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鋼鐵冶煉系統中,節能技術的問題,主要表現在方法單一上。我國鋼鐵冶煉行業運營中,節能一直是社會關注的問題,雖然鋼鐵冶煉行業積極提倡節能,但是其在實際節能中,仍舊采用的是單一的節能技術,無法在根本上降低鋼鐵冶煉的能源消耗,很難提高鋼鐵冶煉生產的效率。鋼鐵冶煉系統中,如果要引入先進的節能途徑,就要以冶煉系統的整體為主,需要消耗大量的資金,如果缺乏資金支持,鋼鐵冶煉系統的節能技術,就無法落實到位。鋼鐵冶煉行業,綜合考慮到鋼鐵利用率、節能減排指標等,已經注意到成本投入在冶煉系統節能中的重要性,關鍵問題是,社會對鋼鐵的利用率,不能為鋼鐵冶煉行業帶去足夠的資金效益,進而阻礙了節能新技術的發展,增加了鋼鐵冶煉系統的節能壓力。
2電氣工程及其自動化中存在的問題
2.1能耗大。雖然電氣工程自動化技術的出現為人類的發展進步做出了巨大貢獻,但是我們不能因此就看不到其本身存在的弊端,其中,擺在當前最為棘手的問題就是對于能源的消耗過大。在電氣工程自動的發展系統本身帶有復雜性,被應用的范圍逐步擴大,對于能源的需求量也與日俱增。電氣自動化是以消耗電能為主,作為當下最為先進的技術之一,對其本身最為基礎的要求就是要做到在運作過程中保證誤差小,并且準確有效,所以,就需要大批量的電氣設備共同運作,如此,對于電能的消耗可謂是不計其數,與我們國家提出的走綠色節能的可持續發展道路存在差距。2.2質量水平較低。就現階段的發展而言,電氣工程自動化技術已經得到的飛速的提升,但縱觀整體發展情況而言,其質量水平還處在發展低端。尤其是最近幾年,人們對于生活追求的品質不斷攀升,相應地也加大了對電氣自動化水平的要求,但是我國對這一領域研究的時間還不是很長,對于相應的管理流程和先進的發展模式還不能很好的予以把控,特別是在自動化工廠的生產環節,相關人員只關心結果而忽略過程中的質量問題。但是,眾所周知的是,如果電氣的生產質量得不到有效的保證,就會發生一系列的用電事故,嚴重的會造成爆炸、火災等重大安全事故出現,需要引起人們的深思。2.3集成化程度低。 顧名思義,集成化的主要運作原理就是把所有需要的東西做還集合工作,上文已經提到過,雖然電氣工程自動化近年來的發展勢頭迅猛,但由于起步過晚, 雖然在努力的向集成化方面靠攏,確切的來說,現在還處于自動化階段,技術水平發展有限,集成化技術還不成熟,各個體系和功能之間還無法做到有效的集成連接。所以,還達不到及時實現資源的有效共享,在一定程度上影響了電氣自動化功能的發揮,使電氣自動化工程技術滯后。
3對電氣自動化工程中節能設計技術
3.1減少線路傳輸產生的耗損。由于無法對線路上的電流做出改變,所以也只能通過減少電阻來有效降低電能在傳輸中產生的耗損。所以,可以從這幾方面做起,減少導線電阻:(1)使用功率較小導線;(2)使用相對較短的導線。這樣做可以避免在布線過程中少走彎路,減少人員的工作量,有效減少電能耗損,同時在安裝變壓器時候與負荷中心保持較短的距離,也是減少供電的距離;(3)使用截面積大較大的導線,如果條件允許,可以選用較大截面積的導線,有效減少電阻產生的耗損。3.2無功補償。電力系統在運行的過程中,配電設備中的無功功率占有較大的容量,所以存在較為嚴重的電能耗損的情況,不僅影響到電壓,還對整個電能的質量造成不良的影響。對使用者來說,無功功率主要表現在功率低,尤其是當功率過低的時候,用戶需要向相關部門繳納一定的罰款,因此如果說能夠使用合適的無功補償設備,就可以保證功率的平衡,有效提高供電質量。工作人員在操作中要盡量減少對電能不必要的耗損,從而確保電氣工程的安全運行。如果導線受到電阻的影響,那么由電機產生的電能就不能被變壓器更好的吸收,同時沒被吸收的那些電能在電流傳輸的過程中會被釋放出來。同時由于無功功率產生了一定的作用,因此可以讓電容器和無功功率進行抵消。利用電氣相關設備在進行無功補償時候,有幾處要格外注意:(1)利用電容器在進行無功補償的時候,一定要根據電壓容量,電壓負荷,自然功率,目標功率等參數來確定電容器的容量,同時如果在無功補償的環節中發現產生了諧波,需要通過串聯定量電抗器來消除諧波;(2)以參數的物理量來確定無功的電流,功率的參數,從而有效避免投切振蕩現象。
4結束語
綜上所述,電氣自動化對于節能設計的要求是為了響應綠色生產的理念,也是為了響應可持續發展的需求,同時也是時展的必然趨勢。雖然我國現階段在電氣自動化的節能設計中取得了顯著的進步,但是隨著社會的發展,電氣自動化節能技術仍然需要進行不斷完善和發展,不斷優化配電設計,在科學利用電力資源的同時,還需要不斷提高電力系統的運行效率,并最終達到節能的目的。
作者:吳尚坤 單位:山東鋼鐵集團日照有限公司
參考文獻
[1]陸偉.電氣自動化的節能設計技術研究[J].中國高新技術企業,2015(07).
