电力工程施工电气自动化技术研究

电力工程施工电气自动化技术研究

苏振龙

霍林河循环经济电力监控指挥中心，内蒙古自治区通辽市霍林郭勒市，029200

摘要：电能是人们生活中必不可少的能源，并且随着社会的发展水平不断提高，电能在人们生活中发挥的作用也开始不断地提升，因此电力企业必须要不断地提高电能供应的水平，采取一系列的措施来保障电力工程建设的顺利进行，不断地促进电气自动化技术在电力工程中的应用。具体地，电力企业在建设电力工程的时候应当首先明确影响电力工程建设的因素，从而在施工的过程中严格对这些因素进行控制。另外，电力企业也应当对施工过程中遇到的问题进行详细的记录，通过不断地发展问题、分析问题、解决问题的过程来帮助促进电力系统的顺利进行，进而推动经济社会的发展，保障人们的生活质量。

本文就根据目前我国电力工程中电气自动化技术的具体应用进行了分析，希望能够给帮助促进我国电力工程的发展，给我国电气自动化技术的大范围应用起到一定的促进作用。

        关键词：电力工程；电气自动化；应用

1、电力电气自动化的概述

        1.1 电力电气自动化的运用意义

        （1）不管是电力工程，还是自动化本身技术，将电气自动化渗透在电力系统中都具有很强的现实意义，其主要表现在：推动电力系统自动化水平上。它本身属于高科技的范畴，在电力应用中，以电力设施与技术更新为主，当然也能带动电力工程信息化水平，特别是电力设施权限上;具体如：电气设施模糊化，同时运用范围日渐加宽也极大的推动了电气自动化技术水平的提高。

        （2）将电气自动化技术运用在电力工程中，能够有效提高管理效率。为了满足电气自动化应用要求，电力设施与技术管理都需要不断调整。同时，电气自动化和计算机有着密切的联系，在相关设施维护时，只要经过计算机就能达到要求;然后再由工作人员结合数据信息，利用计算机运行以达到对相关设备运行的维护，同时这也是控制工作人员工作强度的有效方式[1]。

        1.2 电气自动化技术的设计原则

        从总体来看电气自动化技术必须遵循的原则，主要包括以下方面：

        （1）电气自动化控制设施的连线形式必须结合原有的系统设计，即使使用的是监测系统也必须添加设备数量与种类，并且在图纸设计中详细说明，以保障设备连接的精确性。

        （2）在计算机远程开关中，必须使用远程闭闸、开闸智能开关，以确保远程操作中的自动化控制顺利实现。

        （3）利用计算机实现开关监控，在接点打开的情况下，将其纳入监控体系。如果是低压开关，必须设置辅助接点。

        （4）在设置与安装继电保护设施时，必须整合综合电气与变压保护技术[2]。

2、电力工程自动化施工管理技术特点

        电力工程自动化管理一项非常重要的工程，其中涉及到了多种学科和技术，其在技术和施工管理方面具有的主要特点为：首先是复杂性。电力企业设计结构方面相对复杂，施工中也存在特殊性，在电力市场中自动化施工管理技术已经变成关键技术，只有合理应用这种技术才能解决复杂多变的电力问题。随着时代的快速发展，电力施工管理要求逐渐增加，所以仍然需要对技术进行完善;其次为全面性，电力工程自动化工程管理涉及到领域相对较多，在每个施工环节都要使用多种技术，知识应用和技术应用呈相互贯穿状态，在我国地域分布不平均的情况下，也需要根据地区特点确定自动化施工管理技术，这样才能满足外部环境特点;最后是细节性，在电力施工方面来讲，电力建设细节原件结构都会影响工程自动化程度，所以，电力企业需要合理调整多种施工原件，为电力工程自动化施工管理提供良好环境[1]。

3、电力工程自动化施工管理现状

我国电力工程自动化管理和西方国家依然存在着较大的距离，而且还存在多方面的问题。目前我国虽然可以按照图纸要求完成成本控制和预算，但是没有完善的监督管理机制。电力工程自动化管理需要得到完整的体制支持，在电力工程事业快速发展的情况下，以往的施工经验和传统技术已经无法满足实际需求，因此也在施工上出现了多种问题，具体的表现为：首先工程建设任务量逐渐提升。电力工程项目逐渐增多，在开展项目施工的准备阶段需要做好设计工作，逐渐降低工程施工难度，这样才能降低未知风险发生的概率。其次，在一般情况下单位只是依靠自身经验进行项目投资，在技术应用和施工专业性方面存在问题，从而严重影响了施工质量。最后，电力工程自动化管理实现过程中需要耗费大量物力资源和人力资源，施工单位经常出现物料紧张等情况，为劣质材料使用创造了机会，对于电力工程质量造成了严重威胁。以上提出的问题都对电力施工制动化管理技术发展造成了影响，新时代电力工程自动化管理已经有全新标准和要求，所以未来一定会朝着精细化和科学化方向发展。
4、电力工程中电气自动化技术
        4.1全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管
        晶闸管作为第一代电子电力器件，在我国电力工程发展中起着十分重要的作用，但伴随着电力技术的发展和提高，交流变频技术的兴起，第一代半控型晶闸管已经不能适应现代化电力系统发展的要求，在这种背景下，作为新一代的复合型电力电子器件IGBT/MGT应运而生，IGBT拥有和MOSFET一样的高输入阻抗、高速特性和GTR大电流面密度特性的混合器件。开关速度快，通态电压低，工作频率高，并且具有宽而稳定的安全工作区，工作效率高，驱动电路简单，更符合现代化对电力器件的需求[3]。

