电力拖动与自动化控制的要点分析

电力拖动与自动化控制的要点分析

孔令星

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摘要：以自动化控制技术开展对电力拖动的规划建设，与当前社会技术智能化、能源环保化趋势深度契合，同时，自动化控制技术的应用也有利于提升电力拖动系统的运行效率。电力拖动企业要实现自身产业领域的全新升级，一方面要系统掌握自动化控制技术应用要点，还应从完善自动化控制技术评估机制、更新电力设备、培养高素质人才队伍等多个方面同时着手。

关键词：电力拖动；自动化控制；要点分析

1 自动化控制技术介绍

自动控制技术是将现代电子、信息处理、网络通信三种技术有机融合成一个整体而形成的一项具有综合性的技术，这项技术可以通过远程监督管理，确保系统安全稳定运行。自动控制技术在不断的发展，电力自动化的服务水平也得到了很大程度的提升。

传统的电力系统控制不够准确，而现在的电力系统自动控制技术大大降低了生产成本，大量解放了劳动生产力，降低了物力的成本，缩短了生产过程的时间，减少了生产事故的发生，对电力系统的维护也具有一定的意义。同时，自动控制技术的应用减少了生产生活中的大面积和频繁停电的生产问题，对提高生产的稳定性和可靠性具有非常明显的效果，对于延长设备的使用寿命也有着很好的作用，可以全面改善运行设备的性能具有显著效果。

2 电力拖动与自动化控制原则

各个环节的技术都要符合规范要求与规定，通过对智能化设备、系统和线路等方面的实时监控，第一时间发现故障的位置，对问题及时分析、反馈和处理，这样才能最大限度地保证每台设备的安全运行。要确保操作人员的技术水平，防止因人员不专业导致安全事故，对施工人员的生命健康造成威胁。自动控制技术对数据收集和问题处理能力的要求很高，首先要对异常的数据进行判断和处理，随后对造成电力系统运行的危险因素进行排查，才能保证电力系统运营的稳定性与可靠性。最大程度减少系统运行的成本，保证利益最大化。

3 电力拖动系统中自动控制技术的应用要点

3.1 可靠性控制

自动化软件的应用是电力系统自动控制中最重要的项目，在进行软件操作时，操作人员可以提前设定使用权限，来减少出现返回校正的次数，防止出现非法操作的情况。但是监控软件也要设置允许发生几次失误，这样当操作人员失误操作的时候，就能减少对系统的影响。

操作人员运用自动控制技术可以实现远程控制和就地控制，通过给变动站中的监控主机一个动作指令，完成多级的自动控制。还可以通过在间隔层对监控单元开关进行手动控制，以便工作人员查看故障点。

操作系统的命令发布程序按选择、校验、执行的顺序进行，完成了第一步才能进行下一步，操作系统会对工作流程进行自动、详细地记录。系统的监控需要用到双机双网的配置，其主要作用是当其中一台设备发生故障的时候，另一台设备能够正常运行。通过加强网络管理，利用分层、分布式的系统结构，当监控系统的主站与以太网相连的时候，能够提高变电网运行的可靠性。

3.2 闭锁操作控制

为了防止自动化控制中的错误导致，需要加强开关设备操作系统的可靠性。当运用计算机软件实时监控线路时，电气联锁使用的频率会降低很多，能实现多级联锁。目前大约有三种方式在变电站中完成不同的电压等级和电气间隔的闭锁操作：第一种是对软件进行控制，根据软件编程程序在监控主机中设置防失误操作的程序，可以实时控制变电站，可以识别网络上所有交换机和终端的信息，将信息一起传输到主机，同时根据设备的运行过程控制变电站的锁定功能。第二种是硬件闭锁。第三种是软硬件结合进行锁定，软件操作锁用于变电站监控主机，同时，将硬件闭锁装置用到系统，这样能降低操作过程中的错误概率，提高系统可靠性。但是这种锁定方法实施难度大、成本也很高。

