电气工程及其自动化现状分析(6篇)

电气工程及其自动化现状分析篇1

【关键词】电气工程；自动化；设计；应用

随着我国经济不断的发展，对于用电的需求量不断的增加，在电力行业当中，电气工程自动化技术越来越重要，电气自动化技术在电力行业已经得到了广泛的应用，其能够有效的保障供电的质量和电力系统安全经济的运行，以下就主要的对电气工程自动化的设计和应用做探讨分析，保障电力系统的正常运行。

1.电力工程以及电气自动化概况

电气工程是当前的研究领域重点的研究学科，其在高新技术领域当中有着非常重要的作用，其也从根本上改变了人们的生活和工作的方式。电气自动化专业一般又被称之为电气工程以及其自动化，其应用的领域是非常广泛的，电力的发展是促进生产和提升人们生活水平的重要的物质基础，随着电力应用的不断的发展和深化，电力自动化进程已经成为我国国民经济和人们生活现代化的重要的标志。

2.电气工程自动化的设计原则以及特点

2.1电气工程自动化的设计原则

电气工程中自动化设计的基本原则主要包含了：首先应该最大限度的满足生产产品以及工艺对于电气自动化的要求，在满足自动化应用的前提下，电气自动化应用的设计方案应该保障其简单和经济性，电气自动化应用的设计要妥善的处理机械与电气的关系。其次电气自动化设计要从工艺要求、制造成本、结构的复杂程度以及使用维修便利等方面来协调的处理好相关的问题。第三在电气自动化设计当中应该正确的处理选用的电气元件，这样才能够保障其使用的安全可靠性，使利用电气自动化制造出来的产品除了外观造型美观大方之外，同时其质量也能够安全可靠，操作智能安全以及维护简单。

2.2电气工程设计中电气自动化设计的特点

首先在传统的电气工程中，传统的电气设备制作的方法丧钟的计量、控制以及保护都是由一些完全独立的配件来完成的，相应的用户需要的一些配电产品只是通过各个配件之间的连接以及功能的配合来形成的。由于电气自动化中的微型计算机的引入，就能够形成和微型计算机所对应的自动化的控制系统，微型计算机通过硬件和软件的组合使系统的控制和管理更加的智能化和人性化，从而能够有效的达到相关用户的要求。其次最初的电气设备的电气和自动化都是独立的，没有任何的关联，所以施工的过程中就必须要求各个设备的专门工作人员到工作的现场，然后根据规定的标准信号以及管理的相关原则将相互关联的界面来划分清楚，然后再进行有效的协调连接。

3.电气工程中电气自动化的应用

3.1电网调度的自动化应用

在电气工程中的电网调度自动化主要的是指由电网调度中心的大屏幕显示器、工作站、服务器以及计算机网络等所组成的自动化的系统，其主要的功能是对于电网的运行进行经济的调度，针对电力市场的运营的需求对于相应的电网的运行情况以及安全状态进行分析和控制，并且还能够实时的采集电力生产过程中的数据，自动的控制发电以及合理的调度等功能。另外还能够对于电网运行的状态以及相应的安全事故进行处理和分析，在电网运行的过程当中常见的事故能够及时的发展，并且进行相应的处理，以保障相关设备的安全和人身安全。通过电气自动化在电气工程中的应用，能够很好的实现对于电网运行安全进行实时的检测和分析，并且还能够及时的找出事故发生源，并且提出科学合理的处理的对策，从而有效的防止相应事故的发生，避免或者是降低安全事故发生的概率。

3.2发电厂分散测控系统的自动化应用

发电厂的分散测控系统主要的是由以太网、过程控制单元以及工程师工作站等所组成，在实际的应用过程中通常情况下会采用分层分布的结构。其中过程控制单元既可以直接的用于生产运行过程的单元，又可以直接的接受热电阻、电气量、开关量以及脉冲量等信号，并且在运算处理完成之后，对于设备的运行状态以及运行参数进行实时的画面显示、信号输出以及打印任务，以此来直接的监控执行的机构，最终的实现电气自动化在电气工程中应用的生产过程的检测、联锁保护与控制等方面的功能。

3.3变电站电气自动化以及配电自动化的应用

变电站中自动化技术的应用主要的是指在变电站应用信息处理技术和自动控制技术与传输技术相结合的基础之上，通过电气自动化装置或者是计算机硬件系统，代替人工进行各种的作业，提升变电站的运行效率以及管理水平的自动化系统。变电站自动化技术的应用主要的目的是为了多层次、全方位的监控变电站中各种电气设备的运行以及安全状况达到最高校的控制。其主要的特点是以微机化的设备来代替之前所使用的电磁式的装置，以此来实现操作监视的图像化和智能化。随着微机监控技术变电站以及变电站中的继电保护、开关操作的运动、事故和设备故障的自动记录设备等方面的设计应用，从而就促进了变电站综合自动化的发展。

4.电气工程中电气自动化应用的优势

随着变压器、断路器以及发电机等一次设备的应用，通常情况下需要对于其中关键的参数进行不间断的实时监测，这样就会要求监视设备不但能够反馈在线运行的状态，同时还能够对于设备中发生的故障的原因以及缩短设备相应的养护的周期，从而延长设备的实际使用的期限，另外其同时还为电力设备的实时状态检修提供了必要的保障。其次，在通常情况下，电力系统当中的一次设备和二次设备的安装地点之间都要有一定的间隔，通常会要求相隔几十米，甚至会相隔上百米，两者之间的使用强信号电力电缆与大电流控制电缆之间进行连接。在进行一次设备结构的设计时，通常就需要先考虑实现常规的二次设备的功能，这样能够有效的节约大量的电力信号电缆和控制电缆。

5.总结

随着我国经济的不断的发展，电气工程当中电气自动化的应用是国家经济发展水平的重要的标志，电气自动化能够有效的促进电气工程行业的发展，也是所有工业发展的基础和发展的动力。随着科学技术的不断发展，对于电气自动化也提出了更高的发展要求，想要电气自动化的发展能够适应时展的需求，就应该结合实际应用的情况，积极的创新，为电气自动化的发展做贡献，保障电气行业的健康快速发展。

参考文献：

[1]胡克强.电气自动化在电气工程中的应用[J].中国高新技术企业.2013，02（05）：152-157

[2]唐杰，牟佳媛.电气工程中自动化技术的运用[J].科技创新与应用.2013，04（01）：91-97

[3]吕贤君，王丽，吕娣探讨电气的自动化在电气工程中融合运用[J].科技专论.2012，18（09）：348-352

电气工程及其自动化现状分析篇2

【关键词】电气自动化工程控制系统;现状;趋势;建设

在现代工业发展中，加强电气自动化工程控制系统的应用，不仅是适应时展的需要，而且是促进我国工业事业可持续发展的必经之路。因而作为现代工业企业必须意识到加强电气自动化工程控制系统应用的必要性，认真分析和总结电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势，并采取有效的措施，切实加强电气自动化工程控制系统的建设。基于此，笔者结合自身工作实践，就此展开以下几点探究性的分析。

1.论述电气自动化工程控制系统在现代工业发展中的重要性

近年来，随着现代科学技术的不断发展，我国工业事业得到了前所未有的发展。以电气自动化工程控制系统为代表的现代科学技术结晶，在促进我国工业事业发展方面具有不可或缺的作用。电气自动化工程控制系统的应用，不仅可以降低工作强度，还能强化工作效率，提高检测精度，确保信息传输的及时性和有效性，也提高了整个工业生产的安全性，确保工业设备安全高效的运行。由此可见，在现代工业事业发展过程中加强电气自动化工程控制系统的应用就显得十分重要[1]。

2.电气自动化工程控制系统的现状

为了更好地加强对电气自动化工程控制系统的应用，就必须对其现状有一个基本的认识。具体来说，主要包含以下几个方面：

2.1信息技术的应用已经实现集成化

在电气自动化工程控制系统中，目前在信息技术方面的应用已经实现集成化。尤其在管理上正朝着纵深的方向发展，管理人员可以利用企业浏览器对人力资源和财务核算等信息数据及时的进行存取，并对生产全程的画面实施动态的监控，能及时地获取企业在生产方面的第一手信息资料。同时在电气自动化系统、设备、机器等方面实现了横向拓展，这些设备与系统软件的应用和通讯技术的支持，实现了集成化的组态环境。