        4.2变频器电路从低频向高频方向发展
        在电力电子器件不断更新的过程中，为了能够适应电力电子器件的需求，由它组成的变换器电路也在不断的更新换代中，以往的变频器电力已经不能满足新一代电力电子器件的需求。采用谐夺式直流环逆变器能够有效的降低开关损耗，保障开关在频率上的提高，把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上，使电力电子器件在零电压或零电流下转换。加强变频器电力从低频向高频方向的发展不仅能够有效的降低开关损耗，并且节约成本，提高逆变器集成化，在电气自动化技术中具有广阔的发展前途。
        4.3交流调速控制理论的日趋成熟
        随着对交流调速控制理论的深入研究，将复杂的矢量变化与电动数学模型进行简化处理，在对交流调速控制理论研究过程中，其控制思想独特，具有创造性，控制结构简单，控制手法直接，对信号处物理概念明确，转矩响应迅速，大大的提高了调速效率，形成一种高静动态性能的新型交流调速方法。适应现代化的电气自动化技术发展的需求。
        4.4通用变频器开始大量投入使用
        随着变频器技术的成熟发展，高动态性能矢量控制性开始大量投入生产和实用中，它主要采用全数字控制，通过相关的软件能够对系统进行自动化的设定和操作，提高变频器的变结构控制盒自适应控制。伴随着技术的不断提高，变频器的可靠性、可维修性、可操作性等相关的功能在单片机控制动技术的支持下不断的提高。
5、电气自动化技术的发展
        5.1变换器电路的发展
        近年来电力电子技术日渐成熟，电力电子元件更新速度得到了极大的提升，基于此，变换器电路也得到了极大改变。在使用普通晶闸管的过程中，因其具有交流变频的特性，直流电路在电力系统中其运行状态一直保持在交-直-交交替變换中。但新型电力电子技术的出现，如第二代电力电子器件中不再使用普通晶闸管，而是采用了PWM变换器，进而提升了电力系统的功率因素，并有效解决了低频区电动机产生转矩脉动的情况，其缺点主要有震动噪音大等。不过直流环逆变器的出现达到了电子器件功能灵活转换的目的，实现了零电流、零电压情况下的有效转换，并对开关消耗进行了彻底的清除[4]。

5.2全控型电力电子开关的发展
        以晶闸管为主体的第一代电力电子器件在20世纪50年代后期诞生，这种半控型器件的产生象征着自动化控制步入到一个新的发展时期。电力晶体管可以简单称作GTR（GiantTransistor），是一种双极型大功率高反压晶体管，因为大功率的特点又被叫做巨型晶体管。又因其具有较低过流能力、较小热容量等原因，在配备驱动电路及保护电路时，使用者可以依据其特性进行准确配置。
        5.3智能保护及综合自动化技术的发展
        依据电气自动化的发展要求，我国该方面的工作人员增强了对电力系统继电保护的研发，在研究过程中根据我国电力自动化技术的实际情况并借鉴国外先进技术知识对其进行了改进，并在电力系统继电保护装置中得到了广泛应用。如：人工智能、综合自动控制理论、模糊理论、自适应理论以及网络通信、微机技术等，进而将智能化应用到新型保护装置中，极大地提升了电力系统的安全、可靠性。
        5.4电力系统配电网自动化技术的发展
        电力系统的组成主要有三大部分：发电、输电及配电。城乡配电网改造建设服务中配电自动化技术是其最主要地技术，将电力设备和电力电子技术、网络通信技术等进行紧密结合，同时应用配电网递归虚拟流算法进行潮流计算，在负荷预测中采用现代人工智能灰色神经元算法进行计算。
6、结语
        为了加快电力系统自动化建设的发展，这就要求不断运用高科技的的研究成果米‘武装’我们，提高电力系统自动化控制水平，随着计算机技术，控制技术及信息技术的发展，电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域，而信息技术的发展，不仅会推动电力系统监测的发展，也会推动电力系统控制向更高水平发展。
        参考文献
       [1]陆骊臣．电力系统运行中的电气工程自动化技术应用［J］．电子技术与软件工程，2019(01):106．
       [2]张立辰．电气自动化技术在电气工程中的应用分析［J］．山东工业技术，2019(02):165+140．
[3]陶雪峰，孙露露.电力工程自动化施工管理的关键技术探究[J].工程技术研究，2019，4（22）：106-107.
        [4]于雪.电力工程自动化施工管理技术、电力工程自动化施工管理的技术关键[J].建材与装饰，2019（32）：246-247.