电气工程及其自动化的现状范例(3篇)
时间:2024-04-29
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【关键词】自动化技术电气工程应用
一、自动化技术在电气工程中的应用
(一)电气工程中电力调度自动化技术的具体应用。
以电力系统工程的实际应用为切入点来看,电力调度自动化技术存在的真正意义是保障整个电力系统在发电及供电过程中的安全性、经济性和高质性。另外,电力调度自动化技术还可以帮助整个电气工程实现现代化管理,并且为生产自动化提供技术上的保障与支持。就目前我国的整体技术水平而言,运动装置系统和调度主站系统是电器工程实际应用中所涉及的主要两个方面。正常来说,通过对电力调度自动化技术的应用,电气工程可以实现下述几个方面的功能:
1.电力调度自动化技术的具体应用,有助于电气工程的整个电力系统在正常且稳定工作的前提下,保障其运行状态及各项行为持续监控。
即使是在工作人员对整个电网系统的运行状态(包括电压指标、周波指标、潮流指标、负荷指标等)进行综合管理及全程监控的情况下,仍然能够及时、可靠的反映出整个电力系统的设备设施在运行状态下的实际操作情况和各项工作状况指标(以用水指标和用电指标为主的各项指标)。电力调度自动化技术的具体应用,不但可以确保上述控制指标的具体数值完全符合相关规范标准,而且能够保证满足使用电气工程的用户对于水资源、电资源、气资源以及其他各类资源的需求。
2.电力调度自动化技术的具体应用,可以保证整个电力系统在调度工作中的经济型与安全性。
就整个电气工程来说,实现电力调度自动化技术之后,整个电网系统的控制和监督过程更加安全置于,自动化的科学技术能够有效的降低整个工程的支出资源,实现电力调度的经济性。在此过程中,并不耽误有效控制电力系统运行能源耗费、科学降低设备损耗等政策方针,甚至是有助于实现现代化电气工程多发电、多供电的创新理念。
3.电力调度自动化技术的具体应用,有助于电气工程的整个电力系统在正常且稳定工作的前提下,提高相关操作行为安全事故分析的正确性及处理问题的有效性。
大量的调查研究及具体实验的结果显示,电网在运行状态下所出现的非正常运行问题或安全事故的事发因素都是十分复杂的,其中大部分的运行安全事故均表现正常。如果在具体的时间过程中,没有对症下药的科学判断、合理处理这些运行安全事故,其后果可能是大大降低运行系统覆盖范围内的所有电力设备的安全性,甚至严重威胁工作人员的生命安全。从这个角度来讲,将电力调度自动化技术应用到电气工程中,不但可以实现电网系统在运行状态下保持安全事故分析,还可以及时进行监控、提出解决措施,尽可能的组织安全事故的发生,保障工作人员的及电力设备的安全,这对于整个电气工程的意义重大。
(二)电气工程中发电厂自动化技术的应用分析。
在当今技术条件的支持下,自动发电控制系统、动力机械自动控制系统以及自动电压控制系统从组成结构的角度来说是发电自动化技术最为主要的三大核心。尤其是对于我国来说,根据各个发电厂有差异的运行模式,水电厂自动化系统和火电厂自动化系统是现阶段各发电厂最为常见的两大类型。在此基础上,有一点是特别需要注意的,那就是无论是对于火电为主的发电模式,还是对于水电为主的发电模式,亦或者是其他各种类型的发电模式来说,其存在许多共同之处在发电厂自动化系统以及与之相关技术的应用中,其具体可以从以下两个方面进行划分:
(1)电气工程中有关水电厂自动化技术的应用:在当今技术条件的支持下,调速器装置、水轮发电机组励磁控制系统以及水轮机装置等相关模块是水电厂自动化技术必须包含的重要组成部分,其可以最大程度的保障全程电器工程的应用质量,使其能够长期稳定可靠的发展。单机模式、梯级综合自动化模式、公用设备模式以及全长自动化模式等几大类型,是水电厂自动化系统按照目前自动化系统差异性的运行模式划分的几种类型。站在实践应用的位置上来看,在电器工程中应用水电厂自动化系统以及相关技术,不仅可以使电器工程的供电质量得到十分良好的保障,更可以在保障水电厂运行状态正常的条件下,使其经济效益得以大大的提升,进而达到一箭双雕的效果。