2.2维护更加简便，应用更广泛

就电气自动化工程而言，其发展的主流主要以人机交互的界面为主，并在PC系统的支持下，使得电气自动化工程控制系统的控制更加灵活，集成的特点更加显著，加上其标准系统语言的应用，在便于维护的同时提高了其应用效率。

2.3替代传统的DCS系统

随着电气自动化工程控制系统的不断应用，DSC系统的弊端正在不断的体现出来，不仅提高了系统运行的可靠性，还在便于互动基础上降低了维护的价格，因此电气自动化工程控制系统的技术创新使得其应用更加广泛。

2.4处理速度有待进一步提升

由于电气自动化工程控制系统采取的集中控制的方式，因而必须将全部功能录入处理器之中，这就会使得系统的处理速度较慢，最终导致机器难以高效的运行，加上电子自动化设备越来越多，极大的增加监控的数量，使得主机的空间不断的下降，不仅提高了投资的费用，还加大了查线的难度[2]。

3.发展趋势

通过多电气自动化工程控制系统现状的分析，我们对其应用的必要性、重要性和不足有了一定的认识，因而必须对其发展趋势进行有效的分析和展望，以确保其应用成效得到有效的提升。

3.1未来电气自动化工程控制系统将实现统一化

这里的统一化主要是指管理的统一化。具体来说，未来电气自动化工程控制系统下生产的电气自动化产品，不仅能进行周期性的设计以及测试和运行，还能对其进行统一化的调试、维护和运行，从而降低一项产品从设计到制成成品的时间和精力，从而通过统一化管理满足客户的需要，从而实现开发系统与运行系统的分离。因此，在电气自动化工程控制系统中，必须确保所采取的设施有助于现场设备的控制，并结合企业和计算机的监管体系，在通讯技术的支持下保持数据的畅通，达到统一化的管理。

3.2未来电气自动化工程控制系统将实现标准化

未来电气自动化工程控制系统在实现统一化的基础上，还能在微软技术的支持下，实现程序的标准化。并在微软技术的支持下实现降低工程成本和缩短工程时间，达到电气自动化工程控制系统与办公室系统的资源数据的交换和共享。所以电气自动化系统的科学策划就显得十分必要，并在相同PC系统的支持下，实现程序接口的标准化，从而更好地与生产厂家进行软硬件的数据交换，从而彻底的解决通讯困难[3]。

3.3未来电气自动化工程控制系统将实现产业化

为了促进电气自动化工程控制系统的发展，作为新时期背景下的工业企业，必须切实加强自身体制的改革，着力实现结构的产业化，并在科学技术和保障体系的支持下，推动工业事业的可持续发展。并在此基础上分析市场产业化形成过程中带来的问题。尤其是当技术开发和集成系统过程中投入的精力较多时，可以采取外包分工的方式，切实加强与分包单位的合作，实现零部件生产的配套化和市场生产化，确保所有的大型装备的技术开发研究严格按照计划进行，从而更好地配置资源，利用电气自动化工程控制系统更好地服务企业的各项生产。

3.4未来电气自动化工程控制系统下制造的成品安全化水平更高

目前，随着现代科学技术的不断发展，电气自动化工程控制系统的生产技术奖变得更加安全，有效的实现安全和非安全系统一体化的集成空中，从而在非安全系统进行控制的原则下，确保开发费用降到最低，同时还能满足产品设计的需要，尤其是未来电气自动化工程控制系统下生产的成品的安全化水平将变得更高，从而更好地将其性能发挥出来，服务企业可持续的发展。

3.5未来电气自动化工程控制系统的发展对专业技术人才的需求更加强烈

当前，我国很多企业在安装和设计电气自动化工程系统时，往往不注重对设备控制人员的培训，当安装电气自动化工程控制系统之后，才注重对设备操作和维护人员的培训，使得其难以适应岗位的需要。因而为了确保其应用水平得到有效的提升，就必须在安装过程中要求设备操作人员参与，以更好地掌握其安装流程，同时深刻的认识到系统的重要性，并加强对其的专业技术培训，使其更好地掌握电气自动化工程控制系统的安装方式以及安装的必要性，同时更好地处理电气自动化工程控制系统运行过程中出现的各种问题，并找出问题的所在，及时的判断问题出现的原因，从而最大化的确保电气自动化工程控制系统始终出于安全高效的运行状态。由此可见，未来电气自动化工程控制系统的应用，必将需要更加专业的技术人才[4]。

4.关于如何建设电气化自动化工程控制系统的几点浅见

通过上述分析，我们对电气化自动化工程控制系统的现状及其发展趋势有了一定的认识，因而为了确保电气化自动化工程控制系统的应用成效更好地提升，为工业事业的可持续发展贡献绵薄之力，就必须在此基础上切实加强电气化自动化工程控制系统的建设，具体来说，就应做好以下几方面的工作：

4.1将地球数字化技术融入电气化自动化工程控制系统之中

在电气化自动化工程控制系统中，将其与地球数字技术进行有机的结合，不仅是使其与现代信息技术进行有机结合的重要表现，而且也是促进电气化自动化工程控制系统自身技术含量提升的重要举措。将地球数字化技术融入电气化自动化工程控制系统之中，主要是将具有较高分辨率和动态表现以及多维空间的且与地球有关的大量的信息数据整理成坐标，从而形成电气自动化的数字地球，并将所有的信息录入计算机之中，并在网络的辅助下，就能随时随地的对地球的地理坐标进行整理，从而对地球上任何一个地方的电气自动化信息数据进行实时有效的掌握。

4.2将现场总线技术与电气化自动化工程控制系统的有机结合

在电气自动化工程控制系统中，应用最多的就是基于以太网和现场总线的现代计算机网络技术，并在系统的长期运行下，在现代科学技术的支持下，越来越多的电气设备的自动化、智能化水平正在不断的提升，并在这些条件作用下，使得很多网络技术在电气自动化实现过程中得到了广泛的应用，尤其是现场总线技术的有效应用，使得其在电气自动化工程控制系统建设过程中的成本得到了有效的降低，不仅为企业的各种电气设备提供通信的同时将其与生产信息和顶层信息进行有机的结合，这样企业的管理部门就能对自动化部门的数据进行及时的存取，达到网络服务工业发展的目的。尤其是与传统的DCS系统相比，不管是在安装成本还是在材料成本以及可靠性方面等均具有较强的优势，并节约了大量的通信和控制电缆，在节约成本方面的优势进一步体现出来。因此，电气自动化工程控制系统中，将其与总线技术进行有机的结合，有助于成本的降低和系统运行的可靠性的提升。因此，在电气自动化工程控制系统建设过程中，必须加强现场总线控制技术的应用，才能更好地促进其使用性能得到有效的提升[5]。

4.3加强多方的合作，着力推进电气自动化工程控制系统建设水平的提升

一是工业企业应切实加强与电气自动化专业学校的合作，可以在学校设立厂区和车间，对现有的设备操作人员进行专业技术的培训，并接纳学校的学生进行实习，着力打造多功能的生产试验和培训基地，深入企业开展教学，加强校外培训基地的建设，实现实践能力与岗位实习之间的有机结合，同时多企业和学校之间的深度应不断的拓展，采取订单的方式进行人才的培训，使得学校严格按照企业的职业要求进行专业人员的培训，从而为电气自动化工程控制系统的建设奠定坚实的人力资源基础，从而在人力资源的大力支持下为电气自动化工程控制系统的建设水平提升注入强劲的动力。

二是在加强与学校合作的基础上，还应对企业在电气自动化工程控制系统应用方面的改进，结合企业的实际发展需要，着力打造符合企业发展的电气自动化工程控制系统的管理模式，明确系统运行过程中各项责任的主体，在促进电气自动化工程控制系统有效应用的同时确保企业的各项生产运营安全高效的进行。