自動高壓電氣監控系統是變電站高壓電氣系統的核心,連接各個分系統的紐帶是局域網通信網絡系統,變電站高壓電氣自動化系統是用來保護繼電,完全不用人工控制,遠程操作功能的多種功能型控制的系統,其顯著的特點是:多種功能集中化:變電站高壓電氣自動控制化技術是用不同種科技化當前先進的科技為首要,融合進行延伸加以改造而成,所以它具備多種先進并科學的技術含量、以及其相互錯中復雜的搭配的特點,變電站電氣系統的所有第二等級設備的功能都被其承接并延伸。其中,計算機自動監控系統會集體顯示使用顯示、儀器顯示,變電壓送電顯示以及中心信息信號顯示,計算機保護所用的系統會將出現錯誤無法使用的障礙記錄,測定所在的位置,重啟開關等自動功能集中管理。這些里面的功能集中通過局域網排列成統一的自動集中系統。
2自動化信息技術具體應用分析
隨著變電站計算機控制技術的提升,不在局限于后臺控制,將延伸到現場的控制,以及視頻等先進信息搜集設備也將變成變電站自動化系統的結構之一,因此需要其他的功能能適應此做好準備,傳達信息功能也應加強。隨著變電站計算機控制技術的提升,不在局限于后臺控制,將延伸到現場的控制,以及視頻等先進信息搜集設備也將變成變電站自動化系統的結構之一,因此需要其他的功能能適應此做好準備,傳達信息功能也應加強[2]。不用人工的通訊網絡。可以設立局域網于變電站中,以不一樣的設備與方式連接到變電站局域網中,其他遠程驅動與維護設備可以使用現場控制總線由集中地數據進行處理后以I℃P朋接入,進而由傳送信息的設備接入里面的局域網。使其運行站點都連接在局域網上,進一步實現數據的共同分享使用。局域網用網絡的互換機器進行和全國電力數據網絡的相互聯系。但是還是要保留原先變電站的模擬接口與數據接口,因為萬一出現問題,這些將成為我們的后備通道。局部網絡顧名思義是一種于小型區域實現數據信息互相聯系的網絡通道,并遵循相關的協議進行實現信息互聯的系統[3]。在其系統中,各個計算機既可以分開使用不相互影響,又可以在需要的時候進行相關的信息數據的傳送。局部網絡由兩種分類的存在:局部性的區域的網絡與計算機相互交換機器。其中局部性的區域的網絡是屬;于局部網絡類型中最常見的一種,其中局域網是有四種因素構成,它們分別是拓撲結構、傳輸媒介、傳輸的控制與通信的方式。局域網除了這四種因素還有其中心部分,那就是相互聯系與信息傳送。局域網的傳送信息的方式有兩種,分別是有線與無線,有線的通道是使用雙絞線與同軸電纜或者同軸光纖,其中速度較慢的傳送方式是使用有線中的雙絞線,其最高的傳送速率是幾兆比特每秒。而且有線中的這種雙絞線所能傳送的間距比較短,正因為如此,所以所投入的成本也相對比較少。相較與雙絞線,電纜就具有相對好的性能,它具有互聯設備多,傳送的間距長,容量大,抗干擾好等特點。
3結語
電氣工程作為我國電力事業建設發展的重要工程項目之一,在我國的現代化建設與發展中同樣具有非常突出的地位和作用。近年來,隨著科學技術與信息自動化的建設發展,電氣自動化的應用發展也越來越常見,不僅為電氣工程的施工建設創造了突出的價值,而且對于推動我國自動化技術的發展進步也有著不可小覷的作用意義。在電氣工程的施工建設中,其自動化技術不僅包含著計算機信息技術與網絡信息通訊技術,同時還包含有機電一體化和電機等各種軟硬件技術,擁有比較廣泛的技術覆蓋,它在電力事業的應用發展也包含了從電力生產到推廣運營等各個環節,因此,進行電氣工程及其自動化技術技術的分析研究,具有突出的作用和價值意義,尤其是在國家對電氣自動化技術的大力推廣與支持應用的情況,進行電氣工程與自動化技術發展應用的分析研究,其作用意義更為凸顯。
2我國電氣工程自動化技術的特征與應用分析
2.1我國電氣工程自動化技術特征分析
電氣工程自動化技術作為一種集合了自動化、信息化與智能化的技術手段,其在實際中的應用實現不僅能夠有效的提升電氣工程的施工建設質量效率,更是對于降低電氣工程施工建設成本,推動電氣工程事業建設的大發展有著積極的作用和價值意義。需要注意的是,與其他工程領域中所應用實現的自動化技術不同,電氣工程自動化技術由于受到電氣工程自身的領域特征限制與作用影響,在實際建設應用中所實現的自動化技術不僅包含有計算技術信息技術和各種電子電力技術、通訊建設技術,而且電力調度以及電網建設、改造等方面的自動化要求也比較高,因此,對于促進自動化技術自身的發展提升也有著重要的積極作用和意義。此外,電氣工程自動化技術在新能源的開發應用上,也表現出相對較高的自動化建設與發展要求,這也是電氣工程自動化技術與其他自動化技術之間較為突出的區別特征。最后,在電氣工程施工建設中,其自動化技術不僅能夠實現電氣工程施工建設的遠程監控操縱與集中控制,而且具有現場總線監控的作用功能,在實際建設中能夠借助計算機設備通過中央處理器系統,對施工建設現場與施工過程進行監督控制,以促進電氣工程及其施工建設的改進提升。