(2)电气工程中有关火电厂自动化技术的应用:在电器工程研究视角下的火电厂相关自动化技术的应用,其综合性特征也同样是十分的明显。站在实践应用的位置上来看,火电厂自动化技术不仅仅具备处理数据和信息的功能,还具备自动保护电器工程相关运行设备的功能、自动检测运行状态的功能、综合性管理功能以及运行控制功能等众多重要功能。从结构组成角度来看,发电机自动控制系统、机炉主控制系统、锅炉控制系统以及汽轮机的控制系统是火电厂自动化技术所包含的多个重要组成部分,其经由数据共享方式以及计算机监视系统,对电器工程的应用进行可靠的保障。
二、我国电气工程自动化技术运用发展情况
(一)我国自动化技术演变情况。
我国开始认识并逐渐开始研发电器工程自动化技术是从上世纪六十年代开始;在七十年代的初期,集控制、信号收集以及收集保护三维一体,别具一格的装置有了雏形;在八十年代的中期,研发所得的变电站保护体系以及35KV微机监控系统被正式投入运营当中;到九十年代的初期,我国总装机的容量位居世界前三位,其容量可高达300GW。近几年来,随着西部大开发的顺利进行以及工业进程的迅速提升,在以安全、经济、合理、可靠、优质供应电能的前提下,人们对于电气工程自动化技术也有了更高程度的要求和指标。在这种新形势的促使下,我国电器工程正在逐步由输电、发电自动化向发电、配电自动化过度,于此同时,柔流输电对于输电和配电的自动化进程有着进一步的增强作用。
除此之外,在以智能化、协调化、适应化、最优化以及区域化为前提进行电气工程控制政策实施的前提下,在应用工具理论的同时,也使我国现代控制理论得以推进,使电子电力原件、微机技术以及通信技术在电气工程自动化控制中得以进一步加深。
(二)电气工程热点技术应用发展情况。
1.管控一体化技术
管控一体化技术在电气工程项目中主要涵盖了三个主要环节,这三个方面指的是:一是为了形成统一的信息控制网络,利用现代化技术想管理信息和集成控制体系进行整合和集成;二是为了保证信息的安全性,利用相关技术将主管制造的执行体系和单位的总体规划有效结合起来;三是为了随时调用数学库信息,利用计算机管理系统对数据库内的相关信息进行有效管理和监控。
2.状态整修技术
电气工程的设备和相关体系都离不开状态整修技术。状态整修技术主要包括两个过程:首先必须做到实时监控状态,要随时记录电气工程的运行状态以便及时发现问题;在发现隐患安全问题以后要及时进行处理,消除电气工程中的安全隐患恢复其到正常状态,以增强设备的可靠性,保障工程和相关人员的安全。
3.软件控制以及先进管理方案应用
目前电气工程中涉及到的计算机技术都是借鉴了国内外先进水平,然而由于我们缺乏配套的专业人员因此并不能把这些技术完全应用到位。针对这一情况,我们在管理计算机体系的时候一定要积极培养专业技术人才和管理人员,提高在岗员工的专业素质。除此之外,我国的控制软件和管理都是侧重于实际应用的,因此技术人员在研发管理管理方案的时候可以综合利用各种软件,充分发挥他们的优点,实现高水平管理和应用。
三、结语
综上所述,将自动化技术合理的运用于电气工程建设及其相关应用当中,使其得以在就地条件下或者是远程条件下,对整个电力系统的运行状态进行合理的调节、控制以及监督管理,以保障其顺利运行。根据实践研究结果,我们可以得到:在整个电力系统中合理的应用电气工程自动化技术,对于提升电力系统供电的稳定性以及保障其系统运行的安全性有着不可小觑的重要意义,其需要引起人们的高度关注。总体来说,本文对相关电气工程自动化技术应用中所需要注意的问题进行了浅要的剖析与叙述,笔者旨在引起社会各方的关注,进而使电器工程自动化的实践工作得以有效运行。
参考文献:
[1]刘效武,刘建平.电气自动化技术在火力发电中的应用[J].中国新技术新产品.2011,(17).
[2]庞卫仕.电气自动化技术在火力发电中的创新与应用[J].广西轻工业.2011,(07).
[3]王亚云.小议我国工业电气自动化的现状和发展——以火力发电厂为例[J].信息与电脑(理论版),2010,(04).
