继电保护与电气自动化范文

导语：如何才能写好一篇继电保护与电气自动化，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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对管电路；电子柜；牵引电机过流；励磁过流

北车兰州机车有限公司对于SS34000系机车在出厂时要求进行机车牵引电机过流保护试验和励磁过流保护试验。针对这种情况，要求设计一个便携式设备利用车载4V电源为供电电源，模拟机车运行时各种工况下的不同电流信号，检测电子柜对于电机过流的保护和励磁过流的保护。在此之前，出厂时通常采用短接的方式进行试验，用这种方法只能判定电子柜对于电机过流和励磁过流有保护的功能，但是对于开始跳断时的电流大小没有一个具体的数据。

SS3型电力机车采用的是TQG6B型电流传感器，输入电流为500A时，传感器输出100mA。机车牵引电机电流反馈的方式如下，在传感器输出端接入阻值为10的测量电阻，该测量电阻装在电压给定插件上，电压信号再经过比例放大环节在其端子上形成第一电机电流反馈信号，再经过反相运算放大器反相得到输出电压信号，一个转向架的3台电机电流反馈信号输入到由运算放大器组成的最小值选择器，输出即为本架3台电机中最大电流反馈信号，该信号执行电机过流检测及保护。励磁电流反馈信号的处理基本上和牵引电机电流反馈相同，不同的是励磁电流反馈采用同相运算放大器，得到的输出信号为负值。

利用功率管搭建的电路来模拟列车电流传感器输出的电机电流信号及励磁电流信号，电路如图1所示：

由一个PNP管和一个NPN管组成乙类双电源互补放大电路即对管电路，该电路在此的主要目的就是能通过开关的切换，实现模拟电机过流和励磁过流时电流传感器输出的不同形式的电流信号。由前述可知电机电流信号为正，励磁电流信号为负。

具体分析为：当K1和K4打开时K3、K2闭合电路等效为下图2所示。在该电路中、、。在开始试验时确保电位器阻值为最大，此时a点电位为0，两个三极管都不导通，调节电位器R1此时a点电位大于0所以NPN型三极管导通而PNP型三极管截止，输出电流为正，如图红线所示。此电流可以模拟电力机车电机过流时传感器输出的电流值，可用于电机过流保护试验。

当K1、K4闭合时K2、K3打开，a点电位为0，两个三极管都不导通，调节电位器R2此时a点电位小于0所以PNP型三极管导通而NPN型三极管截止，输出电流为负，如图3红线所示。此电流可以模拟电力机车励磁过流时传感器输出的电流值，可用于电力机车励磁过流保护试验。

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【关键词】电气自动化；电气接地；电气保护

1电气接地的作用

1.1保证系统正常运转

这种能够保证建筑电气系统争创云状的接地操作又被称为工作接地，是将变电站的中性点的电力传输装置与地面相连接。这种连接方式没有对电阻提出较高的要求，但是变电站需要有自己獨立的连接体系，这样就可以在电阻较小的睛况下也能够保障电力的正常传输。

1.2避免电击

建筑物遭受雷击所造成的损失和危害性都是不可估量的。尤其是现如今建筑建设种类繁多，高层建筑的建设密度大，高度也在不断增高，受到雷击的可能|生更大。人本身是优良导体，在雨天中受到潮气的影响，使得导电量更大，也有以遭受电击。将建筑中的电气设备进行接地处理，可有效的防IE建筑电气设备在恶劣的天气环境中遭受雷击，也可保证建筑中人的生命财产安全。电气设备的接地操作，可将建筑吸引的电流通过电路传递到地表，形成一个回路体系，可避免雷击造成的伤害。

2电气自动化中电气接地系统保护技术

在实际管理机制建立和运行过程中，要积极践行更加系统化的处理机制，为后续接地系统的处理工作提供保障。传统的处理机制中，有两种方式应用的较为广泛，但是都存在自身的劣势。一方面，土壤中添加无机盐，尽管这种方式的成本较低，但是，由于盐体并不稳定，若是下雨，土壤会恢复到无机盐状态，对于接地系统的作用就会消失。另一方面，对土壤中的含水量进行集中管控，但是，大面积洒水的方法会造成耗时耗力的弊端。基于此，要对土壤进行有效的处理，主要是向土壤中添加接地增效剂，整体性能较为稳定且安全，并不需要非常严格的维护机制，能有效改善土壤的接地性能。在实际应用过程中，较为常见的接地增效剂包括膨润土、导电水泥以及碳粉，其导电性能较好，而导电水泥最为理想，既能在湿润的土壤环境中发挥作用，在干燥土壤中也能优化土壤接地性能。

2.1合理化降低电阻

为了进一步提高系统运行效果，确保接地处理符合标准，要对接地电阻数值进行集中控制。第一，要利用外引接地的方式对整个系统进行处理，主接地网区域要将主变系统和电阻率低的接地装置连接在一起，减少接地电阻阻值的同时，优化接地效果，这种处理机制的限制条件较多，需要技术人员对其进行综合性分析。第二，有效扩大接地网面积，在条件允许下，要保证有效增加接地网面积，降低电阻值。第三，提高接地网的埋深。

2.2合理化整合接地系统

在接地系统管理的过程中，要对系统运行结构和控制体系予以全面重视，尤其要整合三大接地系统。其中，IT系统和TN系统不能同时安装。TN系统运行过程存在三种基础性方式，且相关适用范围并不一致，要对不同情况进行集中处理。第一，TN-C-S系统在应用过程中，对于这个电力系统的供电水平和质量要求较高，要确保安全性能稳定，才能适用该系统，从而有效发挥接地系统的实际价值。第二，TN-C系统，在实际线路运行和管理的过程中，要系统对于线路没有较为繁琐的要求，能简化线路并且提高安全性，爆炸問题非常少，因此，在工作环境较为简单的区域应用该系统较为常见。

2.3合理化控制电涌防护器

在实际设备处理和管控过程中，要对电涌防护器进行整合，将接地线长度布置设置为最短最直，延长接地线长度，就能有效增大阻抗数值。确保高频瞬时电压和谐振总阻抗能形成有效的开路结构，保证设备和运行系统的整体效果。另外，在电涌防护器应用的过程中，也要借助屏蔽防护装置对电缆进行综合性隔离，确保处理效果符合预期。除此之外，技术热源要对接地线质量展开深度处理，利用双股绞线，设计过程和设计要求都要符合材料的基本标准，并且有效避免使用单股铜线，提高质量的同时，完善设计效果和应用水平，促进整个接地系统的优化运行。

3电气自动化电气接地和电气保护技术应用措施

3.1加强验收环节

对于电气自动化系统的首次安装，应仔细检查继电保护的技术设施。充分重视验收环节，只有在所有的标准符合要求后，才能运行。其次，对电气自动化运行过程中发生的各种故障进行仿真。通过仿真，有效地解决实际运行中的故障。在设备验收过程中，要对继电保护的安全技术进行检测。应注意设备的抗干扰能力，并进行若干试验。此外，继电保护的安全技术需要根据周围环境和周围的供电电压制定更高的标准。

3.2完善继电保护安全技术的相关制度

在分析讨论继电保护的安全运行时，必须完善相关制度，及时解决管理中存在的问题。进一步完善继电保护装置软件的管理体制和管理方法，及时更新继电保护设备，减少设备发生故障的概论。此外，还应进一步加强电气自动化系统的安全管理标准化工作，认真控制继电保护的各个环节，使继电保护安全运行。