2.2我國電氣工程自動化技術的應用與發展
根據電氣工程施工建設中自動化技術的實際推廣與應用情況,主要體現在發電自動化與配電自動化、變電自動化、電網運行調度自動化四個方面。發電自動化是指發電廠在發電運行中通過各種自動化技術與系統應用實現發電量的自動控制,比較常見的發電自動控制系統主要包括自動電壓控制以及自動發電量控制、發電運行中的動力機械自動運行控制等技術系統。根據我國發電廠的發電運行情況,主要包括水力發電運行自動化和火力發電運行自動化,其中,水力發電運行的自動化程度要比火力發電自動化程度高,水力發電自動化需要在水力發電過程中運用調速器以及水輪機、水力發電勵磁控制系統等控制技術,在電力發電運行中實現自動化運行控制。通常情況下,比較常見的水力發電自動化主要有公用設備自動化以及單機自動化、水電廠發電運行綜合自動化等,對于提升水電廠發電運行的經濟效益與安全穩定性有著極為重要的積極作用和影響。在我國,火電廠發電運行中也已經實現了自動化技術的應用,它主要包括對于火力發電信息數據的處理以及發電運行保護、發電運行檢測、運行控制等自動化技術和系統。配電自動化在電氣工程自動化中的技術規模相對比較小,尤其是與電力調度自動化技術相比時。電氣工程的配電自動化中主要包含了現代控制技術、計算機技術、數據通訊與傳輸技術和設備運行控制技術等自動化技術,通過配電運行過程的自動化,實現整個運行過程的自動化控制與運行管理,它在保證電力供應可靠性、提升電力輸送質量與電力服務水平等方面有著積極作用和意義,并且能夠有效減輕電力工程人員的工作強度。電力運行中,變電站主要是實現電能的接受、分配以及變換控制,其自動化程度對于電力自動化的整體水平有著重要的作用和影響。結合變電站工作運行的實際情況,實現變電站工作運行的自動化主要是通過對于變電站工作運行數據的自動化處理與運行控制來保障變電站工作運行的自主性。在我國的變電自動化中,已經應用實現的技術手段包括變電站繼電保護微機化以及遠程遠動控制、變電站運行無人值守模式等。最后,電力調度自動化是實現發、供電保障的重要技術,對于電力供應以及運行服務的質量水平有著絕對的作用和影響,是提升電網運行服務的關鍵技術。目前我國電力運行中已經實現的電力調度自動化技術包括電網運行實時監控技術、經濟調度技術、事故分析處理技術等自動化技術,對于減少電網運行故障、保障電網經濟可靠運行有著積極作用與價值意義。隨著現代化技術的發展進步以及電力需求的不斷提升,電力運行與服務發展過程中也逐漸朝著更高目標方向發展,電氣工程的自動化也逐漸由發電、輸電的自動化朝著電力運行全面自動化方向發展,并且自動化技術水平也不斷的改進提升,管控一體化以及狀態檢修等先進管理與控制等熱點技術在電氣工程中的應用實現也會越來越多,越來越普遍。
3結束語
關鍵詞:電氣自動化技術 電力系統 應用
引言
隨著科學技術的發展,電氣自動化技術在電力系統中的應用與日俱增。目前,電力系統中電氣自動化技術主要涉及以下3個方面:變配電站集中監控、繼電保護和遠程調度管理部分。我國對電力系統中電氣自動化技術的研究起步較晚,近年來雖取得了一定的成績,但與國外先進水平相比仍存在較大的差距。因此,對電氣自動化技術在電力系統中的應用展開研究迫在眉睫,我們必須在結合本國實情的基礎上,研究和開發出更加符合我國國情的電氣自動化綜合技術化系統。
一、電氣自動化技術在電力系統中應用的研究方向
目前我國對電力系統中電氣自動化技術開展的研究,主要可以概括為以下4個方面:
(一)對電力系統智能保護和綜合自動化技術開展的研究
我國對智能保護和綜合自動化技術的相關原理展開了大量研究,將先進的綜合自動化控制理論、人工智能理論、自適應理論、微機和網絡通信技術等引入到電力系統的自動化保護裝置中,使得保護裝置更加智能化,極大地提高了電力系統的可靠性和安全性。經過多年努力所研制成功的分層式綜合自動化裝置,突破了傳統裝置所受的限制,能夠廣泛應用于各種電壓等級的電站,極大地拓寬了綜合自動化裝置的應用范圍。
(二)對電力系統配電網自動化技術開展的研究
我國對電力系統配電網自動化技術開展了大量的研究,主要表現在配網模型、中低壓網絡數字、信息配網一體化、高級應用軟件等方面的突破。其中,高級應用軟件將配電網的實際情況和輸電網的理論算法結合在一起,使用最新的國際標準公共信息模型,利用配網遞歸虛擬流算法對潮流進行計算,利用人工智能灰色神經元算法對負荷進行預測,極大地提高了計算結果的準確性和可靠性。
(三)對電力系統人工智能技術開展的研究
我國對電力系統人工智能技術開展了大量的研究,主要體現在將模糊邏輯、專家系統和進化理論等先進理論運用到電力系統及其設備的故障分析、運行分析、規劃設計等方面,確保了電力系統運行的安全性和可靠性,并能及時診斷各種故障信息,將損失降低到最小,提高了電網規劃設計的科學性和合理性。