建筑施工中,常见的问题便是环境污染。环境污染在很大程度上阻碍了办公建筑改造工程的进展,影响工程的顺利施工。根据分析,办公建筑改造期间出现污染的原因是多个方面的,主要集中在两个方面:(1)土地资源的使用。建筑工程改造期间,难免会扩大建筑占地面积,从而扩大企业经营规模,但对于扩充的土地资源而言,其利用率过低,导致资源浪费严重,对地表生态平衡带来严重破坏;(2)物理条件的影响。对办公建筑进行改造时,电磁辐射、施工噪音等污染会对办公建筑的正常运行带来很大影响。
2电气工程自动化设计的在线监测系统
电气设备的状态维修指当电气设备处于某种状态时,对其进行检测、维修操作。而电气工程自动化设计中的在线监测系统是对电气设备状态进行维修的关键性技术,操作人员能够根据在线监测系统显示的相关数据,判断电气设备是否处于正常状态,继而通知技术工作人员设计施工维修方案。在线监测系统的设计,要结合电网规划的相关标准,主要集中在下述三个方面:
2.1雷击监测
线路是电气设备传输电压的重要载体。如果输电线路处于异常运行状态,势必会影响电能的供应状态,阻碍电气设备的持续运行。因此,电气工程自动化状态维修理念要充分考虑到雷击因素,其在线监测系统也要顾及雷电灾害。雷击监测系统的设计,要参考电气设备的实际结构。比如,使用常规雷击监测方案,安装避雷设备,从而使电气设备免受雷击,充分发挥其保护、监测的作用。
2.2环境监测
环境因素对连接线路、电气设备等产生的影响也比较大。电气设备缺乏有效的保护措施,便会在一定程度上增加设备故障的发生率。因此,环境监测系统的设计,要全面监测大气湿度、温度以及二氧化硫等指标,当这些指标影响电气设备的正常使用性能时,环境监测系统便会将异常信号传输给监控中心,提醒技术工作人员及时采取维修措施,最大限度地保护电气系统及设备的正常运行。
2.3绝缘监测
电气设备是否具有良好的绝缘性能,对电力系统运行的安全性具有重要影响。因此,有必要对线路绝缘性实施在线监测,以便进行状态维修。目前,我国大多数电网在建设过程中采用的绝缘监测系统是挂网运行的绝缘子,比如玻璃、瓷以及复合绝缘子,这几类绝缘装置的性能都会受到外界因素的影响而逐渐减弱。为绝缘元件配备在线监测系统,可在一定程度上确保电气设备进行稳定作业。
3电气工程自动化状态检修的常用技术
近年来,电网改造工程进行得如火如荼,电气设备的功能也日益丰富,但也出现了更多的故障表现内容,不仅增加了维修难度,也增加了设备维修人员的工作量。随着电力科技工作的不断发展、进步,对电气设备进行状态维修有了更多的辅技术,并在一定程度上降低了故障检修的难度,确保电力系统数据的传输更加稳定,大幅度提高了状态检修工作的质量以及效率。
3.1通信技术
如今,很多办公建筑内部的电气设备数量、型号以及种类等比较繁杂,维修难度很大。在线监测系统进行状态维修操作时,需要将电气设备的异常信号迅速传达给监控中心,从而使维修工作人员尽快实施处理方案,比如采用CDMA系统、GMS或者GPS定位系统等传输数字。合理使用信息传输技术,能够把电气工程的实际运行状态实时传输给监控中心的工作人员,使其充分做好实时监测工作。
3.2计算机技术
当传感器捕捉到相关信号以后,维修人员对信号进行加工处理,通过选择出具备最优价值的电气设备感应信号,可确保对电气设备的后期故障实施针对性的处理。一般情况下,信息处理技术需要借助计算机,利用计算机的数据处理功能,可彻底完成数据的收集、处理以及分析等多种工作。比如,借助计算机的服务器功能,可以对搜集的信息进行自动化处理。
3.3传感技术
状态维修时,获取数据的主要手段之一便是传感技术。维修人员在电气设备上安装传感器,可以定期收集电气设备的状态信号,从而为故障判断提供了有效的参考依据。除此以外,传感技术还能够扩大电气设备的监测范围,准确捕捉电气工程建设区域的所有信号,从而有效提高办公建筑自动化的质量以及运行水平。
4结语
关键词:电气工程;自动化技术;电网调度;变电站;状态检修
Pickto:intheelectricalengineeringautomationtechnologyisusedinavarietyofcontrolfunctionsandautomaticdetectiondevice,theelectricpowersystemforremoteoronsiteautomaticcontrol,regulation,monitoringandmanagement,toensurethesafeandeconomicoperationofpowersystemandpowersupplyquality.Electricalautomationtechnologyasthemostrichdevelopmentprospects,themostvibrantandrichvitalityofintegrateddisciplineswithanumberofhighandnewtechnologyofsynthesis,applicationisverybroad,almostpenetratedintodifferentrelatedfieldsinthecurrentnationaleconomy.Thispapermainlydiscussestheelectricalautomationtechnologyapplicationsinpowersystem,anditsdevelopmentprospectswerediscussed.