3.3加强继电保护安全技术的检查人员的专业素质

加强对操作维护人员的培训，提高人员的综合素质，尤其是增强其熟练掌握设备运行的能力。在系统运行之前，继电保护安全技术检查员应有多种操作方式和变电站接线方式。对这些技术检查员要有严格的选拔，只有通过选拔才能上岗。

3.4提高设备调试安装质量

在变电站综合自动化系统建设中，继电保护的功能越来越高，继电保护的设备组成和运行环节也越来越多，如仪表表、后台监控、远动、五防等。为保证继电保护装置正常发挥其功能，必须注意和完善设备元器件的调试和安装，明确划分继电保护的管理分区和责任等，实现各方面的有效合作。此外，还必须注意系统数据库的建立和基础数据的输入，为继电保护装置的安全运行提供良好的基础。对于新安装的继电保护装置，必须进行系统验证。针对计算机设备的高湿阻、安全系数和工作可靠性的问题，以及对环境和条件的高要求应在两端采用屏蔽层接地的相关抗干扰措施。在电网和两回路和直流电源中科学合理地避雷。将该位置添加到稳定的滤波设备中，再将交流电源的位置引入到避雷器等。通过上述各种措施的综合运输，提高光缆和网络线路的抗外力和抗破坏能力，从而保证该设备的坚固性和可靠性。

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1.1电气自动化与继电保护装置

通常来看，继电保护装置的功能主要是关于继电保护，也就是说，电气系统一旦有故障或者是短路、过载等情况发生，那么该装置就会立刻有警报信号发出，继而连接装置就会被迅速切断，这样继电保护的作用就能实现了。很多人都知道，传统的继电保护装置的灵活性不足，很容易发生一些故障，诸如误动和拒动等。所以在有效地运用了电气自动化技术之后，继电的自动化保护便由此实现了。而且对电气系统进行实时地监测，就能有效地控制设备的运行参数。与此同时，有效地融合运用该技术之后，就能借助远程监控的方式来维持电力和检测故障，促使装置维持较长的工作时间，对于运行设备可能发生的异常、故障等都能及时检测出来。与此同时，有效运用该技术，还可以实现一定程度的实时监测，这里针对的是相应的线路或电气设备，但只是在电气系统中某些范围内，这样就能即刻将一系列解救反应发出来。

1.2电气自动化与电网调度

在具体的工作实践中，要想实现自动化的电网调度，就一定要先有机地结合各设备，诸如对大屏幕、服务器等的调度。电网调度技术是以电气系统区域网为基础的，要很好地结合起发电厂、变电站和调度中心三方面，从而在电网调度中有效地应用电气自动化技术。所以说，实现电网调度自动化技术存在很多的益处，不但对实时监控电气系统运行过程中的状态有利，使得电气系统的运行能够确保安全稳定。此外，还能基于相关数据的收集、整理，全面地分析数据，以便对系统的具体工作实践进行全面地了解，这就有助于电力系统更加的安全、可靠，促使其得到全面提升。另外，因为能够与持续发展变化中的现代化运营需求相适应。

1.3电气自动化与发电厂的分散测控系统

在发电厂中分散测控系统中，可有效地融合应用电气自动化技术。这里采用的结构主要是分层分布式，并且将很多分单元涵盖在内，具体涉及到过程控制、太网等。就当中的过程控制单元而言，其往往是直接应用于生产过程中，通过这样的方式来实时的监控系统中的一些设备的运行状况。终将有助于更加有效地控制生产的全过程。其中工作站能够将人工或者是计算机借口提供给工作人员。例如在工作站中，运行员就能够对一些信息和命令进行接收，这里主要针对的是过程控制单元；工程师进行的主要是维护系统的工作，另外还包括相关的系统设置。两方面的相互配合和彼此融合，将有助于吧工作站的功能充分发挥出来，得到最大程度的实现。

2.电气自动化的发展趋势

分析如今的社会经济发展趋势，我们可以看出对经济发展起到重要促进作用的重要手段之一就是发展科技并促使其得到广泛而有效的应用。而我们高新技术产业发展前景十分广阔，究其原因，有效地应用电气自动化技术发挥了很大程度的作用。随着社会各行业不断发展和应用电气自动化技术，其自身的发展是非常迅速而明显的。电气工程要想实现持续发展，更是需要在其中有效地融合应用电气自动化技术。目前，很多不同的行业融合应用电气自动化技术，尽管还有许多不足和问题存在，有待于进一步地改进和完善。不过，我们要坚信电气自动化这一朝阳产业必然具有深远的发展前景。其在今后的发展历程中，必将更加广泛地应用于电气工程中，并且实现持续发展。

3.结束语

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    1.电气自动化设计理念

    1.1实现远程监控

    远程监控技术指的就是通过电脑终端实现对其它地方设备的有效控制,以此来减少电气工程成本是,提高其经济效益,并在一定程度上弥补电工工程在空间距离上存在的相关缺陷,最大限度提高其灵活性。然而,电气自动化技术虽实现了对设备的远程监控,但其总体监控质量在很大程度上受到通讯信号强弱与通讯量大小的影响,也极容易受到客观条件的影响。因此,电气自动化技术中的远程监控技术多适用于那些比较小型的电气工程中。

    1.2实现集中式监控

    集中式监控就是指利用同一监控系统实现对所有项目技术的处理。因此,电气自动化中集中式监控的实现,不仅操作简单,便于日常管理与维护,而且对环境的要求也比较低,由此被广泛地应用于电气工程中。同时,与传统分散式的监控技术相比,该技术不仅无需太多的处理器,而相对地减少了工程所需材料,而且也在很大程度上减少了工程成本与工作量,看可谓是满足了电气工程的各方面要求,使得电气工程实现了整体提升。

    1.3实现现场总线监控

    电气自动化技术中现场总线监控的实现,可根据工程现场的需要采取相应技术,具有较强的针对性,故被广泛的应用于电气工程中,大大提高了工程质量。一般来说,现场总线监控技术的实现,多表现在现场安装,并可根据工程的需要选择最优化的措施来减少工程成本,加之该技术具有较好的灵活性,故在很大程度上确保了工程的安全性。

    2.电气自动化技术在电气工程中的有效融合应用

    2.1电气自动化同继电保护装置的有机融合与应用

    一般情况来说,继电保护装置的主要功能,即为在电气系统出现故障或发生过载、短路等情况时,在第一时间发出警报信号以快速切断连接装置以达到继电保护的作用。众多周知,传统继电保护装置极易误动或拒动等故障,故电气自动化技术的有效运用实现了继电的自动化保护,并可通过实时监测实现对电气系统中各设备运行参数的有效控制。同时,该技术的有效融合运用,还可通过远程监控实现长时间带电工作,并检测到设备在运行中可能出现的故障或异常。同时,该技术的有效运用还能实现对电气系统中一些特定范围内的相应电气设备或线路的实时监测,若监测到异常或故障,即可在第一时间发出连续解救反应。