(四)對電力系統自動化實時仿真技術開展的研究
我國對電力系統自動化實時仿真技術開展了深入的研究,重點研究了電力系統實時仿真建模和負荷動態特性建模,同時將國外先進的電力系統數字模擬實時仿真系統引入到國內,構建了基于混合實時仿真環境的實驗室。電力系統自動化實時仿真系統不但能夠對電力系統的暫態和穩態進行試驗,而且能夠聯合多種控制裝置,形成閉環系統,從而確保科研人員能夠完成對新裝置的測試實驗。
二、電氣自動化技術在電力系統中應用的設計思想
(一)電氣自動化技術在電力系統中應用的選型原則
電氣自動化技術在電力系統中應用的選型原則,主要從遠程調度和自動化系統監控這兩個方面進行考慮。電力系統的保護裝置一般優先選用微機保護綜合自動化系統,電力系統中電氣自動化的選型接線比較簡單,通常以常規繼電保護裝置為主,選用性能可靠且價格合理的智能化開關。
(二)電氣自動化技術在電力系統中應用的設計原則
電氣自動化技術在電力系統中應用的設計原則主要應從以下幾個方面進行考慮:
1.電氣主接線方式按照原設計來執行,要將采用監控系統后所增加的設備種類和數量(如電力監控器、電量變送器等的數量)在單線系統圖的設備型號說明中加以標注;
2.凡是需要利用計算機監控系統進行遠程遙控操作的開關,一定要使用具備遠程分閘和合閘功能的智能開關,從而確保遠程遙控操作功能得以實現;
3.運行狀態需要進入計算機監控狀態的開關,通常需要使用一對獨立的常開接點引入計算機監控系統,此外,低壓自動開關還需多選用一對常開輔助接點;
4.對繼電保護進行設計時,供電系統應該優先考慮使用變壓保護和綜合電氣自動化技術。
三、電氣自動化技術在電力系統中應用的研究趨勢
我國對電力系統中電氣自動化技術的研究還存在很多不足,未來的研究工作還有很多。電氣自動化技術在電力系統中應用的研究趨勢,主要包括以下3個方面:
(一)國際標準的大規模推廣和使用
近年來電氣自動化技術在我國有了廣泛的應用,但是由于電氣自動化設備的生產廠家眾多,導致這些設備的信息共享和相互操作間存在諸多障礙。為滿足不同廠家所生產設備的兼容性,電子工業協會制訂了IEC 61850標準,作為站端與站間進行通信的標準,從而實現站內的無縫通信。我國要大力推廣和使用IEC 61850標準,并基于此標準開發出電氣綜合自動化系統的相關產品。
(二)將測量、保護和控制工作融合為一體
長期以來,受電力行業專業分工、人員配置和運行機制的影響,我國電氣自動化系統主要通過站內監控采集相關數據、單獨進行保護的工作模式。這種工作模式雖然能對事故進行清晰的分析和處理,但是增加了工作量,降低了設備的利用率。為了減少設備的重復配置率和操作人員的工作量,提高事故的處理效率,必須將測量、保護和控制工作融合在電氣自動化綜合系統中。
(三)以太網技術的使用
隨著經濟和社會的發展,人們對電力的需求與日俱增,加之電網系統越來越復雜化,其涉及的數據和信息也越來越多。在這種背景下,電氣綜合自動化系統所需要采集和傳輸的數據日益龐大,對通訊的實時性和傳輸速度提出了更高的要求。以太網具有傳輸數據量大、傳輸數據快的優勢,能夠滿足電氣綜合自動化系統的發展需求,因此,以太網在電氣綜合自動化系統中必然會有更多的應用。
四、現代電氣工程自動化技術的特點
電力系統自動化的主要內容有電力系統調度自動化、變電站自動化、配電網自動化、火電場自動化、水電廠自動化等。現代電力系統技術上的發展主要以“大機組、大電網、高電壓、高度自動化”為特征來描述。21世紀,信息科技革命的到來,使得數字化、網絡化、信息化、智能化技術得到了飛速的發展,它們在電氣工程發展過程中的引進日益提高電力系統的自動化水平。同時,潔凈煤技術、水電開發、核電的發展也越來越得到重視;新能源的開發利用,特別是可再生能源的開發利用也是現代電力技術的發展趨勢。因此,建立健全的電力市場機制是提高效率、降低成本,促進電力資產的合理利用與發展的有效保證。
五、結語
電網調度自動化是電力系統自動化的主要組成部分。伴隨著科技的進步與社會的發展,自動化技術作為一門綜合性技術,它在電力系統中起到的作用越來越顯著,電力體制改革等新形勢對電網調度自動化系統既提出了新的挑戰,也提供了前所未有的機遇。未來調度自動化技術及系統將會有更快更大的發展,但也需要付出艱辛的努力。
參考文獻
[1] 張國慶.電力系統自動化發展趨勢及新技術的應用[J]. 科技風. 2010(23)
英文名稱:Electrical Automation
主管單位:上海電氣(集體)總公司
主辦單位:上海電氣自動化設計研究所有限公司;上海市自動化學會
出版周期:雙月刊