Keywords:electricalengineering;Automationtechnology;Powergridscheduling;Substation;Thestateoverhaul
中图分类号:文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
我国电气工程自动化技术的发展概况
我国在上世纪60年代初期就开始了对变电站自动化技术的研制,并在70年代初期先后研发出集保护、控制和信号收集为一体的装置。在80年代中期时,由清华大学所研发的35kV变电站保护自动化和微机监测系统正式投入运行。在1998年,我国总装机容量超过了277GW,跃居当时世界第二位。
现代社会,随着工业化进程的加快和人们生活品质的提高,对电能供应的“安全、经济、优质、可靠”等各项指标的要求也越来越高。相应的,对自动化技术也提出了更高的要求和标准。当今电气工程中自动化技术正趋向于:
1、由输电、发电自动化向输电、发电、配电自动化进行全面发展。
2、柔流输电技术(FACTS)的发展进一步提高了在输电和配电方面的自动化水平。
3、在控制策略上日益向着适应化、智能化、最优化、协调化和区域化方向发展。
4、在理论工具的应用上,越来越多的借助了当前现代化控制理论。
5、在控制手段上日益增加了对远程通信、电力电子器件和微机的应用。
电气工程中自动化技术的应用
(一)电网调度自动化
电网调度自动化是确保电网经济、优质、安全的发供电,提高电网调度运行管理水平的重要手段,也是实现管理现代化和电力生产自动化的重要基础。电网调度自动化主要包括了调度主站系统和运动装置系统,其作用主要体现在以下三个方面:
实现对电网安全运行状态的实时监控
通过调度人员控制和监管电网的电压、潮流、周波和负荷等,并观测主设备的位置状况和水、热等方面的工况指标,使之能符合规定,以保证用户计划用水、用电、用汽等的需求。
实现对电网运行的经济调度
在对电网实现安全监控的基础上,再通过自动化手段以实现电网经济调度,以达到节省能源、降低损耗和多供电、多发电的目的。
实现对电网运行安全事故的分析和处理
电网中出现异常运行或者故障的因素非常复杂,且十分迅速,如果不能及时的判断或处理措施不当,有可能会危及到设备安全和人身安全。通过电网调度自动化技术的增强,能够实现电网的安全运行分析,提供事故处理的对策和相应的监控手段,以防止事故的发生,并对已发生的事故进行及时处理,减少和避免事故的发生率。
(二)电力的自动化
1、电力一次设备的智能化
在一般情况下,常规电力一次设备与二次设备的安装地点往往相隔几十至几百米,且两者之间一般用大电流控制电缆和强信号电力电缆连接。对于电力一次设备的智能化来说,其主要问题是现场大电流开断引起的高强度电磁场干扰会对电子部件造成损害,关键技术是电子部件的电磁兼容、供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。
电力一次设备的智能化指的是在一次设备进行结构设计的过程中,需将常规二次设备的部分或全部功能就地实现,以省却大量控制电缆和电力信号电缆,此过程通常也简称为一次设备自带测量和保护功能。常见的“智能化开关”“、智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等都是典型的电力一次设备智能化。
2、电力一次设备的在线状态检测
为了监视设备的实施运行状态,并且对各种重要参数的变化趋势进行分析,我们必须要对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器和断路器等设备的重要运行参数进行长期且连续的在线监测。而这种监测行为目的是进行有无存在故障先兆的判断,从而延长设备的维修保养周期,并最终提高设备的利用率,为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。
近年来,为了开展在线状态检测技术的研究和实践,电力部门为此投入了大量精力,并联合大学、科研单位进行科研合作,以及通过技术引进取得了一些重要进展,但由于该项工程的整体技术难度大、专业性强以及检测环境恶劣,要开发出满意的产品目前还很困难。
(三)变电站综合自动化
自动化的变电站系统主要应用自动化技术和系统,对变电站的基本数据和电能传输等工作进行二十四小时的无人系统监控,并对运行的系统进行及时的保护。自动化变电站系统主要由以下五个具体的子系统构成:
控制系统