    2.2电气自动化在电网调度中的融合应用

    在实际工作中,电网调度若想实现自动化,首先必须实现各设备间的有机结合,如调度大屏幕、调度工作站与服务器等。而电网调度技术指的就是基于电气系统区域网把发电厂、变电站与调度中心三者有机地结合在一起,以实现电气自动化技术在电网调度中的有效应用。因此,电网调度自动化技术的实现不仅有利于实现对电气系统在运行过程中的状态的实时动态监控,以确保电气系统的安全稳定运行,而且还能在收集、整理并控制相关数据的基础上,通过对数据进行全面地分析以更加全面且系统的了解系统的实际工作情况,进而从整体上提升电力系统的可靠性与安全性,适应了不断变化发展的现代化运营需求。

    2.3在发电厂的分散测控系统中的融合应用

    发电厂中分散测控系统中电气自动化技术的有效融合应用,主要采用了分层分布式结构,包括了太网、过程控制与数据高速通讯网等多个分单元。其中,过程控制单元,其主要作用就是在生产过程中直接应用,以实现对系统中相关设备运行状态的实时动态监控,最终实现对生产全过程中的有效控制。而工作站,其作用就在于为工作人员提供人工与计算机接口,如运行员可从工作站中接收到来自过程控制单元中的相关信息与命令,而工程师则可在工作站中进行相关的系统设置与维护工作,两者相互配合以最大限度实现工作站的功能效应。

    3.电气自动化的发展趋势

    从当前社会经济发展趋势来看,科技的发展与有效应用将是推动经济发展的一个重要手段,而高新技术产业之所有有着广阔的发展前景,在很大程度上是因为电气自动化技术的有效应用。可以说,电气自动化技术的不断发展与应用,大力推动了社会多行业的飞速发展,特别是电气工程的持续发展更是离不开电气自动化技术在其中的有效融合应用。当前,电气自动化技术在各行各业中的融合应用虽然还存在着一些问题与不足,还需不断改进与完善,但是,要相信,电气自动化作为一项朝阳产业,在未来的发展阶段中,其在电气工程中的发展与应用必将更加广泛。

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关键词：电气自动化；系统；铝电解；设计

在最近几年，电解铝的工艺得到了很大程度的提升，使得电解槽大型化，产能逐渐增加，并使电解铝向着大电流和高电压的方向发展。现在的铝电解厂里有一个电压为220kV开关站，开关站的作用是为了向整流机组的动力变压器直接供电；并存放一个电压为10kV的配电所，其作用是为了向全铝电解厂的动力设备提供电力。电压为10kV的配电所所使用的是单母线分段带母联接线系统[1-3]。在现在的大部分铝电解厂里很大程度上为一级负荷，因此设计可靠的变电整流电气自动化系统就非常重要。

1系统结构

电气自动化系统分为分布式、分层式和集中式的结构。

1.1分开式结构

电气自动化的分布式结构能监视铝电解场中锁定的目标，并将所监视的目标给到其他控制设备中（计算机），这些控制设备并且能连接铝电解厂的局域网络上，实现资源共享和处理，如图1所示[4]。在现实中电气自动化分布式系统为一种较为理想化的系统结构，但是电气自动化分布式系统在实际应用上有很多实际问题是不能解决的，比如干扰信号和信息传输及可靠性等方面都存在不可忽略的问题。

1.2集中式结构

集中式电气自动化系统结构的作用是可以将处理数据的储存设备和处理数据设备集中和分配，集中式系统结构包括前置机和后台机组成，并由前置机和后台机将电气自动化集中式系统的数据输出和保护，其后台设备的主要作用是数据通信，并通过数据通讯与前置机设备相联系。但是在在电气自动化的集中式系统结构下会存在如下缺点：（1）电气自动化系统由前置设备的任务众多，所需电缆较多，传输信号相互影响；（2）设备间的传输比较繁琐，使用的可靠性比较低；（3）整个系统需要大量电缆连接涉笔，开支较大，集中式结构。

1.3分层式结构

电气自动化的分层分布式结构由中间层、管理层和终端层组成，并由中间层、管理层和终端层控制铝电解变电站的层次和对象。包括中间层、管理层和终端层的分层式电气自动化系统结构的优点有一下几点：（1）具有非常好的可靠性，如果系统中的任何一个设备出现故障，故障区域只保持局部；（2）扩张空间比较大，非常有利于设备升级；（3）大大减少设备需要电缆，维护力度小，开支少。由此可见，铝电解厂的变电整流电气自动化系统应该使用分层分布式系统结构为最好的选择。整体的电气自动化分层分布式结构包括间隔层、通信管理层和站控层，分层分布式结构能实现如下功能包括:建立与维护数据、数据的采集、运行管理、报电能。

2继电保护及安全自动装置

铝电解厂的开关站有电压为10kV的配电所和补偿装置组成，开关站的所有设备具有计算机控制和传输数据，下文是从配置原则上的方面上提出方案设计。

2.1保护配置原则

配置原则包括相互独立和不同原理，从这两个原则设置主保护为双重化配置，并将双重化配置的主屏设置为独立组屏，规则如下：（1）使用保护设备，为了满足主要设备和后补设备数据一体化，保护要求满足双回线路同杆架设，设计接线的原则为一一对应原则。（2）每套保护设备统一具有选相功能，实现分相跳闸和三相跳闸功能；（3）保护配置的安装启动断路器，作用实在设备突然失效时，起到失灵保护的功能。（4）保护配置设置具有跨区域跳闸功能，目的是为了不影响其他区域设备的正常运行。（5）在电气自动化系统中的每一套保护配置务必安装电压切换箱。母线差动保护的配置原则包括相互独立和不同原理，从这两个原则设置母线差动保护为双重化配置，并将双重化配置的母线差动保护设置为独立组屏，按照如下规则配置：（1）接线为一一对应的方式安装双重保护的跳闸。（2）将断路器失灵保护安装在母线保护中，防止母线突然失效。（3）在母线保护作用消失时，护配置复合电压闭锁的作用。关于母联和母线RT间隔的注意的事项，主要有一下几点：（1）必须装配具有独立充电保护功能的母联断路器，作用为防止瞬间跳闸。（2）必须装配具有限电流功能的电压闭锁，作用为防止过流保护。（3）必须装配具有一套独立电压装置。（4）必须装配具有失灵保护功能的启动器，作用为防止电器自动化系统失效。电解铝厂装配电压为10KV的配电所的配置有如下要求：（1）在设置线路间隔时，需要装配限电流速断保护，以达到短延时过电流保护的功能和有效达到延时保护的功能。（2）电压为10KV的配电所所需的母联间隔设置必须具有电流速断保护的功能装置。（3）母线RT间隔设置为并列的RT装置。

2.2组屏方法

保护测控装置是铝电解厂的开关站的重要组成部分，该装置采取分屏和分开的排列组合方式来进行布置，然后在开关站的主控室中安置组屏。

3五防模拟屏

在运行过程中，整个电气自动化系统的变电整流电气系统需要被实时监控，一旦后台机设备出现突发故障时，可以通过手动控制的方式切断电路，停止其运行，也可以通过手动控制的方式调节整流机组设备。在电器自动化系统的变电整流电气系统中的模拟控制屏上安装控制按钮、交流表计、直流表计、位置显示器、开关和总调分按钮等。但是在实际操作时，操作失误无法避免，为了最大限度地降低操作失误带来的损失，在系统设置防护保护系统中，需要设置电编码锁和机械编码锁。

4综自屏接地

在铝电解过程中，为保证电气自动化系统以及综自设备正常工作，工作接地铜排和保护接地铜排是必不可少的，它们在每面综自屏中都发挥着重要的作用。在安装过程中，需要注意的是工作接地铜排绝缘性能的保证，工作接地与保护接地是不可以混接的，在每面综自屏的工作接地中，单芯电缆需要与绝缘接地环网相连接，单芯电缆的横截面街不得小于50mm2。绝缘接地环网再通过2根截面不小于100mm2的单芯电缆与整流区域的主接地网连接。最后通过焊接方式将扁钢与电缆夹层内的支架相连接。

5结语

通过对变电整流电气自动化系统的改善，铝电解厂的运行水平得到了显著提升，其运行以及维护成本大幅度地下降，铝电解厂的效益得到了改观，供电方面的安全性也得到了提高。参考文献：

[1]国家电力调度通信中心.国家电网公司十八项电网重大反事故措施(试行):继电保护专业重点实施要求[M].北京:中国电力出版社，2008

[2]黄成玉，张全柱.新型矿井供电自动化远程监测监控系统的设计与实现[J].电气应用，2012，9(4):84-88.

