继电保护及其自动化范文
时间：2023-12-26 17:56:47
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关键词：电力系统；继电保护设备；自动化；可靠性
中图分类号： F407 文献标识码： A
引言
现代社会的发展离不开电力系统，经济的快速发展和人们物质生活水平的提高对电力系统的可靠性提出了更高的要求。在电力系统中，其继电保护设备和自动化设备的可靠性会直接影响到电力产品的质量和供电的稳定性。通过研究及实践对继电保护设备及自动化设备进行及时的检查、维修、维护，成为了保证电力系统正常稳定运行的重要途径。
1继电保护装置的性能评价体系
所谓电力系统的继电保护装置可靠性指的是继电保护装置在预定的时间范围内.其能够实现预定功能的一种能力。在可靠性的分析过程中，通常会涉及到有关继电保护设备元件数据的统计以及对系统整体性能的评估。具体而言，电力系统的继电保护装置可靠性就是在电力系统出现故障时，能够按照预先的设置作出正确的判断.以避免出现更大范围的故障。在目前的电力系统继电保护设备及其自动化可靠性分析过程中，其主要的性能评价指标主要包括以下几个方面:(1)电保护设备的正确动作率。指在特定的统计时间段内，继电保护设备的正确动作与总的动作之比.该指标也是在目前的继电保护设备可靠性评价指标中的主要内容;(2)继电保护设备可靠度。所谓可靠度指的是一旦确定设备的初始正常时刻，则在某段时间内不出现故障的概率。因此设备的可靠度关注的是设备从正常运行到下一次故障的时间间隔;(3)电设备可用率。指的是设备从某一正常工作时刻开始到下一个时刻的时间间隔内不发生故障的概率。可用率与可靠度的重要区别在于可用率的衡量条件是继电设备在该段时间内需要连续运行;(4)电设备无故障运行时间。指的是从继电设备的修复时刻到下一次发生故障时刻的时刻间隔;(5)继电设备修复率。指的是设备在发生故障的条件下，从某个时刻开始实现修复的概率;(6)继电设备修复时间。指的是继电设备修复所需要的平均时间。
2继电保护设备自动化可靠性研究
电力系统的继电保护设备目的在于有效的保证相关电气设备的安全性，同时改善电力系统的整体可靠性。一旦电力系统或者继电保护设备发生故障，继电保护装置能够迅速的发现并且判断问题，同时向外部发出警报.并且能够在极短的时间内切断通电电路，进而达到保护用电设备、预防电力系统故障扩散的目的。目前的继电保护设备通常由一套甚至多套处于独立工作状态的设备组成，以更好的保护设备安全。
电力系统中的自动化装置对于电力系统的正常运行起到重要的作用，其主要负责实现对电力系统相关性能参数的检测，以及完成必要的自动化操作。继电保护设备的自动化是目前主流的发展方向，其自动化的性能直接决定着整个电力系统的可靠性，在目前的电力系统继电设备自动化评价指标中主要涉及到无故障工作时间、设备修复时间以及设备有效度等三大指标。在分析电力系统自动化保护装置的可靠性时，主要从以下几个方面进行。
首先，需要对继电保护设备的自动化装置及其初始设定状态进行分析。在目前的电力系统继电保护设备中，其自动化装置一般结构都较为复杂，而且设备初始状态的设置对于设备的运行有着重要影响，因此在进行分析时需要充分掌握自动化装置的相关结构和参数设置。
其次，需要对相应的自动化设备的实际运行状态进行统计，并且结合设备的特点其运行的规律，并且对可能存在的漏洞进行分析。在对电力系统的继电设备进行检修时，需要按照科学的方法对可能存在的漏洞进行分析.以更好的提升继电设备的可靠性能。通常情况下，自动化设备在运行一段时间后都会出现不同的设备问题，因此需要定期对相关的继电设备进行检查，以更好的改善继电设备的自动化水平和系统可靠性。
同时，电力系统的更新也会对继电保护设备的自动化可靠性产生影响。在继电设备的自动化设计过程中，要充分考虑到电力系统的升级改造对设备自动化性能产生的影响，同时在继电保护设备的选用过程中，还需要选择原理不同、厂家不同的设备，以更好的增强继电保护设备的整体自动化可靠性能。
最后，电力系统中自动化设备的运行状况分析、总结与预警 。设备人员对自动化设备进行及时检查，并对设备漏洞进行及时处理，会大大延长设备的寿命。任何设备在使用一段时间后都会出现不同程度的损耗及设备问题，对这些设备问题进行及时预警、排查和检修，可以全面提高自动化设备的可靠性。通过对众多设备数据的统计和分析，可以总结出设备问题出现的主要原因，工作人员可以针对这些原因采取预防措施。
3提升继电保护设备可靠性的对策
根据对目前电力系统继电保护设备及其自动化可靠性的分析，结合继电保护设备的检修经验，提出以下进一步提升继电保护设备可靠性的对策:
首先，在电力系统继电保护设备的检修过程中需要注意以下问题:在整个继电保护设备的检测过程中，需要将回路升流、升压试验放在最后环节完成，同时在后续的定期检测中，当设备处于热状态或者是无负荷状态时，不能够对设备进行负荷向量采集和打印。
其次，注重对继电保护设备的常规性检查工作。常规检查通常是十分容易被忽视的，然而常规检查在继电保护设备的检修过程中却发挥着十分重要的作用。通常，常规性检查主要包括设备的清洁、连接部件加固、焊点虚焊等。在目前的电力系统继电保护设备中，其设备的零部件较多，因此在长途的搬运过程中难免出现螺丝松动等现象。在设备进行安装和调试时，需要按照科学的步骤对设备进行检查。
同时，要严格设备检查记录规范。在继电设备的检查过程中，一定要对发现的问题进行详细的记录，并且根据设备的具体情况整理成较为完善的技术文档，这对于提高以后的继电设备日常检修效率是十分有效的。而且在记录问题的同时还需要对问题的处理和解决方法进行记录，以更好的缩短解决故障的时间。
最后，进行优化。在设计电力系统时，应尽量使电力系统具备的容错能力增强。将容错技术引入到继电保护设备的设计中是提升其可靠性的重要方法之一。采用容错技术后，在电力系统运行不正确时，继电保护设备仍能够继续运行，这样将不会对整个电力系统产生生产和安全方面的影响。容错技术中重要的设计方式是对硬件冗余的设计，在应用硬件冗余时，可以使用硬件并联、备用切换、多数表决等策略，对设备的故障率和可用率进行完善，并能够有效提高动作正确率。
结束语
电力系统在社会日常生活与工作的各方面都起着重要的作用。继电保护设备作为整个电力系统的重点维护部位，保障了电力系统的稳定运行，也提高了电力系统的运行效率。而电力系统中继电保护的自动化装置可靠性能是保障整个电力系统正常运行的基础。所以，要进一步提高电力系统中自动化装置与继电保护设备的可靠性。
参考文献
[1]王淑艳，王林，毛义.浅谈继电保护自动化中的装与检修[fJl.科技创新与应用，2012,(10).
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关键词：电气 自动化 继电保护 安全
Abstract: The automatic detection, regulation and control, systems and components of automatic safety protection, network information automatic transmission in the electric power production and application process are belongs to the electric power system automation, relay protection is no longer the traditional instrumentation, signal, sound single Trailer accident management pattern, but created based on modern management technology of computer automation management mode, with the maintenance of installation and debugging convenient, convenient operation, good protective performance, equipment advanced, powerful, and more safe and reliable.
Key words: electric; automation; relay protection; safety
中图分类号：F407.6文献标识码A 文章编号：
前言：在电力系统运行中，外界因素（如雷击、鸟害）、内部因素（绝缘老化，损坏）及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：单相接地；三相接地；两相接地；相间短路等。电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时失磁异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。电力系统发生故障或危及其安全运行的事件时，他们能及时发出告警信号，或直接发出跳闸命令以终止事件。