3.3 短路保护

短路故障产生原因包括线路设备绝缘体因自身老化和长时间处于高温条件而出现绝缘失效情况、线路内产生过大电流与电磁脉冲而损坏线路设备、没有及时更换故障设备、带电检修线路和带负荷拉闸等不当操作行为。针对此类故障问题，可以采取熔断器保护、零序电流保护、相电流保护、智能保护的安全保护策略，来应对不同成因的短路故障。

（1）熔断器保护。在电力拖动系统结构中额外加装熔断器装置，装置具备发热与自熔使用功能，线路电流通过装置时出现发热现象，电流值越大则装置温度越高，在熔断器工作温度超过一定标准值时，熔断熔体来切断电流，避免线路设备绝缘体在高温条件下出现绝缘失效、老化速度加快的问题。

（2）零序电流保护。在线路上设置零序电流互感器，在电力拖动系统运行期间，装置负责检测是否形成零序电流，以此来判断是否出现接地短路故障，在检测到故障问题后自动执行切断电流、发送报警信号等保护动作。

（3）相电流保护。在系统中安装电流互感器、主接触器等装置，在运行期间自互感器取出电流后流经继电器吸合，在回路上形成一个常闭节点，如果出现电流值异常波动、实时电流值超过界限值的情况，由常闭节点形成的电磁力来抵消弹簧压力，拿掉主接触器吸合电流，起到保护效果。

（4）智能保护。在系统中安装可编程逻辑控制器等具备信息采集、智能决策、远程控制等功能的设备，在线路设备上安装若干种类传感器或探头，由传感装置持续采集线路电流、电压等参数的现场监测信号，将信号发送至控制器，对比目标值与额定值，在实时运行参数超出警戒值时，自动采取切断电流、发送报警信号等保护措施。

3.4 安全链

安全链也被称为电动机安全系统，是一种独立于计算机操作系统的软硬件安全保护措施，将欠电压、过流保护、轴瓦温度保护、油压等会对电动机及电力拖动系统造成严重损害问题的多项故障节点进行串联处理，将安全链设定为串行条件，组成串联回路。在电力拖动系统运行期间，如果任意一处节点出现故障问题或发送闭合信号，都会启动安全链保护程序，将整条串联回路断电，控制电动机等设备即刻紧急停机，以此来保障电力拖动系统不会因运行故障而严重受损。同时，唯有在全部故障节点均得到妥善处理后，方可关闭安全链程序，恢复系统正常运行状态。

3.5 运行连锁与启动联锁保护

首先，运行连锁是保持电力拖动系统中的全部或多数设备同时处于正常运行状态的一种控制方式，在任意一台设备处于调停状态、或是因故障问题而停机运行时，系统自动向其他连锁设备下达调停指令。其次，启动联锁保护是提前启动一般性设备运行一段时间，一般性设备在启动后发送运行信号，将其作为电动机等特定设备的启动条件。

3.6 信息处理安全保护

在电力拖动系统中应用到大数据、云计算、私钥加密算法、公玥加密算法、保密通信等信息化技术，负责在系统运行期间替代或辅助人工完成数据采集、汇总整理、运算分析等操作，以及对传输信息进行加密、解密处理，以此来保证电力拖动系统运行安全、稳定。例如，在处理庞大信息时，将数据处理任务提交至云计算平台，采取分布式算法进行独立处理后整合获取计算结果。

4 结束语

综上所述，为充分发挥自动控制技术优势，应加强对自动控制系统的研究，树立正确设计思路，根据控制使用需求来制定科学、合理的电力拖动自动控制系统设计方案，综合采取短路保护、安全链、运行连锁与启动联锁保护等安全保护策略，保持系统组成器件间的高效协调配合状态，为企业生产保驾护航。

参考文献：

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[2]张海建.电力拖动与自动化控制分析[J].技术与市场,2021,28(10):133+135.

[3]刘卫东.电力电气拖动系统自动化控制的设计任务分析[J].山东工业技术,2019(12):193.