[3]张莹.大功率电解电源及其监控系统研究与设计[D].中南大学，2008.

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关键词 电气工程；改造；自动化；趋势研究

中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0124-02

发展是推动社会进步的根本要素，制定科学发展观是促进我国国民经济效益增收的最佳方式。工业经济是三大产业的核心，决定了未来国民经济的改革发展趋势，搞好工业产业的内部结构模型是极为关键的。电气工程是工业经济的重点项目，对企业生产加工、系统供电、人机操作等均有较大的决定作用。经济全球化发展以来，中国企业参与国际竞争成为了必不可少的趋势，只有充分发挥本国经济等方面的优势，才能争取创造更多的经济收益。从社会主义科学发展观角度思考，工业经济改革也应朝着更加先进的方向迈进。实施电气工程改造既可以提升电力行业的科技实力，也能为广大用户创造更加有力的条件。本文主要分析了电气工程自动化改造的相关问题。

1 电气工程及其自动化

电气工程是现代科技领域中的核心学科之一，更是当 今高新技术领域中不可或缺的关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来，并将改变人类的生活工作模式等等。从某种意义上讲，电气工程的发达程度代表着国家的科技进步水平。正因为此，电气工程的教育和科研一直在发达国家大学中占据十分重要的地位。今后若干年内对电气工程发展影响最大的主要因素包括以下内容。

1.1 信息技术

信息技术广泛地定义为包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通讯系统，以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。反过来，信息技术的进步又为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。

1.2 操控系统

由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展，固体电子学在20世纪的后50年对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气工程与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气工程学科的关键，并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统（MEMS）。21世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术将来自上述领域。技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异，使得我们必须每隔几年对工程问题的过去解决方案重新全面思考或审查。

2 电气工程的实际运用情况

电力是发展生产和提高人类生活水平的重要物质基础，电力的应用在不断深化和发展，电气自动化是国民 经济和人民生活现代化的重要标志。就目前国际水平而言，在今后相当长的时期内，电力的需求将不断增长，社会对电气工程及其自动化科技工作者的需求量呈上升态势。电气自动化用于工业控制系统，例如一条设备怎样运行才能保证它能正常生产出合格的产品，现代工业不是全人工，靠人来操作，却是由机器来制作，启动机器，就会自己运行下去，机器之所以能自动运行，就是电气自动化，所谓电气自动化，就是利用继电器、感应器等电气元件实现顺序控制、时间控制的过程。其他如一些仪表或伺服电机，能根据外界环境的变化反馈到内部，从而改变输出量，达到稳定的目的。电气工程的实际运用如下。

2.1 智能建筑

智能化建筑的发展必然离不开电气自动化，随着我国国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展，高档智能化建筑无疑已经成为当今建筑界的主要发展方向。自然达到合理利用设备，在资源方面，人力的节省就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统。这些电子设备及布线系统一般都属耐压等级低，防干扰要求高，是最怕受到雷击的部分。智能建筑多属于一级负荷，应该设计为一级防雷建筑物，组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。

2.2 净化系统

净化空调系统控制自动监控装置，可以设计成单个系统的测量、控制系统，也可以设计成以数字计算机控制管理的系统。在温度控制方面，净化空调系统采用DDC控制。装设在回风管的温度传感器所检测的温度送往DX一9100，与设定点比较，用比例加积分、微分运算进行控制，输出相应电压信号，控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作，控制回风温度应保持在18度-16度之间，从而使得洁净室温度符合GMP要求。

3 电气自动化控制系统的设计

最大限度满足生产机械和工艺对电气控制的要求。生产机械和工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据，这些要求常常以工作循环图、执行原件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供，对于有调速要求的场合，还应给出调速技术指标。其他如：启动，转向、制动、照明、保护等要求，应根据生产需要充分考虑；在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单，经济；妥善处理机械与电气的关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的，要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好二者的关系；正确合理地选用电器元件；确保使用安全、可靠；制造美观、使用维护

方便。

3.1 集中监控方式

集中监控方式不但运行维护方便，控制站的防护要求也不高，而且系统设计也很容易。但由于这种方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，所以处理器的任务相当繁重，处理速度也会受到一定的影响。由于电气设备全部进入监控，致使主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，这也会造成设备无法操作。这种接线的二次接线比较复杂，查线也不方便，而大大增加了维护量，还存在在查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

3.2 远程监控方式

远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种现场总线的通讯速度不是很高，使得电厂电气部分通讯量相对又比较大，所以这种方式大都用于小系统监控，而在全厂的电气自动化系统的构建中却不适用。

3.3 现场总线监控方式

目前，对于以太网（Ethernet）、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，而且已经拥有了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了坚实的基础。现场总线监控方式使系统设计更加具有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样就可根据间隔的情况进行设计。这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，节省了大量控制电缆，节约了很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。此外，各装置的功能相对独立，组态灵活，使整个系统具有可靠性而不会导致系统瘫痪。因此，现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

4 电力系统自动化改造的趋势

电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。电力系统可以的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为了满足城市现代化建设发展的需要，对电力系统实施自动化改造是必不可少的，其改造的主要趋势包括以下内容。

4.1 功能多样化

传统电力系统的重点功能集中于发电、输电，在传输期间对电能值大小的转换缺乏足够的功能。电力系统自动化改造之后，系统功能日趋多样化，电压转变、电能分配、用电调控等功能均会得到明显的改善，系统自动化状态，符合了系统高负荷运行状态的操作要求。

4.2 结构简单化

结构问题是阻碍电力系统功能发挥的一大因素，多种设备连接于系统导致操作人员的调控质量下降，部分设备在系统运行时发挥不了作用。系统自动化改造后结构得到了充分的简化，且功能也明显优越于传统模式，促进了电力行业的持续发展。

4.3 设备智能化

电力设备是系统发挥作用的载体，电厂发电、输电、变电等各个环节都要依赖于设备运行。早期人工操控设备的效率较低，自动化改造之后可利用计算机作为控制中心，利用程序代码指导电力设备操作，智能化执行设备命令，以逐渐提升作业效率。

4.4 操控一体化

当电力系统设备实现智能化之后，系统操控的一体化便成为现实。如：机械一体化、机电一体化、人机一体化等模式，都是电力系统自动化改造的发展趋势。电力系统一体化操控“省力、省时、省钱”，也为后期继电保护装置的安装运用创造了有利的条件。

5 继电保护运用于自动化改造

除了对原始电能进行调控处理外，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。为了保证电力系统在稳定可靠的环境下运行，添加继电保护装置是必不可少的，其对电力系统具有多方面功能。