1 继电保护系统的作用
1.1 在大多数水利电力部门，需要实施自动化的项目包括大坝监护、水库调度和电站运行三个方面。①大坝计算机自动监控系统：包括数据采集、计算分析、越限报警和提供维护方案等。②水库水文信息的自动监控系统：包括雨量和水文信息的自动收集、水库调度计划的制订，以及拦洪和蓄洪控制方案的选择等。③厂内计算机自动监控系统：包括全厂机电运行设备的安全监测、发电机组的自动控制、优化运行和经济负荷分配、稳定监视和控制等。
1.2 基于现行继电保护运行环境尚未实现根本改变，自动化综合变电站、现代化电网对继电保护功能需求的日渐提升，令其全方位功能的激发与安全管理工作有了更高的奋斗目标。电力系统自动化发展至今，继电保护以供操作人员灵活掌握和安全上的高度可靠性，正确的逻辑回路动作等优势，科学实现了遥测、遥控、遥调及遥信等共享化管理功能，并实现了无人值守自动化管控目标。同时其引入的故障录波与基于GPS的卫星对时功能较大程度便利了人们对电力系统不良故障的及时、准确分析与高效处理。
1.3 相比于电磁型保护方式，继电保护系统对防雷击、抗干扰、工作环境、电压电源等条件具有更高的客观要求，同时针对现行不尽完善的变电站后台远方监控令我们必须强化提升继电保护管理，完善继电保护相关设备服务运行环境、优化设计维护方式，进而合理补充自动化综合变电站人性化功能，令其为打造运行稳定、安全的综合电网奠定良好的基础。
2 电力自动化继电保护安全管理
2.1 在实际运作中我们应秉承全局观念开展设计，科学合理进行配置，令继电保护、信号、计量、控制、测量及远动等环节互相配合、协调有序，确保整体电力系统始终保持高水平运行状态。同时我们应合理实施变电站扩建增容，为更换设备实施改造留有一定空间，令相关变电站设计合理适应传统有人值守及综合自动化管理模式。
2.2 统筹规划，科学开展选型设计。
在选型设计阶段我们应避免片面的求价格低而选用过渡型技术、不稳定设备，这样很容易导致服务运行中发生偏差或缺陷现象，反而会耗费较大的人力、物力资源进行改造更新。我们应主体面向形象良好的知名企业，选择设计完善、技术成熟、性能可靠稳定的安全继电保护产品，保障硬件设备的质量优秀，令其在电力系统中实现长期的稳定服务运行。为避免网络故障及无法实施数据远传现象我们应对传统变电站监测电压、事故音响及预告作用进行合理保留，进而完善保障电力设备的持续安全运行。计算机继电保护装置的全面引入，依据相关要求我们应合理改造接地网，应用高电导率、强耐腐性接地网控制接地电阻低于零点五欧姆，同时符合变电站场地相关安全与技术要求，严格杜绝接地网不良引发地电位升高、继电保护发生拒动、误动或烧坏设备等安全事故的发生。
2.3 另外，我们应科学改善更新监控数据库，令后台信号依据变电站名称、重要等级进行合理划分并实现分类显示。一旦故障发生数个后台信号一同显示，操作管理人员则能够依据类别重要性快速做出准确的判断与分析。
3 完善调试安装、确保各设备协调配合。
3.1自动化综合变电站系统的建设令继电保护涵盖众多环节设备，例如后台监控、测量表计、直流系统、远动、五防等，因此我们应完善开展调试安装，明析继电保护同该类设备的管理分工与责任划分，进而促进各方的协调配合。同时我们应在录入基础数据、建立系统数据库及联合调试各项设备等环节上下功夫。
3.2对新近安装的继电保护装置我们应科学进行校验，对其加入百分之八十额定电压，模拟探析系统有可能产生的各类故障，针对装置科学开展传动试验与整组模拟，进而完善保障装置中涵盖的逻辑回路得到正确性验证。针对计算机装置防潮、抗干扰性能较差，安全系数、工作可靠性有限，容易引发雷击现象，对电源电压与工作环境要求较高的现状我们应采用两端电缆屏蔽层接地的相关抗干扰规范，在网线及二次回路中合理配置避雷器，在直流电源处加设稳压与滤波设备、在变电站控制室加设调节室温空调设备、交流电源处引入雷电吸收器等科学措施，提升网络线、光缆抗外力破坏能力，辅助提升计算机装置安全可靠性，保障自动化继电保护装置接线可靠牢固。
3.3另外，我们还应强化对电力工程重要质量环节的控制，例如科学管控远方后台反映监测、GPS对时精度、远动通道质量及全站模拟精度等。针对变电站改造进程中一些设备无法停电终止运行的现象，我们可科学利用技术手段完善安全措施管理，例如应用模拟开关校验新装置，实现不停电服务，同时积累丰富施工经验，创设不停电典型作业规范及继电保护安全管理措施，为安全施工创设良好的环境。
4 设备验收及运行维护