主要是进行变电站的数据包括模拟量、开关量和电能量的数据采集、故障录波和测距、故障记录、断路器跳合闸记录、保护动作顺序记录的事件顺序记录、操作控制功能、安全监视功能、人机联系功能、数据处理与记录功能、谐波分析与监视、打印功能。
继电保护子系统
变电站综合自动化系统中的微机继电保护主要包括输电线路保护、电力变压器保护、母线保护、电容器保护、小电流接地系统自动选线、自动重合闸等。
电压、无功综合控制子系统
变电站综合自动化系统必须具有保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能。电压和频率是电能质量的重要指标,因此电压、无功综合控制也是变电站综合自动化系统的一个重要组成部分。
低频减负荷控制及备用电源自动投入子系统
备用电源自动投入已成为变电站综合自动化系统的基本功能之一。
通信子系统
主要由内部的信息沟通和变电站与其他管理部门的信息沟通。
(四)发电厂自动化
发电厂自动化系统主要包括了自动发电量控制系统(AGC)、自动电压控制系统(AVC)和动力机械自动控制系统。我国常见发电厂主要可分为水电厂和火电厂,但无论是水电、火电或者其他的发电方式,在自动化系统中都有较多的共同点,相较而言,通常水电厂的自动化程度比火电厂要高。
1、水电厂自动化
水电厂需要调速器、水轮机以及水轮发电机力励磁控制系统等。水电厂自动化可以具体分为单机自动化、公用设备自动化、梯级水电厂综合自动化以及全厂自动化等等,通过自动化系统的使用,极大的提高水电厂运行的经济性、安全性和供电的质量。
2、火电厂自动化
火电厂的自动化也是一门综合性的技术,有信息和数据处理、自动保护、自动检测、顺利控制以及设备管理等方面的功能。自动化系统主要包括了锅炉控制系统、汽轮机控制系统、发电机控制系统、计算机监视和数据系统以及机炉系统主控系统等等。
(五)配电自动化
和传统的调度自动化比较,我国配电自动化相对较小,它整合了当代计算机技术、现代控制技术、电气设备管理以及数据传输,在信息综合的同时进行系统管理;它不仅改变了传统电能质量,同时也有效降低了人员劳动强度,在保障经济目标运行的同时,增强电气工程供电可靠性,推动电气工程自动化发展。
根据实际调查显示,国外很多国家由于电气工程起步较早,已经形成了独特的经验,在向规模转变的同时,人工智能以及光纤通信在电气工程实用化技术方面取得了纵深性发展。目前,我国电气工程发展中,主要运用集中监控、就地控制馈线自动化以及配电管理和配电自动化相结合的模式;通过在子站和主站网络联系,从而形成统筹兼顾的配电自动化系统。
我国电气工程自动化技术的发展趋势
(一)管控一体化技术在电气工程实践工作中的应用分析
从理论上来说,电气工程实践工作过程当中所涉及到的管控一体化技术主要是指针对电气工程在各个通讯环节,在自动化技术应用过程当中对于相关信息数据的集成性及整合性优势均能够得到可靠发挥。集成控制系统在于管理信息系统相融合的过程当中,能够将电气工程在正常运行状态下所应用的整个信息控制网络以一种综合且集成的方式表现出来。
一方面,在当前技术条件支持下,可以通过集团企业资源规划系统与制造执行系统运行状态的互联性方式,确保对整个电气工程在正常运行状态下所对应的各种控制信息均能够得到稳定且有效的获取。
另一方面,通过引入计算机控制管理系统的方式,能够将电气工程在整个生产过程当中所涉及到的相关检修数据信息与运行状态信息进行系统且完整的监督,按照此种方式也能够确保计算机检修管理系统与电气工程数据库间连接性能的稳定发挥。
(二)状态检修技术在电气工程实践工作中的应用分析
从电气工程的应用视角上来说,可以针对状态检修技术进行如下定义:即电气工程状态检修技术主要是指通过应用电气工程设备资产管理系统的方式,重点发挥其在状态监视与故障诊断方向的综合性应用功能,提供状态检修所对应设备在正常运行状态下所表现出的运行状态信息以及相关数据,同时也可以结合这部分数据实现对电气工程相应设备运行状态以及可能存在安全隐患或是故障的问题进行有效预测。
按照此种方式,还能够将传统意义上的故障检修模式转变成为全新的状态检修模式。从实践应用的角度上来说,将状态检修技术应用于电气工程实践工作过程中不但能够提高相应电气设备的稳定性与安全性,同时也使得传统意义上定期检修作业模式下可能存在的缺陷以及遗漏性问题得到有效克服,从而保障运行安全。
参考文献
[1]张宏喜.如何对电气自动化控制设备进行可靠性测试[J].价值工程,2011.30.
[2]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,2011.24.
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