5.1 针对性

由于电力系统自动化改造属于技术改造范畴，需要对系统潜在的故障问题检测处理。继电保护具有针对性的处理功能，可根据系统不同的故障形式采取针对性的处理方案。如：电力设备出现短路问题，继电保护可立刻把设备从故障区域隔离；线路保护拒动作时，继电保护可将线路故障切除，具有针对性的故障防御处理功能。

5.2 稳定性

继电保护对电力系统的稳定性作用显著，特别是在故障发生之后可维持系统的稳定运行，以免故障对设备造成的损坏更大。良好的运行环境是设备功能发挥的前提条件，如：继电保护装置能快速地切除故障，减短了设备及用户在高电流、低电压运行的时间。通过模拟仿真，保证了系统在故障状态下的稳定运行，防止系统中断引起的

损坏。

5.3 可靠性

对电力系统实施自动化改造的根本目的是满足广大用户的用电需求，系统能否可靠地运行也决定了用户或设备的用电质量。继电保护装置的运用为系统可靠性提供了多方面的保障，如：安全方面，强大的故障处理功能保障了人员、设备的安全；效率方面，多功能的监测方式可及时发现异常信号，提醒技术人员调整系统结构。

6 自动化改造中的在线监测系统

“状态维修”技术凭借其独特的功能优势，在电气设备维修时得到了充分的运用，促进了电力系统运行水平的改善。在线监测系统是电气设备状态维修技术的关键系统，技术人员根据在线监测系统显示的数据可及时发现异常问题，引导技术人员尽快实施故障维修方案。

6.1 绝缘监测

电气设备的绝缘性能关系着电力系统运行的安全性，对线路绝缘进行监测是状态维修的重要内容。我国电网建设期间设计的绝缘监测系统多数是挂网运行的绝缘子，如：瓷、玻璃、复合绝缘子等，这些绝缘装置会受到外界因素的变化而减弱性能，对绝缘元件积极配备监测系统可保证电气设备的稳定作业。

6.2 雷击监测

线路是向电气设备传输电压的载体，若输电线路发生故障则会影响到电能的正常供应，不利于电气设备的持续性运行。状态维修方案中的在线监测系统需顾及到雷击的危害，参照电气设备的具体结构规划雷击监测系统。如：常用的雷击监测方法是安装避雷针或避雷器，电气设备遭受雷击前后可起到监测、保护的作用。

6.3 环境监测

环境对电气设备或连接线路也有很大的影响，若不采取有效的措施保护电气设备，则会造成设备的故障发生率上升。环境监测系统的主要监测对象是大气温度、湿度、二氧化硫等，当这些因素对电气设备的性能造成不利影响后，监测系统会把异常信号传递给监控中心，警告技术人员尽快采取维修措施保护系统及设备。

7 设备状态维修的辅助技术

电网改造工程的广泛开展，使得国内电气设备的功能日趋多样，而相应的电气设备的故障形式更加辅助，给设备维修人员的处理造成了很大的难度。随着电力科技研究工作的深入进行，设备状态维修引进了许多相关的辅助技术，降低了电气设备故障维修的难度。

7.1 传感技术

传感技术是状态维修时获取数据的主要手段，维修人员将传感器安装于电气设备，可定期接收有关设备的状态信号，为异常故障的判断提供了可靠的依据。此外，传感技术可以扩大电气设备的监测范围，其对电网工程建设范围内的任何区域的信号都能精准地捕捉。

7.2 传输技术

传输技术即“通信技术”，城市电网连接的设备数量、种类、型号等复杂多样。状态维修操作时需把电气设备的异常信号快速传输给控制中心，以引导维修人员尽快制定出处理方案，如：采取GMS或CDMA系统或GPS全球定位系统进行数字传输。

7.3 处理技术

利用传感器捕捉信号后，维修人员应对信号实施加工处理，筛选出最优价值的电气设备感应信号，保证后期故障维修操作具有针对性。一般信息处理技术要借助于计算机平台，凭借计算机强大的数据处理功能完成数据的收集、处理、分析等工作。

8 结论

总之，电气工程是社会现代化发展的重点工程，关系着我国工业经济及科学技术水平的进步情况。深入研究电气工程改造及其自动化趋势，是企业未来发展的必然要求。面对电气工程自动化改造活动，企业应加强多方面的调控管理，确保改造工程达到预期的成效，提升电气工程的运行水平。

参考文献

[1]李艳.继电保护设备的实时数字仿真测试系统综述[J].电气应用,2008,12(05):30-31.

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[3]王邦志.电气工程集中监控仿真培训系统的设计与实现[J].电网技术,2004,15(8):66-67.

[4]付金山.国网电力动态模拟实验室启用[J].中国电力报,2009,40(18):77-78.

篇7

1．电气工程电气自动化技术的现状和发展前景

1．1电气自动化技术发展现状

得益于信息技术的飞速发展，电气工程也通过运用计算机实现了自动化控制，因为有了计算机的帮助，人们能够对每个工程环节进行监控。我国已经完成了电脑端对电气工程的控制，这样不仅可以提升电气自动化的灵活性和直观性，还可以加速完成集成工作。在微处理的帮助下，能够通过计算机远程控制功能传输测量控制仪表上的数据，进而建立电气自动化控制系统［1］。

1．2电气自动化技术的发展前景

随着科学技术的不断发展，许多技术都已经进入人们的生产生活领域中，电力企业需要将开发新型电力产品作为发展目标，努力研发电气新产品，增加电气产品的科技含量。因为市场经济体制的波动，电力企业也要根据市场变化对电气自动化进行开发，开展有计划的研究工作，利用现有的配置和资源加快研发进度。电气自动化系统的结构对于系统的运作具有决定性作用，通用化的电气自动化系统可以保护企业网络，以保证计算机能现场控制设备，顺;利完成数据传输工作，提升电力企业的电力管理水平。

2．电气自动化设计理念分析

电气自动化设计理念主要是由现场总线式设计、远程化设计和集中化设计这三部分构成，运作原理是利用处理器集中处理电气自动化系统，这种方法可以减轻处理器的负担，处理器也能运转得更快。至于电气设备的监控方面，因为需要同时监控很多设备，所以主机责任重大，同时也造成了工程成本的增加，只需要减少电缆数量就可以帮助主机减负。但是电缆长度太过也会产生问题，电气自动化系统也会相应地降低可靠性和稳定性。系统“劳累过度”必然会带来负面影响，那就是故障率的升高。但是电气自动化理念可以让这个问题得到解决，因此被大家广泛应用。现场总线式设计理念应该会用在电气自动化中，因为现场总线式网络技术，能够提高系统设计的性能，间隔不同就可以选用不同的功能，能够满足很多现实需求［2］。远程化理念则适合于小规模的电气工程，可以减少电缆的使用，工程成本也可以减少一些，电气自动化的性能也比较稳定。远程化设计和现场总线式设计理念的优点大致相同，可以减少设备的间隔距离，电气行业对这两种理念高度认可。

3．电气工程中电气和自动化的融合应用

3．1变电站自动化

电气和自动化设计在电气工程中的融合应用，不仅能让电气系统升级为计算机自动化系统，还可以优化电气测量、继电保护和信号管理等装置。随着时代的日新月异，科学技术也在不断变化，电气自动化能够更好地适应时代和市场的需求。另外，在变电站融合应用电气和自动化，还能实时监控通信、线路和技术，发挥出变电站实时监测、通信控制和电力测量的功能，促使变电站向着自动化和集成化方向发展，以保障电力的安全性和稳定性［3］。