4.4改革电气自动化专业的培训体系

第一，在教学专业团队的协调组织下，对市场需求中的电气自动化系统的岗位群体进行科学研究，总结这些岗位群体需要具有的理论知识和技术能力。学校组织优秀专业的教师根据这些岗位群体反应的特点，制定与之相关的教学课程，这就是以工作岗位为基础形成了更加专业化的课程模式。第二，将教授、学习、实践这三方面有机的结合在一起，把真实的生产任务当作对象，重点强调实践的能力，对课程学习内容进行优化处理，专业学习中至少一半的学习内容要在实训企业中进行。教师在教学过程中，利用行动组织教学，让学生更加深刻的理解将来的工作程序。第三，加强与各大高校的合作，实施定点人才培养计划，制定符合企业可持续发展的人力资源战略目标，及时的引进现代化的专业技术人员，在高校人力自愿的支持下，紧密结合企业的实际，对企业现有的专业技术人员进行不断的培训和实践，并设置具有激励和约束职能的奖惩体系，以全面激发其工作的热情，从而更加主动全面的占领市场的领导地位，快速的提高企业在市场中所占的份额，尤其是提高企业的核心竞争力，促进企业的可持续发展[6]。

5.结语

综上所述，对电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势进行研究具有十分重要的意义。作为新时期背景下的工业企业，必须紧密结合时展的需要，充分意识到企业在发展过程中加强电气自动化工程控制系统应用的必要性，通过对现状的分析和总结，对其发展趋势进行展望，并紧密结合企业实际，致力于电气自动化工程控制系统的建设，将地球数字化技术融入电气化自动化工程控制系统之中，将现场总线技术与电气化自动化工程控制系统的有机结合，加强多方的合作，着力推进电气自动化工程控制系统建设水平的提升，改革电气自动化专业的培训体系，全面深化电气自动化工程控制系统的技术性，着力提高电气自动化工程控制系统的应用效果，为整个工业事业的可持续发展注入强劲的动力，并为此而不懈的努力。

参考文献

[1]郭红生.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].科技创业月刊，2011，12：115-117.

[2]刘惠彦.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].科技创新与应用，2013，18：125.

[3]余峥.电气自动化工程控制系统的现状以及发展趋势研究[J].电子技术与软件工程，2014，04：248.

[4]张礼崇，郜祥，王焱，李兴.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].技术与市场，2012，01：127-128.

电气工程及其自动化现状分析篇3

关键词：电气自动化；机械设备；技术应用

电气自动化技术在机械设备中的应用以计算机技术为基础，以应用为中心，软件与硬件都具有比较大的灵活性，经常应用于对功耗、体积、可靠性、功能性需要较高的专用机械设备。自动化机械设备由软件和硬件现个模块构成，软件系统通过数据库和操作系统对机械进行控制。

一、当前我国电气自动化技术应用现状

自动化技术在机械工程领域应用的最为广泛，以往的工业企业都是以流水线的形式来对机械设备进行设计与组合的，这种流水线生产方式与传统的手工作坊相比有着十分巨大的效率优势和质量优势。然而随着我国科技水平的提高，城市居民对消费产品的要求越来越高，工厂流水线生产出来的严重同质化的产品逐渐受到了市场的冷漠。尤其是我国消费者对科技类产品的消费快速增长，流水线机械列阵生产出来的产品几乎没有多大程度的科技含量。在这种市场需求背景下，我国工业企业开始利用计算机技术、软件工程技术以及无线通信技术等手段来增加自动化生产设备的灵活性，利用软件操作和数据指导的方式来对机械设备进行调整，从而代替了大量的人工劳动，降低了企业成本，更重要的是其生产过程中的精确性得到了质的提高。另外自动化机械设备还大大提高了工业生产过程的安全性和稳定性，降低了生产事故发生的可能性，当机械设备出现故障时，自动化操作系统可以第一时间发出警报，同时准确显示故障发生的位置以及发生故障的具体原因，帮助维修人员对机械设备进行维修，最大程度上减少因意外生产事故造成的损失。

二、自动化技术的核心

PLC单片机是自动化技术的核心，也是自动化技术的基础。PLC（ProgrammableLogicController）即可编程逻辑控制器，这种控制器同时具有存储和计算两个功能。运用存储器上存储的程序来进行逻辑运算并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC技术是在原理图的指挥下进行工作的，对通过机械电器控制系统的工作的PLC技术起着发号施令的作用。在对原理图进行分析之前必须要先对电路图有深刻的理解，包括类似发动机等基础电路设备。

PLC的硬件系统如图1所示，由电源、微处理器、输出单元、输入单元、存储器、外设I＼O接口、外设I＼O扩展接口。PLC采用周期循环扫描、集中输入与集中输出的工作方式。每次扫描的时间称为扫描周期。

工作方式：

（1）输入采样阶段：PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映像区中相应的存储单元内。

（2）程序执行阶段：CPU按自上而下、自左而右顺序扫描用户程序，逐句执行各条指令。

（3）输出刷新阶段：所有程序执行完毕后，CPU将所有需输出的数据一次性输出以驱动外部负载。

由于PLC具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，国内外已广泛应用于自动化控制的各个方面，并已成为实现工业自动化的支柱产品。

三、自动化技术在消防设备中的应用实例

平衡式比例混合装置

平衡式比例混合装置是一种比较先进的泡沫灭火装置，如图2所示，其主要由常压泡沫液储罐、泡沫液泵（电机、水轮机或柴油机驱动）、比例混合器（平衡阀），控制柜、持压泄压阀（安全阀）、混合器管路、回流管路等阀件和管路组成。

其主要控制原理是在比例混合器的消防水进口管路和泡沫液进口管路使用电磁流量计监控流量，电控柜中的PLC对采集的流量信号进行比对，然后控制变频器对变频电机的转速进行调整使变频电机通过联轴器带动泡沫液泵输送泡沫液至比例混合器中进行混合，最终达到合理的混合比。

这种使用PLC控制技术通过控制平衡阀动态地调节进入泡沫比例的泡沫液量的方式使得输出的泡沫有着精确的混合比。这种控制方式简单有效，可靠性高，能适用多种火灾场景，大大地增强了装置的实用性。

四、自动化技术在其他机械设备中的应用

自动化系统由可以采集环境信息的传感装置、可对传感器采集信息数据进行分析判断的知识库以及对工作装置进行自动控制的控制器组成。将数据输入计算机，利用知识库对数据进行分析处理。根据作业计划由计算机向各个工作装置发出指令，进行实际操作。

电梯是我们日常生活中最常见的应用技术，电梯PLC的运行状态可以分为两种，一种是运行状态，一种是停止状态。电梯在运行状态中，PLC负责执行由用户和程序发出的反馈信号对电梯进行控制。为了实现PLC输出信号在不断变化的程序指令环境中快速转化了输入信号，PLC需要持续反复地执行用户程序，直到电梯切换到停止工作状态或者PLC停机。假设对一个5层的建筑进行电梯模型设计，电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示；每一层的楼层信号都由指示灯进行显示，每一层楼厅都设置了一个输入按钮对电梯进行召唤，处于运行状态的电梯对运行状态和收到的呼梯信号进行分析并执行下一个动作指令，这就需要电梯具有自动达层、停梯消号、自动开门、自动关门、外呼保号、顺向载车、自动定向等功能。

自卸车

自卸车是一种无人驾驶的机械工具，在矿山开采方面得到了广泛的使用。利用推测航法来指导运行方向，利用反射板和激光传感器来对误差进行控制。结合GPS技术来为处于运行状态的自卸车进行现场控制。

轮式装载机

自动化技术与装载机相结合可以形成V字形自控移动、自动铲控系统、以及防侧滑系统。结合轮式装载机铰接转身方式的特点，采用特殊的控制模式。

自动化盾构

利用PLC单片机结合控制杆相结合，对盾构的切割轮进行自动化控制，现实盾构作业控制的自动化。

结束语：

通过上文对电气自动化技术在机械设备中的应用情况分析可知，在信息技术飞速发展的今天，电气自动化技术已逐渐渗透到各行各业当中，对各类机械设备性能的改革与提升起到了巨大的推动作用。

参考文献

[1]刘万村.电气自动化技术应用发展现状及策略分析[J].电子技术与软件工程.2016（16）.