4.1基于继电保护要求，我们应科学开展设备验收及运行维护，除了一些常规整组传动保护试验，还应着重强化对各项设备遥信、遥控、遥调与遥测操作的验收。依据各项设备客观特征制定适应性操作运行规程，列出运行要点。
4.2 各类报告书、工程竣工图纸以及技术资料应及时报送相关部门，并做好系统数据的存储备份工作，进而为后续的维护运行、改造检修做好充足的技术准备。
4.3 应进一步强化运维人员现场培训，提升其业务素质及对新设备熟练掌握程度，进而直接强化设备运维质量。设备投入运行之前运维人员应熟悉变电站主接线状况及运行方式，熟练掌握计算机操作技巧并通过严格考核合格后才可担任相关工作。
4.4我们还应合理进行事故预想，能够准确、清晰对后台信号展开分析并判断故障，为随时记录故障情况，我们应将GPS对时与故障录波列为重点巡查装置，进而有利于科学进行电力系统故障分析与处理。一些变电站在经过自动化综合改造后，其各类电源均细化统一为直流二百二十伏电源，包括控制、保护、电子锁及信号电源，令室外设备直流回路明显增加，因此我们应科学做好针对二次室外回路的安全维护管理，降低直流接地引发故障机率。
3 小结
总之，基于电力系统继电保护特征及管理现状，我们只有针对现实工作需要、系统现状科学制定安全管理策略、统筹设计、规范选型设计，完善调试安装、协调配合，强化验收投运及运行维护才能切实提升电力系统继电保护安全性，令其适应电力系统自动化改造，发挥优势辅助功能，提升系统服务水平及运行效益。
参考文献：
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作者简介：张莉莉（1982-），女，汉，河南省洛阳人，讲师，硕士，毕业于江苏大学，主要研究方向为电气自动化、现代控制等。
电气工程及其自动化是与电能生产和应用相关的技术，也是工程教育体系中的一个学科[1]。随着社会经济的发展，电力需求越来越大，电力后备人才的培养迫在眉睫。目前，我国许多大学都开设有该专业，是我国高校招收学生最多的专业之一。洛阳师范学院也开设了该专业，专业包含电力系统及其自动化、过程控制及其自动化、电力电子与拖动三个方向。 该专业安排的课程都是从事电力系统相关工作的基础知识，有理论性强、且与实际工程联系密切的特点，它要求学生有较高的动手能力。但由于传统教学方式存在不足，所以至今教学效果不够理想[2]。该文在已有教学改革和实践的基础上，引入CDIO工程教育理念，并将教学与工程实践相结合，确定课程教学方案，最终得出一套基于CDIO的电气工程及其自动化专业（电力系统及其自动化方向）的教学方法，进而培养出工程能力较强的学生。
1 洛阳师范学院电气工程及其自动化专业发展和现状
我校是师范院校，电气工程及其自动化专业开设较晚，与重点工科大学相比，在学校软硬件方面都存在一定的差距。我校原为师范院校，开设该专业后在课程体系及教学方面还沿用了师范教学的一套理论，难免出现各种问题。
在课程体系和教学内容中，出现了一些问题：一是注重理论教学，忽略了实践教学，学生实践能力较差；二是各门课程老师交流较少，各课程教师只是专注于自己教学课程，与相关课程老师交流过少，导致学习内容上的连贯性不是很好；三是校企合作还有待提高；四是教学设备和设施不完善，校内实验实训基地和校外实践教学基地尚未建设好；五是电气工程及其自动化是长线专业，具有很大的社会需求，尤其服务洛阳地方经济和相关行业的能力仍待提高。
2 改革思路及方向
2.1 基于CDIO的理论教学改革
CDIO由构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate）四个英文单词的首字母组成。它涵盖了从产品研发到产品运行的整个周期，引导学生主动学习工程，并注重实践以及课程之间的联系，集中体现了“做中学”和“基于项目的教育和学习”的理念，因此理论教学时应注重实践中的应用内容的讲授。
2.1.1电力系统及其自动化方向专业课程设置
电力系统是由多个环节组成的电能生产与消费系统，包括发电、输电、变电、配电和用电等。为保证系统的良好运作，还在各个环节和不同层次之间设立了相应的信息与控制系统，用来测量、调节、控制、保护、通信和调度电能生产的全过程，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。电气工程及其自动化（电力系统及其自动化方向）主要任务就是理解、掌握并能设计电力系统各个环节。因此该专业主要开设的专业主干课程有：电力电子技术、高电压技术、发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护、计算机仿真、电力系统规划等课程等。
2.1.2理论教学改革