出版地址:上海市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1000-3886
國內刊號:31-1376/TM
郵發代號:4-346
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1979
期刊收錄:
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期刊榮譽:
中科雙效期刊
聯系方式
關鍵詞:電力系統;電氣自動化;應用
前言:電力系統中電氣自動化技術在我國已有半個世紀的發展歷程,然而在發展初期因受到技術、經濟等因素的限制,其技術水平、適用范圍、穩定性等都不盡理想,直到計算機技術的應用與普及,該技術在各個方面才得以提高。不過,同其他國家相比,我國電力系統中電氣自動化技術依然較為薄弱,所以分析研究電力系統運行中電氣自動化的應用是非常有意義。
一、現代電氣自動化的發展概況
電氣自動化技術的發展得益于信息技術的支持,同時也隨著信息技術的發展而發展,其技術含量不斷上升,這些技術被發展并應用到諸多行業,實際的發展概況體現為:
1、便于維修。計算機作為數據處理機器,具有數據傳輸快、存儲量大、信息采集高速和高效等優勢特點。這些優勢特征能夠使得技術操作較為簡便、快捷,而且非常便于維修和保護。
2、信息化程度高。這一性質體現在以下方面,第一,實踐方面;第二,管理方面。前者涵蓋各種技術與設備的實際操作與運用,后者則體現在不同機構以及數據的管理。信息化技術需要一定的軟件技術、通訊技術做支撐。
3、易于操控。自動化技術的不斷發展同時展同步進行,能夠有效適應市場經濟變化,而且具有良好的技術性特征,而且非常容易操作和控制。
二、我國電氣自動化的發展現狀
(一)電氣自動化系統的維護簡單
現階段,電氣自動化系統借助計算機技術已經確定了規范的執行語音和操作標準,在數據收集、信息傳遞以及使用靈活性方面都有很大提高,這些特性使得電氣自動化更容易維護,進而被各個企業單位接受、使用。
(二)信息化程度高
電氣自動化信息化程度高主要體現在兩個方面,一是管理方面,即各個部門的數據都可及時收集、處理;二是實踐方面,即電氣自動化在設備、技術以及應用方面都有了提高。不過,信息化提高也會帶來一定弊端,它使得控制系統等設備的界限被模糊,而為能確保電氣自動化系統的運行,相應的通訊技術、軟件等就必須更為先進,從而有了一定限制性。
(三)編程接口標準化
最初,電氣自動化系統元器件的功能、型號等會因為生產商的不同而有所差異,其市場比較混亂,這就導致了電氣自動化設備在組合管理方面較為困難。隨著社會發展以及發展需求,元器件的編程接口被統一標準化,進而其使用效率得到了很大提升。
(四)容易控制
隨著科技的發展,電氣自動化技術經過不斷的創新與驗證已經順應了市場的變化和需求,其技術也更容易控制,這也是電氣自動化發展迅速的一個原因。
三、我國電力系統中電氣自動化的應用
電力系統中的電氣自動化技術建立在計算機技術基礎上,正是因為計算機技術獲得了全新的發展,才為電氣自動化技術的普及和應用提供了條件,從而實現對電力系統的高效運營、便捷化管理,提高了對電力系統的有效控制。
(一)智能技術的應用
網絡通信、微機技術、單片機的發展等都使得電力系統中自動化技術的水平有了很大提升,倘若電網的一個環節運行有問題,自動控制系統就會對此發出警報,提醒工作人員檢查維修,并可輔助工作人員分析問題的性質、起因、影響范圍、頻率等,進而有利于優化電力系統。
(二)人工智能技術的應用
以往電力系統若出現故障,人們會通過人工檢測的方式排除系統故障,而電力系統應用自動化技術后,系統中的故障就可通過系統自行診斷、分析,而后根據情況及時進行處理。例如,當電力系統某個區域出現問題后,工作人員無需再切斷該區域的電路而后排查每個線路的環節,直接可憑借自動化技術反映出的故障位置、情況作出相應處理,不僅節約了大量人工成本,還降低了故障對人們生活的影響,提高了電力系統運行的穩定性。
(三)仿真技術
我國電氣自動化技術一直在發展、創新,其水平也逐步提高并與國際接軌,汝電力系統的逐步真態化。該技術具備管理方便、操作簡單以及控制力強等特征,可為電力系統構建仿真模型或者建立動態監控時服務,它不僅能夠提供大量仿真數據,還可同時進行多項操作,更準確地測試出新裝置的性能,從而存進電力系統的完善。
(四)電網技術
在電力系統自動化中,電網調度自動化是其主要部分,能夠高數字信息技術的處理水平,促進電網技術的一體化。電網自動調度的涵蓋范圍極大,能夠憑借計算機網絡控制電網類型不同的省市地區。同時,該技術還可有效地控制電力系統中的裝置,如開關設備、變壓器、高壓絕緣串子等,并統一管理這些設備的信號、運行參數、數據等。