[2]徐崇峰巍.浅谈电气自动化的接地保护[J].电子技术与软件工程.2016（16）.

[3]姚利.探析电气自动化技术在火力发电厂中的应用[J].化工管理.2016（23）.

电气工程及其自动化现状分析篇4

关键词：电气工程；自动化；问题；解决对策

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.162

1电气工程及其自动化技术发展现状

作为一门新兴的技术学科，电气工程及其自动化技术是集计算机技术、电力电子技术、自动检测与仪表、电工技术、电子技术、控制理论、信息处理技术等于一体的综合型学科[1]。随着科学技术的不断进步，电气工程及其自动化技术日益成熟，其在我国工业生产、社会发展和人们生活等领域中应用日渐广泛。

电气工程及其自动化技术领域相关技术与管理人员通过不断创新思想和方法，推动其在现场总线控制系统等重要领域中的应用，既可以有效的提高信息资源的传输效率，降低运行成本，又可以提高电气工程及其自动化技术的科学性、合理性和有效性。总之，随着电气工程及其自动化技术不断改革创新，其对于现代化工业技术的发展具有重要现实意义和指导作用。

2电气工程及其自动化技术发展现状问题

目前，电气工程及其自动化技术发展存在着诸多问题，具体体现在以下几个方面[2]：

（1）现有的电气工程应用过程中存在着节能环保问题。作为工业生产管理与控制的重要组成部分，电气工程及其自动化技术涉及到工业生产各环节控制，其技术水平的高低关系到工业生产管理控制质量与效率。然而，电气工程及其自动化技术应用过程中，存在着能源消耗高、污染环境等问题，如何实现电气工程及其自动化技术应用节能减排效果，已成为当前电气工程及其自动化技术研究的焦点话题。

（2）近几年，电气工程及其自动化技术得到了广阔的发展空间，并且技术日渐成熟，但是其运行质量仍存在着较多问题。电气工程及其自动化技术的质量对于电气工程使用寿命及使用过程的安全操作性有重要影响。但是，在电气工程及其自动化技术应用过程中，受现场质量管控不严、操作人员质量安全意识不足等影响，电气工程及其自动化技术应用存在着质量安全问题，严重降低了其应用效果。

（3）随着人工智能化、集成化技术不断发展，电气工程及其自动化技术逐渐向着智能化、集成化方向发展。但是，现有的电气工程及其自动化技术在集成化发展方面仍存在着明显不足，由于功能和各系统之间缺乏有效的连接造成信息资源无法得到有效的共享，这在一定程度上限制了电气工程及其自动化技术的发展。

（4）目前在电气工程及其自动化技术发展中，如何构建更加科学、更加高效和更加实用的电气工程自动化系统已成为一个重要课题方向。然而，电气工程及其自动化技术发展现状是缺乏统一的电气自动化系统网络架构，由于不同企业存在着各不相同的网络架构，严重制约了电气工程及其自动化技术的快速稳定发展。此外，电气工程及其自动化技术在兼容性方面相对较差，造成系统硬件更换过程中存在着接口不统一问题，严重阻碍了其信息资源共享。

3电气工程及其自动化技术问题解决对策

针对电气工程及其自动化技术存在的诸多问题，为改善和提升电气工程及其自动化技术水平，可采取以下几方面对策，具体有[3]：

（1）建立健全电气工程及其自动化技术运行系统，完善电气工程管理体系和创建自动化技术平台，为电气工程及其自动化技术的发展创造有利环境。电气工程及其自动化技术应用运行过程中，应不断创新工作管理模式，转变传统的管理理念和思想，引入先进的现代化设计理念和管理思想。建立起系统的自动化体系还可以促进相关的电气工程企业的良好发展，使得不同的系统都能够满足实际的生产需要，提升电气自动化平台的独立性。

（2）电气工程及其自动化技术运用过程汇总，构建一套集功能性、结构性的网络结构至关重要。通过网络结构的构建，实现不同系统数据信息资源的共享，进而有利于电气工程及其自动化技术安全性和高效性的提升。不断加强电气工程及其自动化技术系统的日常管理与协调工作，有效的促进数据传输的准确性和快速性，进而实现网络结构互联互通[4]。

（3）为提升电气工程及其自动化技术应用过程中节能减排效果，应加强电气工程的节能设计工作，以满足电厂日常生产中实际的能源消耗，降低能源损耗和提升电厂社会经济效益。在设计电气工程及其自动化系统过程中，部分电厂设备的选用至关重要，例如选取能源损耗量低或阻值低的变压器，可以有效的促进能源消耗的降低和实现能源的节约。

（4）不断提升电气工程及其自动化体系的质量管理，一方面增强相关人员对电气工程及其自动化系统质量管理的重要性意识；另一方面加强电气工程及其自动化技术人才队伍建设，通过开展各种形式的技能培训，提升整体业务素质技能；此外，在电气工程施工建设过程中，管理人员要加强对各个施工环节的管理和监督，确保电气工程及其自动化技术施工过程的规范性。

（5）结合电气工程及其自动化技术发展现状，构建科学、统一的电气自动化系统，通过引进国外先进的技术经验和设备，完善相关管理制度，实现信息资源的共享，推动电气领域快速发展。同时，充分发挥出电气工程及其自动化技术设计人才的主观能动性和创新性，加强电气工程及其自动化系统集成化平台的开发，以促进电气工程自动化系统在维护、运行、实施和设计过程中成本的降低，减少系统运行负担和费用。

4结语

总而言之，随着电气工程及其自动化技术水平的不断提升，其在现代化工业发展中的作用日益突出。因此，针对当前电气工程及其自动化技术存在的问题，应通过转变思想理念，提升质量管理意识，增强人才队伍建设，促进电气工程集成化发展等，保证电气工程及其自动化技术的持续、稳定、健康发展。

参考文献：

[1]闫海东，程世伟.浅析电气工程及其自动化中存在的问题及解决措施[J].科技创新与应用，2015（06）：69.

[2]李庄飞.浅析电气工程及其自动化中存在的问题及解决措施[J].山东工业技术：164.

电气工程及其自动化现状分析篇5

关键词：电气自动化；控制系统；功能；现状；发展趋势

一、引言

随着当前社会的不断发展，科学技术手段表现出来的作用价值越来越突出，比如电气自动化工程控制系统的应用就在很多行业中得到了较为理想的应用，尤其是在制造行业、交通系统以及航天行业中，这种电气自动化工程控制系统的作用更是无可替代，极大程度上促进了这些行业的有序发展。

二、电气自动化工程控制系统概述

第一，电气自动化工程控制系统特点分析。基于当前社会发展中对于电气自动化工程控制系统的有效应用来说，其表现出来的特点是较为明显的，比如该系统方式的应用能够较好显示相应的控制内容，通过控制屏不仅仅能够较为全面展示相应内容，还能够具备较为理想的控制效果；具体的电气自动化工程控制系统中涉及的指示灯应用寿命相对较长，能够发挥出较为理想的可靠性效果。第二，电气自动化工程控制系统功能分析。针对现阶段电气自动化工程控制系统在各个行业中的有效应用来看，其表现出来的功能价值是比较突出的，这也是这种电气自动化工程控制系统能够得到迅速推广应用的重要原因所在，详细分析这种功能可以发现，其主要表现在以下几个方面：首先，相应的电气自动化工程控制系统应用能够较好提升其生产效率，相对于传统的控制模式来说，该控制系统的应用能够更为及时高效进行具体控制目标和任务的处理，如此也就能够有效提升其整体运行效率水平，保障生产流程的高效性；其次，这种电气自动化工程控制系统的应用还能够有效节约对于人力资源的应用，通过该控制系统的应用，能够自主针对相应系统中需要控制的内容和任务进行处理，如此也就不需要投入大量的人力资源进行管控，最终也就必然会提升相应生产的经济效益；最后，对于电气自动化工程控制系统的应用而言，其在一定程度上还能够表现出较为理想的安全性效果，降低系统运行中出现事故的概率，其同样也是该系统得到较高认可的重要原因所在。