3．2机电保护装置

电力在运行过程中，如果发生供电系统无故断电的情况，就要通过继电保护装置来发出事故警报，并自动切断电路，这样就可以预防发生更严重的事故，能够确保供电设备的完整性。一般来说，这种装置有两种故障:拒动和误动，而电气和自动化在电气工程中的融合应用，可以实时监测故障发生时的供电线路，并有效控制电气系统的相关参数。这样供电站就能准确掌握实际用电量，成功实现远程控制的目标，供电系统发生任何问题都能感应得到，就可以避免发生误跳的情况。另外，电气自动化在继电装置中的融合应用，还可以自动检查供电线路，出现问题就会自动切断线路，能够防止电力问题的恶化。

3．3分散测控系统

发电厂中最主要的系统就是分散测控系统，在分散测控系统中融合应用电气和自动化，能够及时报备每台电力设备涉及的各种参数，通过研究参数就可以知道电力设备的运行状态。如果设备无法正常运行或者出现故障，就可以直接向相关部门发送参数，让他们根据参数判断故障并及时检修。在分散测控系统的辅助下，发电厂还可以检测电气生产阶段，从而控制电力的生产质量。电力企业若想长久发展下去，就要在电气和自动化两方面下足功夫，加强研究电力装置，确保电气工程的安全和稳定［4］。

4．结语

综上所述，电气工程中的电气和自动化融合应用已成为电气行业的主流趋势，也是技术和装置进步的方向，能够满足电气工程对自动化和智能化的要求，可以减少施工环节，优化人力和物力资源，降低成产成本，提高工程成效。同时也可以有效避免专业差异人员同时工作的冲突，保障电气工程的质量。因此，工作人员应加强重视，继续研发创新电力产品，以促进我国电气工程的发展和进步。

作者:温兴栋 单位:温州市龙湾规划建筑设计院

参考文献

［1］冷金刚．电气工程中电气和自动化的融合运用剖析［J］．中国住宅设施，2016，13(05):58－60．

［2］白先瑞．电气与自动化在电气工程中的融合应用研究［J］．同行，2015，17(09):34－35．

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关键词：发电厂；电气工程自动化

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

采用微机保护测控方式使电气进入DCS在技术上占有明显的优势,真正实现了分层分布并可以使电气的全部信息量进入DCS,系统具有较高的可靠性和性价比,提高了电气专业的自动化水平和电厂的安全运行水平以及竞争能力,值得大力推广和应用。目前,发电厂机组的电气进入DCS主要项目有发电机变压器组、厂用电源设备、主厂房电机等的监控。有些工程的断路器也已进入DCS并实现了电气顺序控制。电气进入DCS从方式上讲大多是将断路器位置信号等开关量直接接入DCS的数据采集系统,电压电流等模拟量通过变送器转换成4～20mA电流后接入DCS系统。这种方式的缺点是:① 由于采用了变送器,二次接线复杂,造价高,抗干扰能力差,精度不高;②通过DCS采用专用硬件和软件实现电气逻辑,这些逻辑对速度要求较高时,加重了DCS负担,代价大,并且由于DCS实现电气功能的方式是I/O采集信号后通过主控单元完成算法,实时性较差,不易满足电气要求;③ 电气控制依赖于DCS,没有提升电气专业的运行水平和管理水平;④投产初期由于DCS投入较晚致使电气控制失去远主控制功能;⑤增加了DCS硬件,没有实现真正的分散控制。

1 发电厂厂用电电气自动化的主要内容及特点

厂用电电气自动化包括厂用电起动顺序控制、厂用电配电系统微机保护测控技术,其设计思想是充分利用计算机计算速度快、信息存储量大的优势,实时采集各种运行信息并按预定的程序进行定值调整、跟踪调节或按继电保护和控制要求进行实时控制,各种信息和上级调度命令通过通信技术实现信息上传或下发。

目前厂用电保护大多采用电磁继电器,存在易受干扰误动和维护工作量大的缺点,并且无法满足功能保护的要求,将计算机技术应用于电力系统继电保护自动装置中,继电保护使用的继电器从电磁式到模拟静止式、数据静止式进而发展到以微机为基础的全数字控制保护系统。它的可靠性的标志是分布式,即某个基本单元发生故障或损坏时,只影响局部而不至于引起整个系统的瘫痪。相对于常规保护而言,微机保护测控装置的特点是:① 采用软件实现保护算法,只要修改软件就可以改变保护的特性和功能,便于修改,适应性强;② 具备保护、测量、通信功能,数据上传,信息共享, 易于获得如故障录波、事故分析等附加功能;③ 可靠性高,实现常规保护难以做到的自动纠错、自诊断、自动识别和排除干扰;④ 可直接安装在开关柜上,耐震动,占用空间小,取消了从开关柜到控制屏的二次电缆,节省了电缆投资和施工费用;⑤可存储多套保护定值和保护定值修改,方便快捷;⑥保护类型齐全,几种保护可以合成在同一套保护设备里;⑦ 增强了管理功能,能方便的记录历史数据,如断路器动作的次数及时间等,为设备检修维护提供了参考数据。

2发电厂厂用电微机保护测控装置

2.1 产品及功能

厂用电微机保护测控系统由冗余主控单元,接口转换、厂用高压变压器保护测控、厂用高压电抗器保护测控、高压线路保护测控,高压同步电机保护测控, 中高压异步电机保护测控、低厂变差动保护测控、自起动过程控制等测控装置构成,功能齐全,可以满足实际运行需要。通过PLC编程它可实现简单的防误操作闭锁并提高应用适应性。

以上各装置均有通信、面板显示、薄膜按键功能,装置通信协议满足站级总线要求,一般配有工业以太网接口,满足用户对通信的需求,还设有RS一232或RS一465接口作为当地维护接口,通过笔记本电脑或其他设备可使运行维护更方便。采用工业以太网具有适应性强、备品备件购备方便、便于工程后续维护的优点,随着工业以太网的大量推广,价格优势也会更加明显。

2.2主要技术参数

参数视不同产品有所不同,但主要参数基本相同。机箱尺寸符合标准工业机箱模数要求,总线不出主板,嵌入式安装;保护、控制电源220V;额定交流电压100V(线电压)或57.5V (相电压);额定频率50Hz;保护、监控CPU采用32位芯片、14位或以上A/D采集芯片,监控CPU作为保护的部分后备;独立的强电控制回路和防跳跃回路;机械性能、抗震动、绝缘、湿热;冲击电压、电磁兼容均符合IEC及相应国家标准;测量精度:电流、电压±0.2%;测量范围:电流0～6A,电压0～120V,频率45～55Hz;工作温度-15～+55℃;抗干扰、抗震、机械性能、绝缘等符合IEC有关标准及国家标准;开关量输入:空接点220V;触点容量:出口及报警继电器长期接通220VDC 5A;通信接口Ethenet、RS-232各1个;通信介质支持光纤、电缆;具备多路模拟量输入、开关量I/0、脉冲电度表接口;PLC编程功能。