(五)多項技術的聯合
以往,電力的故障處理、管理、養護等工作是分屬于各個相對獨立的部門,因此在電力系統管理、配合等方面會存在某些紕漏或者問題。而電氣自動化技術可聯合其他先進技術對電力系統的各個環節進行統一管理,在滿足不同用戶需求的同時提高電力系統的綜合水平。
四、電氣自動化技術的發展趨勢
電氣自動化技術還存在一定的缺陷,如電力系統控制力低的半控晶閘管,容易受外界影響的變化器等,這些問題都會影響到電氣自動化技術的發展。從信息技術的發展來看,電氣自動化技術必須更科技化、國際化才能真正發揮其實力,例如選用操作簡單、維護方面的電子開關技術,使用穩定性更強的高頻化的變化器,為更好地管理控制電流而以坐標變化技術為基礎分開控制電流磁場等,這都是電氣自動化技術為解決以往問題的發展方向。
結束語
綜上所述,隨著計算機和電子技術的不斷發展,極大改進了管理方式,同時電力系統各類新技術也在相互影響和促進著,還需要相關部門不斷的總結經驗,敢于創新,加快設備更新,提高系統運行管理人員的素質,為電力系統的發展做出更大的貢獻。
參考文獻:
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關鍵詞:發電廠;電氣綜合;自動化技術;發展;
中圖分類號:TM6 文獻標識碼:A 文章編號:
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。基于ECS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
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作為制造大類的電氣自動化技術專業是中國著力打造世界制造業基地的緊缺專業之一。電氣自動化技術方面的高等技術應用性人才市場需求潛力巨大。電氣自動化技術專業的畢業生主要面向企業自動化生產線的供配電系統、電氣工程、電氣控制設備、自動控制系統和計算機測控系統安裝、調試及運行維護,機電設備公司的設備銷售、安裝及維護、樓宇智能化及交通智能化設備的安裝、調試及運行維護,電力系統的設備運行及維護等。
電氣自動化課程一般都開設《自動控制原理》等關于電氣自動化技術基礎方面的課程, 課程內容除了一些有關自動化系統的基礎理論外,其課程中所講述的電氣自動化技術、裝置與器件,大多數都與當前工業現場使用的技術、裝置與器件有脫節。顯然,這樣的教學,無論是內容、方法及水平、都已大大落后于技術的發展,脫離了職業崗位的需求。深化校企合作,創新人才培養模式,緊密結合產業發展,深化課程體系和課程內容改革,在辦學過程中,電氣自動化專業逐步構建起了“校企融合、能力遞進”的工學結合人才培養模式。以“工學結合”的模式校企共同培養本專業自動化生產設備應用方向的學生。既突出崗位技能,又注重人文素質培養。學生綜合素質高,專業技能強,從而受到用人單位的普遍歡迎。
根據本地區經濟與社會發展對高技能專門人才的實際需求,基于電氣自動化專業崗位典型工作任務,以能力培養為主線,將中(高)級維修電工、可編程控制系統設計師、機電一體化工等職業資格認證課程內容融入到專業課程體系。構建以電氣控制系統的運行維護及技術改造;自動化生產線的組裝與調試、維護和維修及電子線路的設計與維修等3大能力培養為主線的課程體系。有專業指導委員會對人才培養目標進行恰當的定位;根據培養目標,設計培養規格;根據培養目標與培養規格制定人才培養方案,人才培養方案擁有科學的理論、實踐教學有機整合的模塊化課程體系。 根據培養目標、培養規格與培養方案,以校內、校外實習實訓基地為載體,采用“任務驅動、實境育人”的人才培養模式,采用“項目引導”、“任務驅動”、“學訓交替”等多種工學結合適合職業教育目標的課程組織模式。通過畢業生的社會反饋,畢業生適應本地區社會經濟發展的需求。
電氣自動化技術課程的設置主要有兩種方法,一是在保持原來開設的電氣自動化基礎課程基礎上,將當前通用的電氣自動化技術插入到傳統技術課程中,如將 PLC技術或變頻調速技術穿插到電機控制、接觸器/繼電器控制等技術中,以解決電氣自動化技術課程不足的問題。二是單獨開設自動控制原理、傳感器、PLC、單片機技術、電力電子技術、變頻調速技術、供配電技術、工業網絡、組態技術等都課程,由于信息技術和計算機技術在電氣自動化領域中的應用日益廣泛,要求我們必須改革原有課程體系中陳舊的內容,并根據自動化技術的發展增加新的教學內容。