三、电气自动化工程控制系统现状分析

第一，信息集成化。对于现阶段电气自动化工程控制系统的应用来说，其最为主要的一个表现就是相应的信息集成化较为明显，这种信息集成化也是该系统应用的一个重要价值所在。这种信息的集成化表现在具体的管理层面表现的最为明显，通过电气自动化工程控制系统的相关运行，能够将整个系统中涉及的所有数据信息进行汇总，并且相关管理人员也能够通过恰当的途径来获取自身所需要的数据信息资源，如此也就能够实现更为理想的控制管理效果，这一点在现代企业管理中得到了较为明显的价值呈现，尤其是在一些财务信息的分析和应用上，电气自动化工程控制系统的作用不容忽视，这也是信息技术手段融合运用的一个突出表现所在。第二，分布式控制系统。在当前电气自动化工程控制系统的应用中，分布式控制系统的应用也是比较重要的一个方面，这种分布式控制系统的应用能够较好通过通信技术手段、控制技术手段以及计算机技术手段的融合来提升其最终的应用价值效果，尤其是在整个系统的运行过程中，其能够表现出来的积极作用价值还是极为突出的。第三，微机系统控制。在当前电气自动化工程控制系统的运行中，微机系统控制已经成了极为重要的一种方式，其具备着较为理想的人机操作界面，进而也就能够更好提升其控制效果，保障整个系统运行的可靠性和安全性。在微机系统控制中，相应的运行平台主要是借助于WindowsNT来实现，而该系统的应用则能够明显表现出较为理想的便捷化和灵活性特点，尤其是在一些较为复杂的系统程序中，这种系统应用方式的运行效果是比较理想的。

四、电气自动化工程控制系统发展趋势分析

第一，统一标准。对于未来电气自动化工程控制系统的发展，必须要首先从统一标准入手进行探索，这种标准的统一对于相应的系统运行以及后续的维护工作来说意义重大，尤其是相对于当前较为繁杂的市场环境以及具体系统运行状态来看，这种标准的统一工作更是必不可少。相应的标准统一必须要围绕着整个电气自动化工程控制系统的各个环节以及相应的设备进行全方位处理，促使其能够在具体的运行中具备较为理想的统一化表现，尤其是对于系统网络结构以及计算机监管体系，更是需要参考较为合理的体系进行规范化控制，促使其整个系统更为高效可靠，相应的后续检修也能够更为便捷高效。第二，安全化提升。对于未来电气自动化工程控制系统的运行发展来说，相应的安全化水平提升也是比较重要的一个方面，这种安全化水平的提升主要就是针对现阶段电气自动化工程控制系统运行中常见的各类隐患问题进行分析和防范，如此也就能够有效提升其运行的保障价值，避免出现任何有损于系统运行效果的行为。五、结束语综上所述，对于电气自动化工程控制系统的应用而言，其在很多行业中都表现出了较为明显的价值，相对应的发展必要性也极为突出，为了更好提升电气自动化工程控制系统的作用效果，必须要统一整个行业内的标准，并且加强技术创新发展。

参考文献：

[1]余峥.电气自动化工程控制系统的现状以及发展趋势研究[J].电子技术与软件工程，2014（04）:248.

电气工程及其自动化现状分析篇6

关键词：机组状态监测状态检修机组状态监测系统

云峰发电厂在电力系统中的作用主要是担任调峰、调频、事故备用任务，要达到以上目的，要求机组必须具备良好的可靠性和可调性。根据东北公司对水电厂状态检修工作的要求，我厂开展了设备状态检修的前期工作，并与丰满发电厂一道，成为东北地区水电机组状态检修的试点单位。目前我厂已将四台机组的检修及运行历史资料，系统地进行了整理汇编，呈报水管部、电科院。几年来，云峰发电厂的机组检修已由传统的计划性逐步过渡到状态性，检修方式由原来的"到期必修、修必修好"，逐步向"该修必修、修必修好"过渡。在设备的在线监测、状态检修方面初步有了成效。

1水轮机组状态监测系统概述

近年来，水电厂设备的状态检修（亦即预测性维修）工作已越来越受到普遍关注。设备状态检修的必要条件是要进行状态监测和故障诊断。对设备整体或局部在运行过程中的物理现象进行随机或定期检测，就是状态监测。而设备诊断技术则是一种了解和掌握在用设备的状态，确定其整体或局部是否正常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的硬件或软件的综合技术。设备的状态监测和诊断技术作为一种基本手段，为状态监测提供切实依据，以便合理安排维修，确保设备的安全经济运行。

设备状态监测和诊断的关键是在线监测技术，包括信息采集、数据处理与分析、处理意见与决策。有效的在线监测可以随时掌握设备的技术状况和劣化规律，避免突发性事故和控制渐发故障的发生。

实践证明，实施在线监测可以减少设备不必要的停役、降低维修成本、增加可利用时间，从而提高设备的运行维修效益。

1.1机组计划检修存在的弊病

机组状态检修工作实施前，我厂的四台水轮发电机组的检修是按计划检修原则进行的，根据原水利电力部颁发的《发电厂检修规程》中规定的检修周期、检修工期、检修项目等指标，"到期必修、修必修好"，其实部颁规程对机组检修周期、检修工期及检修项目的规定依据基本上是同类设备的检修经验，不具有普遍意义。经过多年的技术实践，我们认识到，这种规定带有较大的习惯性，是一种徒弟学师傅式的方法，比较保守、盲目，但也比较把握，除浪费一些人力、材力、物力、时间外，一般还不致出什么大差错。但从设备检修的目的是消除缺陷，保证设备健康运行这个角度讲，计划检修是不尽合理的。所谓的"到期必修"就是设备运行到某一规定的期限，不论处于什么样的技术状态、有无缺陷一律停机检修。由于我厂各台机组的设计制造、运行状况的不尽相同，即使是同类的设备在相同的运行周期内，也表现出很大的差异性。同时，"到期必修"经常带来不必要的大拆大装，不但造成人、材、物的大量浪费，有时还会把设备拆修坏了，造成"劳而有罪"。

1.2设备状态检修的优势

通过不断探索及实践，我们认识到，状态检修的核心是通过对设备的诊断，摸清设备的实际状况，并以此为依据制订切实可行的检修计划予以实施。状态检修的通俗说法是"该修必修、修必修好"，它所强调的是在"该修必修"的"该"字上，这个"该"字反映了整个检修工作的科学性，它要求决定修与不修，小修还是大修要有充分的事实依据，要经过该与不该的反复论证，不能凭经验行事，不该修的坚决不修，该修的坚决修好，只有这样，才能恰到好处地完成检修任务。

我们还认识到，状态检修比计划检修更符合"预防为主"的原则。计划检修的最大弊端是不能根据设备的实际技术状态决定检修内容，而让计划期限箍得过死，状态检修则不然，它是通过各种不同的诊断手段摸清了设备的技术现状后才决定检修内容的，它可以根据设备的技术状态及运行要求，提前或推迟检修周期，增加或删减检修项目，真正实现检修的目的，并具有最大的经济技术效益。显然，状态检修掌握着消除设备缺陷的主动权，符合设备的运行的发展规律，符合防患于未然的原则。