3 厂用电系统自动化及接入DCS方案

各电气自动化装置安装在对应配电装置的开关柜上,可以通过通信技术将各个自动化装置有机地组织起来构成完善的ECS系统,完成保护、测量、控制功能;保护测控装置实时监测电气回路的各种电气量如电压、电流、频率、功率因数、有功、无功以及位置信号,并与直流监控及其它智能电器联系,在电厂整个控制系统中,它的地位和DCS的远程I/O是一致的,DCS可以实时监测电气回路的各种数据,实现负荷的远方控制、远方信号复归、远方保护定值修改等功能。对于低压重要回路如保安段、照明等回路,若低压开关为智能型,则通过通信方式采集电气量并实现远方控制;对非智能型开关,则通过测控装置采集电气量并向开关送出跳合闸接点。对单元机组而言,锅炉、汽机、发电机、厂用电系统作为一个整体,不单独设置电气操作员站,为便于继电保护班了解设备运行状况,必要时可在继保班设置1台只监不控的终端。将来对发变组保护、发电机励磁系统、自动准同期系统(ASS)、自动电压调整装置(AVR),以及灭磁开关、发电机出口高压开关等也可通过通信管理单元接入ECS,从而简化DCS仅仅实现高层次的逻辑控制功能和数据管理,其它的操作逻辑均由电气自动化装置实现。

ECS系统采用标准通用的软硬件环境和开放式结构,网络采用Ethernet。Ethernet的网络拓扑结构可根据实际情况采用星形网络或总线型网络等,上述结构的网络在某一处结点故障时仅该点退出网络其余结点不受影响,可通过以下2种办法保证控制系统的实时性:即通过限制节点数目,使系统工作于轻负载的条件,或采用交换以太网技术,将有实时要求的域从冲突域分离出来,通过消除外来通信量来提高信息传输的效率。

与现有的电气进DCS方式相比,通过采用微机测控保护装置进入DCS具有以下优点:①电气自动化设备分布于各电气间隔,真正做到了分层分布,系统的可靠性极高;②保护、测控可在底层由各自动化设备完成,不受通信是否中断的限制, 电气系统可独立运行,实时响应速度高,减少了DCS硬件设备,减轻了DCS负担; ③ 数据交换由电气信号变为计算机通信方式,抗干扰能力强,且耗用电缆少,节省从配电装置到DCSI/O柜的大量电缆,敷设工作量及安装工程费用相应降低, 根据变电站自动化实际经验,综合费用与采用常规方案相当, 系统性价比高; ④ 简化了二次设备,系统清晰,方便运行和检修;⑤改变了以往只有重要电气量才进入DCS的状况,真正实现了电气自动化,提高了运行和管理水平,为减员增效创造了条件;⑥使电气与DCS的控制水平一致,适应技术发展,电气保护控制一步到位,避免了再次改造的浪费;⑦ 保护定值可通过远方修改做到智能动态修改,提高了运行的灵活性及自起动的成功率。

4结束语

近年来电力自动化技术实用化程度不断提高,尤其在变电站自动化领域, 电气保护控制装置发展很快,在发电厂内采用微机保护测控装置构成更完善的分布式控制系统的条件已经成熟。

参考文献：

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摘 要： 电气自动化技术在电厂中得到了广泛的应用，该技术凭借其高效率的使用性能对电厂发电模式的创新奠定了良好的基础。文中从电气自动化技术特点入手，分析了电气自动化技术在电厂设备保护及常规控制中的运用，并进一步对电气自动化在电厂中应用的趋势进行了具体阐述。

关键词： 电气自动化技术；电厂；设备保护；常规控制；趋势

随着我国电力市场运行机制的不断完善，电气自动化化技术的应用范围也在不断扩大。特别是社会发展过程中对电能量需求不断增大，为了能够更好的满足社会发展过程中对电能的需求，电力企业需要对自动化技术的重要性给予充分的重视，使其在电厂中得以广泛的应用，为电厂安全、稳定的电能供应起到重要的保障作用。

一、电气自动化技术的优点

1.1提升效率

电厂每年都需要将所生产的大量的电能进行输送，但长期以来由于受制于技术的影响，电厂生产效率一直不高，生产过程中存在较大的损耗。将电气自动化技术引入到电厂生产中，不仅能够有效的提高电力生产效率，而且对电能生产量的增加也必然具有非常重要的意义。

1.2降低成本

在电能生产过程中，电厂需要使用煤、石油等作为燃料，但受于生产技术的影响，生产过程中对燃料消耗量较大，导致电厂生产成本增加。应用电气自动化技术后，能够充分的对燃料进行运用，保证燃料的充分燃料，不仅能够有效的降低生产成本，而且对提高电厂经济效益也具有积极的影响。

1.3技术革新

电气自动化技术将计算机技术、电子信息技术、电气控制技术等都囊括在内，而且这些具有较高实用性的技术广泛的在电厂生产进行应用，有效的提高了电厂的技术水平，加快推进了电力行业生产技术的革新。

1.4优化资源

在电能生产过程中需要投入各种资源，这些资源的投入会直接关系到电能的产量。因此在实际生产过程中，可以充分的利用电气自动化技术来对各项资源进行协调，充分的利用人机操作模式来降低劳动强度，并运用自动化生产模式来及时发现生产过程中存在的问题及进行有效处理。

1.5整合模式

电气自动化技术的应用，使电厂实现了一体化操作，有效的摆脱了传统的落后生产方式，而且电厂生产过程中也将多种先进技术有效的结合在一起，使电厂生产方案更具创新性，不仅电能产量得以增加，而且对电厂生产效益的提高也奠定了良好的基础。

二、电气自动化技术在电厂中的应用

2.1电气自动化技术在设备保护中的运用

2.1.1联锁保护。电厂在正常运行过程中不可避免的会发生各种故障，会对电力系统正常启动带来较大的影响。针对于这种情况下，在电气自动化技术应用过程中，可以采用联锁保护及时发现机电设备异常问题，并对故障部位自动切断，通过自动跳闸来中断故障设备及系统的运行，有效的实现对电力设备及系统的有效保护。

2.1.2继电保护。在电厂运行过程中，为了能够有效的实现对继电运行的调控，可以将计算机与继电器之间进行有效连接，建立自动化控制模式，可以根据热工参量及电气参量来对继电器自动化保护进行准确判断，并与电厂相配备的装置进行有效结合，以此来构成保护回路，保证电厂生产的顺利进行。

2.1.3防雷保护。雷电属于自然现象，在电能生产过程中部分机电设备容易受到雷击的干扰。因此可以在自动化运行模式增加对电力设备的防雷保护，在生产流程中增设防雷器，有效的提高电厂设备的抗雷击性能，降低雷击事故对设备带来的损害。

2.2电气自动化技术在火电厂常规控制中的运用

2.2.1就地控制。部分规模较小的电厂在生产控制中所需要的设备数量较少，但也需要构建综合性的控制体系，并充分的利用自动化技术来实现对各电力装置的综合运用，这样可以有效的避免设备单独运行所带来的不利影响。

2.2.2集中控制。对于生产规模较大的火电厂而言，生产的正常运行需要多种设备之间密切的协调，而在大型火电厂中的设备数量较多，要想处理好各种设备运行过程中的关系，对企业生产计划而言具有较大的难度。而电气自动化技术的运用可以有效的解决这一题，自动化技术能够将锅炉、汽轮机、发电机等火电厂中重要的设备进行合理的搭配组合，实现资源的优化配置，从而对电厂进行集中控制，确保火电厂的高效稳定运行。