強調以素質教育為核心的“基礎+專業”結構本科人才培養模式,隨著教學改革新形勢的不斷變化而變化。學校制定和修訂人才培養計劃,要貫徹黨的教育方針,遵循高等教育教學基本規律,主動適應社會、經濟、文化和科技發展對人才培養的需要。固化學校已經取得的教育教學研究成果,借鑒、吸收外校教學改革的成功經驗,體現學校定位和人才培養目標,反映學校辦學特色。堅持知識、能力、素質協調發展和綜合提高,使學生得到全面發展。堅持整體優化,科學地處理好各教學環節之間的關系;堅持共性與個性的充分結合,因材施教,促進學生個性發展;突出人才培養特色,滿足行業發展需求,構建適應未來社會發展以及終身教育需求的知識結構、能力結構及綜合素質培養。
優化實踐教學環節,推進實踐教學改革,建立科學系統的實驗教學體系,增加綜合性、設計性、應用性、創新研究性實驗的比例,使綜合性、設計性實驗課程達到實驗課程總數的30%以上;五是第二課堂.著重于實施大學生素質拓展計劃,以提高學生綜合素質,全面發展.主要有各類大學生競賽、學術論文和研究成果、校院兩級各類科技學術節活動、文體競賽活動、社會實踐和社會工作;在校內的實訓基地營造職場氛圍,利用實訓室先進的設備,進行系統的設計、安裝和調試,重點培養學生對現代控制系統的設計、安裝、調試、維護維修能力。每學期末設置綜合性的實踐應用型項目,給學生分組布置任務,讓學生查找資料、設計、仿真、裝配、調試、檢測、合作完成,培養學生理論與實踐結合、靈活應用知識的能力和團隊合作精神。通過開放“創新實訓室”、定期舉辦“電氣技術設計競賽”,以及創新激勵制度的實施, 使各門課程在教學環節中,注重創新能力的培養已蔚然成風。從“技術改造和小發明”為起點,到內容復雜的課程設計、畢業設計,循序漸進地加強學生的創新能力的培養。
關鍵詞:電氣工程;自動化控制;智能化技術
0引言
隨著信息技術的發展,網絡技術與通信技術都與信息技術相結合,特別是智能化技術的運用,使電氣自動化控制實現了智能化運行。特別是目前的企業中普遍使用了自動化技術,使電氣工程的運行效率有所提高,而且運行質量明顯改善。實施了智能化管理,電氣自動化控制工作效率有所提高,不僅確保企業運營的穩定,而且還可以發揮智能遠程控制的作用,保證了生產安全。智能化技術使得電氣自動化控制功能得以充分發揮,使得電氣設備處于良性的運行狀態。
1目前電氣工程自動化控制技術的應用情況
中國電氣工程自動化控制所發揮的作用是有目共睹的,很多企業都采用這種控制方式,可以提高自動化控制質量,控制效率也得以提高[1]。設備的自動化運行是目前的技術發展趨勢,而且隨著自動化技術的不斷升級,自動化控制作用的充分發揮,使得產品的性能得以充分發揮。中國的電子工程發展中,自動化技術起到了引領作用,多年的發展進程中,電氣工程自動化技術適應應用領域的需求不斷地升級,也使得該技術應用越來越得廣泛。從目前的電氣自動化工程的應用情況來看,廣泛應用的系統包括分布式控制系統(distributedcontrolsystem),簡稱“DCS”、IE語言系統、WindowsNT系統,電氣自動化控制系統以及自動控制系統[2]。這些系統處于自動化運行狀態,其中,電氣自動化控制系統為集中控制,自動控制系統為信息集成化控制。分布式控制系統的優點是具有良好的擴充性,而且具有實時性。但是,運行分布式控制系統,所使用的是傳統的儀表設備。要保證系統安全穩定地運行,就需要重視后期的運維工作,即便如此,也會由于技術維護不到位而導致系統運行故障,特別是設備的維修難度比較高,就更增加了系統運行故障的發生率。IE語言系統是可視化的語音控制系統。該系統的運行中,如果語言有多個,就需要對語言按照順序排列。通過操作“上移”“下移”按鈕,就可以對語言有效排雷。在對語言編碼進行選擇的過程中,要參考網頁內容,讓瀏覽器自動選取需要的語言以及字元集。在具體點操作中,首先是開啟InternetExplorer瀏覽網頁,之后在網頁上點擊鼠標的右鍵,就可以彈出列表,點擊其中的“編碼”項,之后點擊“自動選擇”[3]。如果通過“自動選擇”不能夠自己所需要的語言編碼,就可以采用將手動的方式進行操作,就可以按照自己的要求調整語言編碼。具體的操作方式是,在網頁上按一下鼠標右鍵,選擇“[編碼”,用手動操作的方式選擇相應的語言編碼。如果在選項中沒有自己所需要的編碼,就可以點擊“其他”,選擇語言編碼。WindowsNT是可視化的控制系統,可以使得電氣工程設備運行中進行可視化操作。WindowsNT(WindowsNewTechnology),是可以進行PC操作的系統,主要是用于計算機網絡操作、網絡服務器等等。WindowsNT與通信服務集成。微軟公司給予原有的系統開發了“新技術”,此即為“NewTechnology”,即為“NT”。所謂的“NT”還有另一個解釋,就是指模擬器“N10”,即“N-Ten”。WindowsNT在電氣工程中的應用,可以通過可視化操作起到了智能控制的作用。WindowsNT的操作是非常容易的,而且具有集成化的特點,可以實施一體化操作。當進入到后期的技術維護階段的時候,也是非常容易的。集中控制下的自動控制系統在運行中,不僅運行的速度非常慢,而且所有的運行都是在遠程監控下運行的,這樣就會導致主機的運行空間減小了,自動控制系統所具備的性能也會受到影響。這就必然會導致系統在運行中可靠性比較低,很容易產生故障[4]。信息集成化的電氣自動化控制系統在運行中,是通過操作可視化的瀏覽器進行操作信息的,這樣就可以及時地了解系統運行情況,對于故障發生點以及故障的原因都能夠及時掌握。對于信息處理的過程中,系統還可以在運行的過程中對信息進行整理,還可以對信息進行智能化分析,提高信息的準確率。