1.3我厂初期实施机组状态检修后带来的效益

机组状态检修实施前，我厂对反映四台机组的运行状态的参数测定只停留在手工检测阶段，通过定期的试验观察，比照标准，分析设备的技术状况决定检修计划。由于缺乏可靠有效的诊断方法与诊断仪器，使得制订的检修计划不完全有效。1991年，我厂与华中理工大学电测教研室合作，共同研制了第一代BZJ1摆度振动监测仪，该仪器于1992年9月安装在我厂的四号水轮发电机组上。受当时技术条件所限，测点较少，同时电测数据与手工测得数据相差悬殊，没有受到现场工人的欢迎。1996年我厂与海南洲立科技公司共同开发了SZJ水电机组振动测试及数据分析处理系统。该系统由摆度振动监测仪（BZJ）、多路通讯控制器（DTC）、数据处理及分析软件包（SFC）三个部分组成，BZJ将采集的数据由RS232串口经DTC送往上位计算机，再由SFC进行分析及处理。该系统被安装在我厂的2、3、4号机组上。2000年末，我厂又与深圳洲立达公司合作，共同开发了一号机组机械状态分析及故障诊断系统(SZJ99)，该系统自成一个系统，与计算机监控系统不相连。该系统的功能较前两代有较大的增强，监测通道由9个增加到17个，在进行巡回检测的同时进行信号波形采集，可录制机组的瞬态过程及波形。该系统在机组机械振动监测及实时分析仪（BZJ3）提供的机组振动数据及其特征的基础上，运用理论知识和实践经验，形成机组机械状态分析软件。以便进一步分析机组的机械状况特征和引起异常振动的原因。从而提供机组检修及故障分析的依据或参数。通过系统实际运行中的数据（特别是特况数据）积累，帮助专职人员加强对机组机械特征的深入了解，提高状态检修的水平。通过接入网络系统（此项目前未进行实施），专职人员及有关领导可在远地了解机组的机械状况，以满足水电厂"无人值班"（少人值守）的要求。

采用以设备状态监测为基础的状态检修管理模式后，由于摸清了设备的实际技术状况，我厂目前的机组大修周期已改为4年以上，机组扩大性大修周期已改为10年左右。过去，不管设备的状况，检修周期一到，马上就开始检修，对于设计、制造、安装、维护质量优秀的机组，检修过于频繁不但没有好处，大多数情况是拆下来擦擦油、抹抹灰而已。增加了机组的检修费用、停用时间，降低了机组的可调小时数。现在由于我厂注重了在设备的状态上下功夫，通过掌握机组的状态来确定机组的检修时间和检修项目，最终达到延长检修间隔，缩短检修工期，降低维修成本的目的。按设备状态监测数据及运行情况并对照规程标准制定检修时间及项目，收到了显著的经济效益。如我厂二号机组，在各负荷工况下，从监测仪测得的各项数据来看，均不超过规定值，设备运行稳定，但已连续运行14年没有进行扩大性大修。由于该机组每次小修检查都发现发电机定子铁芯拉紧螺杆折断现象，同时存在水轮机导叶漏水严重的缺陷，需更换导叶轴套，因此根据状态检修的思想，决定对该机组进行扩大性大修，大修后提高了设备运行的可靠性。再如我厂四号机组，投产初期就存在着摆度、振动大的缺陷，而且机组振动区域较宽。实施机组状态监测后，对四号机组存在缺陷的原因进行了深入细致的研究及分析，确定了四号机振动摆度大主要是由于机组轴线引起。通过对该机组进行扩大性大修，取消了推力头与镜板间的绝缘垫，在推力头与镜板间增加了两道密封圈，有效地防止了两者接触面产生空蚀而引起的轴线恶化，同时将推力头及镜板返厂进行了处理，使其各部精度均达到图纸规定，机组投入运行后，各部振动、摆度明显减轻，达到了预期目的。再如我厂的一号机组，2001年进行过一般性大修，机组修后经振动摆度监测仪实测发现励磁机定子外壳的垂直振动达到0.17-0.20mm，水平振动达到0.18-0.20mm，强烈的振动对机组结构部件造成的危害是巨大的，根据该情况，我们及时向主管部门提出扩修申请，并到上级部门说明情况，得到批准。经分解检查发现，机组轴线已恶化，推力瓦（10块）严重磨损，个别瓦面有严重裂纹，推力抗重螺钉及托盘接触面磨损及变形严重，镜板工作面存在划痕，局部位置呈蓝色，系工作时温度过高所致，推力头底面、镜板背面空蚀严重。将推力头、镜板、推力抗重螺钉及托盘均进行了返厂处理，达到图纸规定要求，并对将全部推力瓦进行了更换。

几年来，我们一是通过日常性的机组状态诊断掌握设备的损坏状态与规律，加强每日的设备巡回检查，发现问题及时进行处理，由于机组振动摆度监测系统测点数量的限制，有些部位的振动及摆度不能测到，我们定购了手持式振动摆度测试仪，对机组所有部位的振动摆度均可进行测量。二是通过日常性的维修恢复设备的健康。从上到下摆脱计划检修的束缚，将状态诊断与日常维修结合起来，用状态诊断结果指导维修，用维修实践验证或修正状态诊断技术，从而达到完善状态诊断技术与提高维修水平的共同目的，这样，就有可能为解决设备的老大难问题创造条件，这对于延长机组检修间隔与运行寿命是有好处的，比如，若能成功地解决机组轴线稳定性与水轮机汽蚀损坏两大问题，那么机组的大修周期至少可延长一倍以上，而且可使检修内容大为简化，检修费用大大降低。

2机组状态监测系统实际需求

随着电力系统的日益发展，供电可靠性的高要求与不尽人意的设备故障率之间的矛盾也愈加突出。电力部门期盼实施在线监测能及时发现设备的隐患，从而防患于未然。由于各种原因，设备停役有时难以安排。因此我们实行状态检修与周期性检修相结合的检修原则。而状态检修的一个重要前提，就是实施在线监测，了解设备状态，做到心中有数。

随着我厂"无人值班"（少人值守）的实施，希望在对厂内的各种运行设备（参数）进行监控的同时，增加对设备运行可靠性的监测手段。而"减人增效"、"厂网分开、竞价上网"等现代管理模式的形成和建立，也需要强有力的技术支持。

现役设备或已老旧，或有先（后）天形成的缺陷，还有受到怀疑的一些设备，在线监测可以实时监视其运行情况，一旦发现问题就及时退出。这样，便能最大限度地利用这些设备的剩余寿命。

随着测试技术（装置）的发展和逐步完善，尤其传感技术和信息处理技术的不断进步，为在线监测提供了充要的条件。实施在线监测过程中，我们不仅体会到缩短设备停役时间、减少停电损失，避免过剩维修、延长设备寿命，以及杜绝因试验操作失误可能酿成事故等，还从中积累了经验，促进在线监测技术不断提高的良性循环。

目前在线监测技术已进入实用化、智能化阶段。Internet／Intranet网络技术的应用，为状态监测与诊断开拓了广阔的技术空间，如远程分布式故障诊断和虚拟故障诊断等，突破了传统的故障诊断的某些技术瓶颈。

电力设备设计、安装和运行管理经验的长期积累，也为专家系统的建立提供了明确、宽厚的多领域专门知识，足以对运行设备的故障、寿命进行分析、判断和决策，以达到建立预测性维修体制的目的。

3机组状态监测系统实施基础

水轮发电机组稳定性是其工作性能的重要指标。而机组工作不稳定的基本表现形式就是振动，这是一种非常有害的现象。较大的振动严重地威胁着机组的供电质量、机组的使用寿命和安全运行。水电机组的振动，多数由于机械、水力、电磁等因素耦合作用的结果，振动机理比较复杂，凭直观判断或简单的测试一般难以找到根本原因。有些故障与运行参数有关，故障出现有一定的偶然性，因此故障特征不容易捕捉。

由于水电机组固有的优势，电网调度中越来越强调水电厂的调峰作用。这就要求水电机组在整个出力范围内具有充分的可用性，即不仅满足于正常出力发电，还要力争改善不稳定负荷区的抗动状态。

水电机组的单机容量在电网中的比重越来越大，其可用度和安全对电力系统和国民经济的影响极大。不言而喻，如时值水电厂弃水期，机组事故检修造成的经济损失就更为严重。

另一方面，随着水电厂双达标、创一流工作和技术改造的不断深入，设备健康水平和自动化程度均有显著的提高，设备管理水平也有长足的进步。这些都为我厂的机组状态检修打下了良好的基础。而且，水轮发电机组故障的发生和发展一般是有迹象的和渐变的，多数有磨损和疲劳特征，即有一个从量变到质变的渐进过程。这就使得利用状态跟踪和趋势分析技术来捕捉故障征兆、实现早期预警变得相对容易，准确性也比较高。

