对电气工程自动化系统的分析与研究

对电气工程自动化系统的分析与研究

罗宗滨

福建省将乐县供电有限公司罗宗滨

摘要：随着电力应用范围的逐渐扩大，电气自动化进程已经是至关重要的一个课题。现阶段各行各业都涉及电气自动化技术，不管是电气开关，还是科技航天，都离不开电气自动化。电力的发展，可以有效促进生产力的提高，还可以提高人们的生活水平和生活质量。本文简要分析了基于电力工程的电气自动化应用探究措施。

关键词：电气工程；电气自动化；应用分析

随着当前社会的发展，人们通过对电力资源的高效利用使工业经济的规模越来越大。完善电力工程系统可以促进我们当前社会主义市场经济建设综合效益的提升，更可以进一步实现我国经济总体上的良性运行。建立健全整个电力工程系统将有利于整个社会经济建设的协调长远发展。

1.电气工程中电气自动化应用的优势

电气工程中电力设备的在线监测优势：目前，在电力系统中应用了越来越多的一次设备，比如变压器、短路器、发电机等，那么就需要实时检测这些关键的参数，这样监视设备除了要对运行状态进行在线反馈之外，还需要对设备中发生故障的原因进行有效判断，以此来对设备的保养周期进行缩短，设备的使用寿命可以得到有效延长。

电气自动化应用下电气工程中电力设备的智能化：在一般情况下，安装电力系统中一次设备和二次设备时，需要控制之间的间隔，通常需要有几十米的间隔距离，但是部分甚至需要有几百米，利用大电流控制电缆以及强信号电力电缆来将其连接起来。在设计一次设备的结构时，往往需要对常规二次设备的功能进行充分考虑，这样大量的电力信号电缆以及控制电缆就可以被有效的节约下来。

2.电气自动化技术的发展

2.1变换器电路从低频向高频方向发展

变换器电路是电力系统中的主要构成成分之一，其发展变化过程与电力电子技术的发展变化紧密相连，可以说，电子元器件的更新换代速度直接影响着电气自动化的发展速度。在以前使用晶闸管时，电力系统中的直流电路运行模式无法避免的出现交流变频情况出现，随着电子元器件的发展迅猛，PWM交换器逐步替换了普通的晶闸管，这使得电力行业解决了电动机在低频工作状态下出现的额转矩脉动现象，另外电动机的有效功率也得到了显著地提升。可是，使用PWM交换器带来了较大的振动噪音。直到美国威斯康星大学研发出直流环逆变器，它可以实现电气元器件功能的灵活转变，不仅能够在零电流下进行转化，又完全消除了开关损耗。这个研发成果的使用，有效的降低了电力系统运行成本，提升了逆变器的集成化程度，还使得电气自动化技术得到了很大的提升。

2.2交流调速控制理论

利用对异步电动机定子电流矢量进行测量进而控制，从而达到控制异步电动机励磁、转矩两电流的目的，最终实现对异步电动机转矩的控制，这一控制过程称为矢量控制，也即交流调速控制。在该理论的支持下，对三相异步电动机的控制基本上相当于滞留电动机，可以使三相异步电动机具有等同于直流调速系统的静态性能和动态性能，很大幅度上提升了交流调速的竞争力，并最终可以提升电力系统的自动化水平程度。

2.3智能保护与综合自动化技术

上世纪九十年代以来，电力系统自动化技术的研究一直很热门。我国电力领域的科研工作者也先后对电力系统智能保护与综合自动化技术进行了大量的开发与研究，并根据我国国情将最新的理论成果和实践技术应用到国内各电力系统的继电保护装置中。从而使新型保护装置进入了智能化时代，也极大地提高了电力系统的安全性和可靠性。截止2011年统计结果显示，我国自产产品已经实际应用于220kV及以下电压等级变电站的自动化中，而330kV及以上电压等级变电站也有不少选择试用。目前，我国研究工作人员针对我国电力系统研究开发的分层分布式综合自动化装置已经先后投入到我国大约两万余所35kV～500kV各种电压等级的变电站中以及每年新建的千百所变电站中运行。

