢修維護工作較為簡單。分層式技術在原有的基礎
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引言
發電廠裝機容量受熱負荷大小、性質等制約,機組規模要比目前火電廠的主力機組小很多,但是其生產原理及系統組成與火電廠是一致的。隨著電力技術的不斷發展,發電廠的電力自動化控制水平也隨之提高。所謂電氣自動化,是一項集計算機技術、數據傳輸技術、控制技術、現代化設備及管理于一身的綜合信息管理系統,旨在改進供電的可靠性、安全性和服務質量,提高工作效率,減輕運行人員的勞動強度,降低運行和管理費用,是電力投資的重點。
1.電廠電氣綜合自動化技術的現狀分析
自20世紀90年代起,我國確定火電廠電氣系統使用接人DCS系統的計算機控制,由人工監控到計算機自動化的監控的過渡,這就是電廠電氣綜合自動化技術的開端。接入DCS系統的電廠系統設備,具有廣闊的發展空間,研究方案、成果也較多。其中分為集中式和分層式的兩種不同技術實現方式。集中式是通過硬接線方式,模擬電氣量和開關量信號,并通過硬接線電纜各自分別接人DCS系統的輸入、輸出通道。分層式則是采用數字通信的總線技術,在DCS系統內接入各微機型智能保護測控裝置來實現,這種方法是電廠電氣綜合自動化技術發展的總趨勢,設備都采用分層式的實現方式,因其真正實現了電氣系統監控自動化的功能。下面分別對集中式設計電氣自動化方式與分層式自動化設計方式作個闡述。
1.1集中式電氣自動化設計分析。集中式是通過硬接線的方式,相對較為傳統、落后。通過轉化了強電信號為弱電信號,在空接點和直流信號下,模擬電氣量和開關量在硬接線電纜下,與DSC系統的輸入、輸出設備相連接,由此可發揮DCS系統監控電氣設備的功能。DCS系統的輸入、輸出設備的連接又可分為兩種方式,即直接接入方式和遠程接人方式。直接接入方式通過電纜連接電子間集中阻屏,遠程接入方式則通過現場設遠程采集柜實現數據集中處和設備相距較遠情況下的連接,DCS控制系統的連接是在通信方式下完成。也就是,直接接人方式、遠程接入方式是兩種在本質上沒有區別的連接方式。
1.2集中式的特點。電氣量的的采集集中組屏,易于管理,設備運行環境好,硬接線方式簡易,響應速度快等。但同時也有不完善的地方,由于通過電纜硬接線連接,電纜使用量較大,所占空間較大,長電纜容易相互干擾、電能損耗量大,又影響DCS系統的穩定性、可靠性。DCS系統的費用高,投資成本高,限制了接入DCS系統的設備數量,僅有幾個重要的設備是連接DCS系統,而其他設備沒能
實現自動化,實際電廠內電氣綜合自動化的水平較低。再加上所有信息采集量都基于DCS系統下進行處理,工作量大會影響系統的風險系數,系統使用的可靠程度也隨之降低。并且,DCS系統的調試環節靠后,而根據集中式的技術實現方式,難以滿足倒送廠用電要求。缺少電氣監控的主設備系統,稍微復雜的電氣系統運行的管理較難把握,綜合自動化監控技術尚未達到。
1.3分層式電氣自動化設計分析。電氣綜合自動化技術的分層式技術使用,由3層組成,分別是站級監控層、通信層、間隔層。其中,站級監控層則是在通信技術,實現對間隔層的數據管理及信息交換。信管理機、光纖或電纜網絡構成網絡層,在現場總線技術下實現了各種功能,如數據匯總、規約轉換、轉送數據及傳控制命令等。終端保護測控單元組成間隔層,設計時使用電氣一次回路或電氣間隔方法完成,在各個開關柜或其他一次設備附近分布安裝各測控單元和保護單元。