2.2.3自动控制。自动化技术的运用可有效提高生产效率和质量，将传统的人员控制改为自动化控制，可减少因人为操作失误所形成的损失，自动化技术的操作控制，能够最大程度的控制运行精度和质量。同时自动化技术的运用还能够保证生产运行的安全性，降低生产难度，为电厂创造更多的经济效益。

2.2.4故障控制。安全稳定运行是火电厂运行的重要保障，一旦设备出现故障，将会对火电厂造成严重的经济损失，并且危及到操作人员的人身安全。自动化技术的运用能够最大限度的降低故障的发生几率，对设备的故障能够进行有效的控制。利用计算机网络技术，对电厂中各项设备的运行状态进行实时监控，可及时了解各项设备的运行状态，在发生故障时，能够及时判断故障点，并且发出警报，部分故障类型还能够采取一定的保护措施，为电厂的安全运行奠定了坚实的基础。

三、电气自动化在电厂中应用的趋势

3.1实现对厂用电气全通信控制

目前电厂内的通信速度还无法有效的满足系统可靠性运行的要求，在ECS和DCS系统之间还保留着一部分硬接线，这使电气全通信控制还无法实现。针对于当前电气后台系统多数处于初级阶段的特点，在实际工作中只能够完成基本的运行监视功能，还无法实现控制逻辑及提高电气控制系统水平的要求，因此需要解决好热工工艺连锁问题，加快推进电气自动化对厂用电气全通信控制。

3.2创新控制保护手段

传统电厂中利用报警及连锁作为对系统的控制和保护手段，而且在实际工作中只能实现超限报警及联锁跳机的波动性控制和保护。在电气自动化技术引入后，可以充分的利用计算机保护技术来检测和诊断系统的运营情况及故障，及时发现电厂设备中存在的安全隐患，并采取有效的控制和保护策略加以解决。同时也可以应用电气自动化技术来进行维护和维修工作，将被动维修转化为预防性维护和维修。

篇10

关键词：城市排水泵站；电气自控制；应用研究

随着经济社会的发展，很多领域都在使用水泵，尤其对于城市排水工程，泵站具有重要的意义，很大程度上提高了城市排水系统运行的安全性以及可靠性。现在我们国家城市排水泵站电气自控制水平远远落后于国外在这方面做得比较好的国家，在排水泵站电气控制方面的自动化程度比较低，而且很多城市排水泵站电气自动化形态都是单级常规控制。排水泵站设备管理方面没有形成普及化的网络管理模式。所以，我们国家城市排水泵站要想实现可持续发展，必须在排水泵站电气自控制方面有所作为，以适应新形势对于城市排水泵站的自动化控制的要求。

1 城市排水泵站电气自动化控制的必要性分析

随着电子信息技术的发展以及计算机的普及，各行各业都进行了一次技术革命，极大地促进了经济社会的发展。城市排水泵站也在信息化技术支持下，其自动化控制应用向前迈进了一大步，但是整体来看，我们国家城市排水泵站自动化控制技术的应用还存在着很多问题，很大一方面原因就在于城市排水泵站的自动化控制系统设计不完善[1]。由于刚开始对于城市排水泵站电气自动化控制的研究来说，完全没有相应的技术标准，而且没有一定的实践基础，对于实际需求把握不够，所以很多城市排水泵站的自动化设备在运行中出现了很多问题。比如许多泵站电气自动化设备设计者都简单地认为自动化控制就是利用计算机对设备的开关机进行操作，实际上，城市排水泵站自动化不仅是对设备开关机以及基本运行进行操作管理，还包括泵站励磁系统开发、水利监控、继电保护优化，甚至还包括经济运行成果分析等方面的改进、完善。

综上所述，城市排水泵站电气自动化控制技术应用是一门综合性较强的系统专业，其中涉及计算机技术、网络信息化技术以及通信技术等相关技术。目前，我们国家城市排水泵站电气自动化控制技术不够完善，没有相应的技术规范，缺少泵站自动化控制实际经验，这样的情况下，我们国家城市排水电气自动化控制的应用就具有更重要的意义，它不只是泵站设备自动化操作、管理分析、设备软件系统的建立完善、数据空定义以及信息化接口配置、协议栈优化等技术的应用与完善，还是城市排水泵站电气自动化控制应用实现可持续发展以及满足经济发展要求的必要举措。

2 城市排水泵站电气自动化控制的应用研究

针对目前我们国家城市排水泵站电气自动化控制技术落后的情况，提出泵站电气自动化控制的设计思路，选择排水泵站电气自动化控制系统的执行模式，使城市排水泵站电气自动化控制能够更好地得到应用。

（一）改变城市排水泵站电气自动化控制的设计思路

城市排水泵站电气自动化控制应用是一门涉及很多技术，专业知识系统而庞杂的综合性专业，所以在其技术设计阶段，应该综合考虑泵站实现自动化对资金投入、技术应用以及运行环境这三方面的具体实际要求[2]，这三个方面对于城市排水泵站电气自动化控制影响重大，需要全面考虑，为提高泵站电气自动化提供各方面的支持。

（二）从实际情况出发选择泵站自动化控制系统执行方式

1、主机操控通信协议设备执行模式。城市排水泵站电气自动化控制系统的执行方式中，有一种是主机操控通信协议设备，这种执行方式是由监控主机负责操控指令，主要就是对设备进行控制，但这种模式对设备通信协议方面的执行要求不高，其重点是对主机在适当的时间进行监控。分析这种模式的工作原理，可以发现，如果主机操控上出现问题，就可能严重影响传输指令，所以使用这种模式最重要的就是要严格选择监控主机。

2、主机操控PLC通信协议设备执行模式。PLC即单片机技术，这种执行模式主要是把城市排水泵站自动化控制系统分成三个结构，将一种可以进行编程的单片机技术控制器以PLC作为控制节点，监控层下的通信监控通过以太网与单片机技术之间进行联系[3]，这就使得该模式具有一定的局限性，存在很大的不足之处，那就是单片机技术与监控下层之间通信能力比较弱，选择这种模式都是出于提高泵站设备运行安全性、可靠性的考虑，如果对通信传输速度要求比较高就不能采用这种执行模式。

3、主机操控RTU执行模式。RTU即远方数据操控，这种城市排水泵站自动化控制系统执行模式的远方数据操控具有继电保护的功能，同时还具备控制器编程的功能。这种模式对于泵站设备的开关量输入、输出与模拟量的输入、输出等可以进行保护，除此之外，此执行模式中的以太网是操控主机的重要媒介载体，具有比较强的通信能力，所以主机操控RTU执行模式可以弥补以上两种模式的不足[4]，但是存在着一个问题，这种模式需要大量的资金投入，所以城市排水泵站自动化控制系统要结合实际情况对于这种模式的应用应该做出合理的选择。

结束语

综上所述，城市排水泵站能否实现自动化控制应用，需要相关设计人员坚持科学、合理的排水泵站电气自动化控制的设计思路，选择实际可行、满足功能的排水泵站电气自动化控制系统执行方式，文章对三个模式的优缺点进行了详细叙述，希望能够对排水泵站电气自动化控制系统执行方式的选择有所帮助。城市排水泵站电气自动化控制应用会随着科学技术的发展进步逐渐成熟完善，为城市的发展提供更好的基础设施支持。

参考文献：

[1]王冰如.浅谈城市排水泵站电气自控制的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（21）.

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