2電氣工程自動化控制應用智能化技術所具備的特點
2.1智能化技術可以實現無人化超控
智能化技術的優勢在于,任何情況下都能夠得到認可。在對電氣工程自動化控制系統的調節中,所調節的是魯棒性(Robustness)、下降的時間和系統響應的時間。通過對各項參數的調整,就可以將自動化控制工作調整到自己所需要的狀態[5]。智能化技術環境下,電氣設備得到調節,就可以實行自我控制的作用,由此,實現無人化操作控制,人力成本得以降低。
2.2智能化技術并不需要控制模型
智能化技術的優勢在于,使得自動化控制器的安全系數有所提高,面對復雜的動態方程,不會產生難以控制的現象。與傳統的控制模型相比,自動化控制器應用智能化技術,工作效率都會有所提高,而且還能夠對未來的運行情況作出預測。
2.3使用智能化技術對于不同數據的處理存在著一致性
智能化技術對于不同數據的處理,所使用的是智能化控制器,無論是輸入任何的的數據,都可以做出準確的評估。即便是一些數據不屬于是常用數據,通過運行智能化控制器也會獲得準確的結果,而且還可以自動啟動評估功能。智能化控制器的控制對象具有較強的變更性,對于控制對象就會產生不同的控制效果,要實現全面控制是難以實現的,所以,需要對該技術進一步完善。
3電氣工程自動化控制中智能化技術的應用
3.1診斷電氣工程自動化控制中所存在的問題解決
電氣工程系統運行中,如果存在故障,就需要進行診斷。如果采用傳統的診斷方式,就是通過人工操作來完成的。這種診斷方法不僅診斷的準確率不高,而且很難得到正確的病因[6]。但是,這種技術對于專業技術人員的技術要求是非常高的。如果電氣工程自動化設備存在問題,特別是在數據上存在誤差,就必然會對電氣工程自動化控制的效果產生不良影響,但是這種失誤是難以避免的。人工診斷的效率必然會很低,導致故障不能夠及時發現,更是難以查找到故障原因,所以,對于故障難以及時處理,必然是后果非常嚴重。將智能化技術應用于電氣工程自動化控制中,可以對系統進行智能化管理,而且還可以遠程控制和監督,通過實時跟蹤進行檢測診斷,由此可以避免系統運行中存在潛在的問題。
3.2應用智能化技術對電氣工程的設計進行優化
電氣工程的設計中,如果采用傳統的技術,就會導致不斷地重復勞動,設計人員還要對設計方案進行改良,還要通過實驗試驗。很多時候,一些設計中所存在的問題,設計人員還沒有考慮到,如果涉及應用中出現了問題,要將問題的原因查找出來也是非常難的,導致很多的問題都不能夠在有效的時間內解決。通常從事設計工作的人員要具有非常高的專業水準,不僅要精通專業知識,還要懂得相關的業務知識,對于理論知識的應用能力是非常強的。將智能化技術應用于電氣工程自動化控制中,就會使得原有的工作狀態發生了改變。設計工作通過運行設計軟件就可以完成,而且所有的設計信息都可以在網絡平臺上傳遞,由此提高了設計效率,而且設計的精準性也有所提高。由于設計軟件都有修改功能,可以在保存原圖的情況下進行修改,就可以節省大量的設計時間,而且設計樣式也更為豐富了。
3.3整個的電氣工程對采用智能技術控制
電氣工程控制系統的運行中,有很多的環節都處于控制之中。要實現控制的系統化和集成化,就要采用智能技術。智能化技術主要運行的是專家系統控制對電氣工程進行控制,使得自動化運行效率更高。另外還會采用神經網絡控制和模糊控制,可以對電氣工程實施多層次控制、神經網絡控制不僅層次結構多,還可以運行反向學習算法,特別是其子系統中,通過判斷系統參數,對參數進行調控,就可以判斷轉子的速度。正是由于神經網絡控制的優勢性能,才能夠對運行識別模式,使得信息的處理更為及時準確。
4結束語
綜上所述,科學技術的發展進程中,信息技術起到了重要的推動作用。電氣自動化控制中,信息技術發揮著重要的作用,特別是智能化技術的應用,實現了自動化控制的智能化運行。目前的電氣自動化控制設備得以廣泛應用,主要是智能技術發揮著遠程監督控制的作用,可以提高電氣工程自動化控制效率設備的應用價值,電氣工程自動化控制所具備的價值都充分發揮出來。
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