针对上述工程实践中的问题，要对水电机组实行在线监测和故障诊断，实现水电站运行设备监控、维护的高效管理。水电机组运行状态监测是充分发挥水电厂效益的重要因素。

4我厂机组状态监测的现状

4.1目前已安装的状态监测系统如下：

要保证机组安全稳定运行，维持机组良好的运行状态，包含的技术指标非常广阔，光靠以上安装的测量及监测系统还是远远不够的。目前世界发达国家机组状态检修也没有太成功的经验，因为这毕竟是一项相当复杂的系统工程，但机组的状态检修，是以后机组检修的必然趋势。我厂在机组状态检修工作中，只是迈出了一小步，要真正达到按机组的运行状态，有针对性的对机组实施状态检修，今后的要做工作还有很多。

4.2建议建立完善的组织机构，真正把在线监测、状态检修管起来

我厂对机组在线监测、状态检修十分重视，由厂长亲自挂帅，抽调厂各部门的技术骨干力量，由生技部主任、检修及运行主任、生技专工等人员兼职。成立了状态检修领导小组。小组成立后，立即开展了工作，制定了机组在线监测、状态检修管理办法，定期召集小组成员研究机组的运行的新情况，根据机组的实际状况，制定相应的检修周期及检修项目，并负责组织实施、协调及解释。实施中小组成员及时跟踪、吃住在现场，严格按照国家规定的各项规程、制度，把住设备检修的质量关，注重机组的检修工艺标准，各项作业均按本厂制定的标准化作业及规范化管理细则中的有关规定执行。对设备出现的任何问题，机组状态检修领导小组成员必须做到心中有数，以便制定行之有效的解决措施，检修项目、检修工期等的变更必须由领导小组决定，其他人员无权更改。

尽管我们在机组状态检修上作了很多的工作，但还存在着一些管理上的弊病，如机组振动摆度监测装置没有专人管理，放在运行监控室无人管，显示数据是否正常也不知道，没有使装置真正发挥作用。手持式振动摆度测试仪放在班组没有有效地进行管理，使用的时候缺东少西，配件都找不到。

5今后机组状态监测及状态检修设想

5.1机组状态监测对象及目标

总体而言：状态监测系统应包括如下几方面的内容：机组稳定性状态监测子系统、机组效率状态监测子系统、机组气蚀状态监测子系统、发电机运行状态监测子系统和其他系统传输的开关量、模拟量等。并且包括将这些系统整合起来进行数据管理、诊断及网络的状态诊断网络，通过这一网络，则可使电厂各生产单位及管理部门可随时灵活地管理机组状态信息，达到为生产和检修服务的目的，如图1所示：

图1

5.2各部分功能说明

(1)稳定性状态监测子系统部分

此部分系统我厂已经进行了具体实施，在此不再详述。

(2)机组效率状态监测子系统部分

水轮机效率因机型的不同，设计制造水平的不同而不同。在已投入运行的机组中，有的由于设计选造型不合理或在制造安装中存在着缺陷和遗留问题，使得水轮机效率不高。特别是有的机组由于长期处在低效率区或在低水头下运行，严重影响着机组效率的发挥，同时还会造成严重的振动和气蚀破坏。因此需要摸清现有运行机组在运行中的实际效率状况，探讨和解决运行工况对水轮机效率的影响。为了充分利用水力资源、提高水力发电厂的经济效益、实现水力机组乃至整个电网的经济运行，需要对水电厂现场水力机组进行效率监测，实测出水力机组乃至整个水电厂的动力特性，使得各台机组的效率试验成果成为整个电网优化运行的可靠的基础技术资料并指导水电厂经济运行。

水轮机效率的实时监测对电站的经济运行有着重要的作用。水轮机效率的在线监测既可用于机组在安装竣工或大修结束后的现场验收试验，以便检查设计、制造、安装和检修质量是否满足要求，又能通过对机组运行性能进行长期连续监测，提供在不同的水流和工况条件下水轮机性能的实时数据，为确定电厂经济运行中的开机台数和负荷优化分配以及机组的状态检修等提供参考。因此水轮机效率在线监测一直是实现电厂经济技术指标考核和经济运行的一个重大科技攻关课题。随着计算机、通信、信息、测控等一系列新技术的迅速发展和在电厂的应用，给效率在线监测项目的开发提供了成熟的技术基础。当前，以厂网分开为基础的电力体制改革方案已经出台，电力市场竞价上网亦将成为必然的发展趋势。因此，在保证安全运行，满足电力系统要求的基础上，不断提高水资源利用率，设备可用率，减少运行和维护费用，已成为每个电厂迫切需要开展工作，以提高自身竞争力面向市场的重要目标。

在线监测机组效率同机组效率测试是不同的要求，因为水头在生产过程中不可能人为很好地控制，所以在线监测强调的是在实际运行工况下机组不同效率性能的比较和择优，也就是说，在线效率监测并非是为了测得机组的某一确定效率值，而是评价机组在当前蓄水条件和生产条件的约束下，应该采用何种运行方式最为经济，甚至可以实现多台机组的综合经济指标最优。这些效益及显著的优点如果不进行机组在线状态监测是不可能得到的。

另外，效率监测对于机组稳定性监测、气蚀监测及故障诊断是非常好的映证和补充，可以降低误判断的几率，缩短积累经验的周期，如图2为某厂机组运行特性曲线：

(3)机组气蚀状态监测子系统

水轮机气蚀监测能够准确地监测水轮机的气蚀强度，使机组能够在高效率区运行，减少水轮机叶片的气蚀破坏，通过对气蚀量历史数据的累积测量，可以标定水轮机的气蚀破坏程度，准确决策机组的检修间隔，为机组由计划检修向状态检修过渡奠定基础。

反击式水轮机在其运行时，在转轮出口和尾水管进口处往往形成负压，当压力降低到小于气化压力时，水就汽化，在水流中产生许多气泡，气泡随着水流移动到压力较高处，便骤然消失。在此瞬间，水流质点以高速度向气泡中心撞击，水流质点这种高速度的碰撞会引起水压力的增高（有时达几十到几百个大气压），然后被强烈碰撞而压缩的水流质点，又向相反的方向扩散，从而造成气泡处的压力急骤降低。这样就形成气泡中心的压力，在一段时间内周期性的波动。这种由气泡的产生和消失过程中引起的一系列现象称为气蚀现象。根据现代对气蚀的研究，虽说还不够充分，但比较成熟和一致的解释，除上述周期性的压力波动外，还有下列现象：

当压力降低到饱和蒸气压时，水流不仅产生气泡，溶解在水中的气体也以气泡形式选出，这种空气泡会随着水流排出。当气泡的产生和消失发生在固体表面时，水流质点高速度的周期性冲击象锐利的刀尖一样剧烈地打击着固体表面，造成固体表面的机械破坏，称为剥蚀。如果固体表面粗糙，则剥蚀更严重。

此外，气泡受压缩时，由于体积缩小而温度升高，再加上水流质点相互高速度的撞击和对固体的撞击也产生热量，实验证明，当气泡凝结时，所引起的局部温升可达300℃左右，使得冷热固体形成了热电偶，彼此间产生了电流，这是固体表面遭受侵蚀的电化学原因。

综上所述，气蚀是一个综合的物理现象的而非单一的物理量，因此它是不可能通过某一单一的物理量来描述和测量的，而只能通过综合的分析和诊断得到一个评价性的描述，例如：某转轮气蚀严重，在不改变转轮尺寸的情况下仅仅替换转轮的材质，就有可能完全消除气蚀产生的破坏，但这时的水力及机械作用量的测量结果将和原先有气蚀破坏时完全一样，所以气蚀监测的意义就在于评估这种破坏能力的大小或效应，而非测定其破坏后果，当然，也可以通过经验的积累使这两者产生一种归纳上的联系，但这种归纳的理论化和效果描述在目前还十分困难，很难用于推广和预测。