1.4分層式技術的特點。就地安裝間隔層測控終端,在較少的占地面上,提高各裝置的獨立性、靈活性、可靠性。交流采樣的方式得到的模擬量數據,節約電纜使用,從而減少了成本支出。又由于分層技術較好的抗干擾能力,使得采集數據的精確性上升。這樣,有較廣的空間采集更多數據,監測的分析數據較為完善,遠距離修改保護定值和復歸信號得以實現,檢修維護工作較為簡單。分層式技術在原有的基礎上,具有較為廣闊的發展空間,體現在對系統的擴展和維護上。依據分層式技術特點,單個故障不影響周邊設備的運行,維修成本降低。電氣監控主站的設立,能獨立的進行調試和投運工作,就能實現倒送電,同時還具備其他的有利條件,提高了系統的監測規模和水平。
1.5分層式技術的關鍵。(1)間隔層終端測控保護單元。以間隔層一次設備為單位,分層式技術得以發揮,設立配置測控保護單元。配置測控保護單元是用于保障電廠的用電系統發揮的關鍵技術,該單元有較高的靈敏性、可靠性、速動性和選擇性要求,而集中式所使用的DCS系統操作不適用,而一般采用專用保護裝置。電廠用電系統的保護裝置由線路、電廠中的電動機綜合保護測控裝置和其他裝置構成。能提高實時數據采集、計算機保護、遠程數據控制和故障的記錄功能。(2)通信網絡?;贓CS系統的操作環境較差,所以通信網絡是一項關鍵技術,能直接影響電氣自動化監控系統的整體發揮。現階段使用較多仍是電纜現場總線網絡方式,而光纖通信則逐漸被使用。通信網絡通過通信管理機雙機熱備用或雙通道備用原則配置,一旦數據通信網絡有問題出現,系統能自動切換至冗余裝置或通道,增強系統的可靠性。(3)設立監控主站。監控主站能監控和管理將電廠用電
系統,配置成單機或雙機或多機系統,由發電機機組的容量和運行管理要求而定。配置的軟件有前置機軟件、實時數據庫軟件、人機界面軟件和圖形建模軟件等組成,實現了監控系統、管理系統、管理數據、應用及分析等功能。
1.6電廠電氣綜合自動化技術的發展趨勢。以太網能快速傳輸數據、成本低廉、容量大、網絡技術靈活等優勢成為電氣綜合自動化的網絡通信技術的最佳選擇。嵌入式技術實現工業化的以太網,具有強大的功能和廣闊的發展空間,因此嵌入式以太網是電氣綜合自動化系統絡通信的主要發展方向。
2 對發電廠電氣自動化改造的幾點意見
第一,事先要規劃好發電廠電氣自動化的改造,把握科學、合理,節約的原則,提前準備好需要改造和更新的設備。同時,要綜合考慮諸如繼電保護裝置,斷路器、五防系統等設備在型號、盤位布置、預留接口方面將來接入綜合自動化系統的問題。只有這樣,對電氣自動化的改造才能合理又節省了人力物力。
第二,在設計電氣自動化的過程中要把握實用的原則。由于發電廠現有的監控、遠動、五防、保護等設備裝置其原理和性能的不同,在進行改造時要整體上把握,綜合考慮,避免出現功能重復的設備并列運行。
第三,改造的目的是為了發電廠將來更好的高效運行,因此,電氣自動化改造要
注重遠期目標。比如,有的發電廠由于老化或廠房實際條件的限制,不可能所有的監控設備都可以納入電氣綜合自動化系統的改造中。就需要在改造時,把這些不具備改造的設備考慮到,在整體框架下,預留接口,便于后期的改造。
結束語
在科學技術日新月異的今天,發電廠電氣部分的綜合自動化是一種趨勢,對于它的成功改造,將會大大的提高發電廠的自動化水平。同時,采用電氣綜合自動化技術,能夠節約大量的成本,提高電氣系統的可靠性。
參考文獻
[1]武成龍 數字化變電站自動化系統探討[期刊論文]-中小企業管理與科技2009(6)