2.4电气自动化的实时仿真系统

为了能够实时监测到电力系统的符合情况，科研人员对电力系统进行了仿真建模，通过建立的电力系统数字模拟实时仿真系统，可以在不同环境下对模拟电力系统的进行稳态和暂态实验，为科学研究提供大量的试验数据的同时，还能够与多种控制装置组成闭环回路，对整个电力系统装置进行监控。使用实时仿真系统还能够为电力系统提供智能保护和新型的输电系统研究提供实验条件。

2.5电力系统配电网自动化技术

我国的电力系统由发电、输电和配电三部分组成，其中发电部分全部在发电厂运行过程中，输电部分包括高压输电和变电站部分，配电直接服务于各个电力用户。配电自动化技术是服务于城乡配电网改造的重要技术，主要利用电力电子技术、网络通信技术等与电力设备相结合，通过配电网来进行潮流计算之后，应用人工智能来进行负荷预测。

2.6人工智能在电力系统中的应用

随着人工智能的发展越来越完善，研究人员也开始将神经网络、支持向量机、模糊逻辑和进化理论等应用到电力系统的故障诊断、设计规划、运行分析等方面，从而使电力系统运行和控制逐步实现智能化成为可能。

3.电气自动化在电气工程中的应用

电网调度的自动化应用：电气工程中的电网调度自动化主要是自动化系统所实现的，这个系统包括很多的组成部分，比如大屏幕中心显示器、打印设备、工作站以及先进的计算机网络及其服务器等。它可以实现很多方面的功能，比如经济调度电网的运行，结合电力市场的运营需求，来分析和监控电网运行情况及其安全状态；对电力生产过程中的数据实时采集，对发电进行自动控制，实时评估电力系统状态，合理进行调度，预测电力负荷，处理和分析电网运行状态以及出现的各种安全事故。在具体实践中，会有很多的电力异常运行或者故障出现于电网运行中，这些故障都是迅速发生的，并且有着特别复杂的因素，如果没有及时的进行判断和检测，或者是采取了不正确的处理方式，那么设备安全就会受到影响，人们的生命财产安全也无法得到保证。而在电气工程中应用电气自动化，可以实时监测和分析电网的运行状况，将事故的发生源及时找出来，然后通过分析，采取一系列的促使来进行解决，这样事故就不会出现扩散问题，事故的发生几率可以得到有效降低。

发电厂分散测控系统的自动化应用：主要由以太网、过程控制单元、运行人员工作站等构成了发电厂分散测控系统，在实际应用的过程中，分层分布结构一般得到了广泛的采用。过程控制单元不仅可以直接应用于生产运行过程中，还可以对其他的信号进行直接接收，比如热电阻、电气量、现场变送器、开关量等等，完成了运算处理之后，可以在画面上实时显示设备的运行状态和运行参数，这样就可以对执行机构进行直接监控，在电气工程中应用电气自动化的各种功能也可以得以实现，比如检测、联锁保护与控制等等。变电站电气自动化及配电自动化的应用：将自动化技术应用到变电站中，主要是有机结合了信息处理技术、自动控制技术和传输技术，原来人工作业模式可以被电气自动化装置或者计算机硬件系统给替代开来，这样变电站的运行效率和管理水平就可以得到有效提高。从这一个角度上来讲，在变电站中应用电气自动化技术，主要是对变电站中各种电气设备的运行和安全状况进行多层次和全方位的监控，以此来提高控制的效率。

总之，电气自动化的应用能更好地满足时代的需求。我国的电力系统综合自动化技术起步较晚，与国外相比，在某些技术方面存在着一定的差距。所以，我们不仅要学习和借鉴国外的先进技术，同时注重自主研发适合我国国情的电气自动化系统，为我国电力系统发展做出贡献。

参考文献：

[1]曹金华.电力系统中电气自动化的应用分析[J].科技与企业，2012，41（13）：360-361.

[2]王仁.电力系统中电气自动化技术处理中应用思考[J].北京技术，2009（11）：32-33.