图2

根据气蚀发生的条件，水轮机中的气蚀一般可分为3类：

翼型（叶型）气蚀这是反击式水轮机普遍具有的气蚀现象。水流流经叶片时，在叶片表面形成压力差，使转轮旋转作功。通常叶片的正面是正压力，而背面是负压力，这种负压是转轮作功所必须的，但它又造成了气蚀条件。从理论上讲，这个气蚀条件可从水轮机安装高度上加以解决，所以翼型气蚀产生的主要原因是由于转轮叶片制造中不符合模型要求而引起的。在运行中由于运行工况不良也会引起翼型气蚀。

当水轮机运行在低水头（低于设计水头，特别是在转轮允许的最小工作水头附近）和低负荷运行时，水流经过叶片就会产生脱流和旋涡，转轮出口处每一个叶片形成一个旋涡，再加上整个转轮出口的旋转水流，就在转轮和尾水管进口处形成一个大旋涡（或大涡带）。其旋涡中心产生很大的真空，形成空腔气蚀，这种旋涡以一定的频率在尾水管内旋转，而其中的真空带周期性的扫射在尾水管的四周壁上，结果是一方面造成尾水管壁的气蚀破坏，另一方面产生周期性的压力波，形成强烈噪音，严重时可引起整个机组振动。

在导叶下端面间隙处，导叶关闭时导叶与导叶立面间隙处，以及转轮止漏装置间隙处，当水流通过这些较小的间隙时，流速产生局部增高和压力降低因而产生气蚀，这种现象称为间隙气蚀。当机组在低负荷运行时，导叶开度较小，局部流速增高，压力降低，很容易产生间隙气蚀。

以上三种气蚀对效率和稳定性影响最大的当属空腔气蚀，目前，对空腔气蚀和间隙气蚀均可采用综合分析法准确的判断和监测，即通过测量尾水管压力脉动、尾水管振动、顶盖振动、水导轴承涡动、止漏装置水压脉动、导叶后水压脉动等等这些量的综合分析，可以评估空腔气蚀及间隙气蚀效应的强弱，对于翼型气蚀，其产生的效应频率宽广，必须用涵盖整个音频范围的分析设备和仪器来加以控制和分析，造价昂贵，而且因为翼型气蚀发生的位置对监测效果影响较大，所以对于翼型气蚀仅限于发现其产生，很难评估其破坏能力，因此可知绝大多数可以采用低廉的综合分析法，避免空腔气蚀和间隙气蚀，已经可以产生非常明显的经济效益。

(4)发电机运行状态监测子系统

水轮发电机定、转子空气间隙是一项重要的电磁参数，它对电机的其它参数、运行性能及技术经济指标有着直接的影响。设计选定的气隙值，由于种种原因，在机组安装、试运行以后会发生变化。这些原因包括制造、安装的诸因素和定、转子结构部件受电磁力及离心力的作用，其中尤其与发电机转子结构特征有较大关系。运行中的发电机气隙均匀性直接影响其电气特性和机械性能的稳定，有着不容忽视的作用。

发电机运行状态在线监测系统在线监测发电机定、转子空气间隙，可以直接测量出经过长期运行后定子的变形趋势及大小；转子磁极的松动和结构变形；定转子同心度的定位偏差和改变倾向，以及在正常运行和电气事故冲击过程中动态气隙是否满足安全标准，对于评估发电机的稳定性有着不可替代的和十分重要的作用。

具体的检测过程采用在定子内部贴装薄片状气隙传感器实现，目前已有标准的传感器可购买，效果容易保证。

磁通量测量：大量的定子绝缘故障及转子绕组故障都会伴随着对应空间位置的磁通量变化，正是基于这一原理，可以通过检测发电机定量间隙中的磁通量获得定转子电气状态的直接测量结果。例如：当某一磁极发生匝间短路，则当这个磁极掠过磁通量传感器位置会比其他磁极所产生的磁通量更小，从而明确地定位此故障。又如通过长期监测贴于定子某一位置的磁通量，通过分析其变化规律即可判断定子线棒有无放电、短路等故障，同时对于磁极松动、第二气隙形成等转子机械故障也可以精确的检测，具有很好的实用性。

诊断检修替代传统停电检修的推广，原有的停电试验已不能完全适应电力生产的需要。电气设备绝缘在线监测技术是近年来发展起来的一门新技术，它是在电气设备运行中随时监测分析电气设备绝缘的状态参数，并反馈给运行维护人员，及时发现设备事故隐患，减少不必要的停电检修及破坏性的绝缘试验工作，保证设备的安全运行，提高设备供电的可靠性。

一般机组运行多年后，绝缘材料在机械、热力、电力和环境的作用下会逐步老化，由于绝缘隐患所引起的局部放电，起因于发电机的绝缘老化、放电，定于槽楔中绑线松动造成的断股和槽放电等，这些情况的产生和发展都可能导致发电机绝缘的劣化，传统的停电预试不能保证发电机绝缘在一个检验周期内安全运行，尤其是无法掌握运行中发电机的绝缘放电的状态变化。因为事故的发生及发展都有一个过程，该过程伴随的放电发生与发展过程存在着很大的随机性，绝缘失效的危险也就大大地增加。如果绝缘失效发生，检修的费用是十分昂贵的。电厂可能需要花费数月时间来重绕这台机器，重绕是一项费用高昂且耗工耗时的工作，对电厂来说损失巨大。根据我国历年来的相关统计，100MW以上的发电机（包括水轮发电机和汽轮发电机）每年每百台发生的故障率为7～9次左右（其中1997年为7．59次，1998年为8．67次）。

大部分绝缘老化都会造成局部放电（电晕），即高压绝缘层中的小火花，都可以通过局部放电测试来检测。这种方法是通过检测局部放电脉冲的频率、幅值、极性和相位来评估绝缘系统的老化程度。以往发电机局部放电测试被高强度电子噪声干扰，使得测试结果很难分析，需要高度的专业水平才能做出正确的分析。但是，随着近期高新技术的不断发展，可以消除噪声干扰并将局部放电量化的仪器和传感器被开发出来，使得测试过程的进行和结果分析可以由电站的一般非专业工作人员在机组运行的情况下完成，增强了系统的实用性。致力于通过检测局部放电来诊断和测试绝缘质量和老化程度，有利于延长检修周期，降低检修和生产成本，保证设备的良好状态和提高设备的利用率。

绝缘监测的实用技术基本上是基于对局部放电产生的放电脉冲的监测，比较廉价的方式可以直接监视和分析定子中性点的接地电流或者更完备的增加各相电流及转子电流的波形监测，可以定性的评估出绝缘老化的状态，对于典型的放电能够根据的绕组的电气长度精确定位，昂贵的方案是采用电容式检测法也能达到同样效果，其分析技术要求较低。

(5)其它系统传输的开关量、模拟量等

5.3其它在线监测系统

包括主变在线监测、避雷器在线监测等，这些在线监测系统相对而言分析诊断的自动化水平还不是很高，其测量结果的综合应用也还不是很成熟，数据量也不大，所以可以使用机组状态监测系统的网络及数据管理功能统一规划，简化其系统结构，降低成本。

它们和状态监测网络的联系均采用单向数据通讯，可以有效防止病毒及故障的相互影响，提高可靠性。

5.4网络部分

状态数据服务器提供整个网络访问的数据源，即所有用户均可以在网上实时查看状态监测的结果报告，专门的用户还可以实时的分析和诊断当前的机组状态，所以，此数据服务器为一全自动的冗余数据库，并且具有完全的开放性和扩张能力。

WEB服务器提供整个网络的访问服务及防火墙，在用户规模和用户访问量较小时也可省略（但性能降低了），主要是完成状态监测网和用户局域网的物理连接，采用浏览服务和TCP-IP通道技术，阻止病毒和破坏性程序的迅速感染。

工程师工作站：作为整个网络的维护、监视和培训设备，可以由专门的值守人员使用，实时的监视和分析整个系统的各类数据。