学生通过学习专业主干课程对电力系统有一个全面深入的了解，为今后从事相关的工作打下坚实的理论基础。为了达到好的教学效果，以上各门与实际联系紧密的课程讲授时应以CDIO的教学方式进行教学，使学生主动学习，牢牢掌握电力系统的相关知识。
以《电力系统继电保护》课程为例[3]，对课程基于CDIO的教学，讲解内容应分步实现。首先，要让学生透彻理解继电保护的内涵，引导学生通过对大型事故案例的分析来主动地发现问题并构思（conceive）。因为继电保护作用重大，能保护一次系统的安全稳定运行，学生们只有在分析系统正常运行和故障运行的电气量特性差别的基础上，才能设定保护方案，所以学生必须牢牢掌握。其次，掌握继电保护方法是思考和解决保护问题的基础，学生只有在此基础上，才能对一次系统故障进行分析，找出相对的办法来切除故障，并完成设计（design）和实现（implement）过程；再次，典型完备的保护方案应从企业那里借鉴，因为企业在这方面配置十分成熟，启发学生在配置保护时形成完整的概念，完成运作（operate）过程。上述这种教学内容设计，弥补了原来的继电保护课程偏重于基本原理的介绍、不注重应用的缺陷。
2.2 基于 CDIO 工程教育模式的实践性教学环节的改革与实践
目前我国工程教育不仅重视科学基础，还重视对学生个人能力、团队合作能力以及系统适应和调控能力的培养。要真要做到这些，要改革工程人才培养模式。参照CDIO理念进行改革是一种有效可行的思路。这种理念以项目设计为导向、以能力培养为目标，可通过项目设计将整个课程体系系统地、有机地结合起来。该研究为学生设置了1级、2级、3级三个级别的项目。1级项目涵盖该专业核心课程，体现专业主要能力要求，贯穿于整个本科教学阶段，对学生进行构思、设计、实现、运作的整体训练；2级项目则仅涉及一组相关核心课程的学习，重点突出对某项能力的要求；3级项目则针对单门课程，专为增加学生对该门课程的理解而设。各级项目设立的必要性、所涉及的能力要求等，均根据课程需要而定。通过以上设计，整个培养计划形成有机整体。
2.2.1基于 CDIO 模式的课程设计的设置（3级项目）
该校电气工程及其自动化专业有多达二十几门的专业课课程设计，为了达到实际效果，电力系统及其自动化方向的学生重点对电力电子技术、高电压技术、发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护、电力系统调度自动化、电力系统自动装置原理、Matlab控制系统与仿真、单片机原理及应用等课程进行课程设计环节。通过增加实践环节，增设每一门课的课程设计，可以很好的提高学生的动手能力，改善学生对知识的理解水平，为使学生形成完整的知识体系以及应用能力打下良好的基础。
3级项目设计旨在鼓励学生主动学习和综合学习。项目通过开展学术研讨活动，推动学生学习系统建模、模型分析、仿真开发等技能。教师在课程设计项目中要引导学生通过技术研讨、方案选择等形式启发创新思维。在这种新型模式的课程设计下，学生对研究对象进行系统模型分析计算，可培养其用数学逻辑方法精确描述电力系统的能力。项目内容设计时要考虑学生个体能力的差异，为不同水平的学生提供不同复杂程度的选择。按照各自的要求完成设计任务，也可以达到巩固知识和锻炼能力的目的。比如电力电子技术课程设计设置：⑴单结晶体管触发电路的设计；⑵正弦波同步移相触发电路的设计；⑶单相半波可控整流电路的设计；⑷单相桥式半控整流电路的设计；⑸单相桥式全控整流电路的设计；⑹三相半波可控整流电路的设计；⑺三相桥式半控整流电路的设计；⑻三相桥式全控整流电路的设计；⑼单相正弦波脉宽调制SPWM逆变电路的设计；⑽半桥型开关稳压电源的设计；⑾单相交流调压电路的设计。以上设计难易程度有所差别，适合不同水平的学生，使不同层次学生都能得到锻炼。
2.2.2基于 CDIO 工程教育理念的“课程群“综合设计或实验设置（2级项目）
2级项目则引导一组相关核心课程的学习，重点突出对某项能力要求。我校把电气工程及其自动化专业的所有课程建立了四个课程群，其中专业课程群有四个：电子电路课程群、自动控制类课程群、电力系统及自动化课程群、嵌入式系统课程群。这里重点讨论电力系统及其自动化方向的课程群。
电力系统及自动化课程群主要涉及电能的产生、变换、输送、分配、控制的理论，电力系统的规划、设计、安装调试、运行规律，以及相应的设备、测量、保护、调节、控制系统的理论和技术。本课程群建设的目的就是将电力电子、电力系统分析等相关的理论课程和继电保护、发电厂电气部分、高电压等技术课程同实际电气设备和电力系统有机地结合起来， 通过上述训练，学生能掌握电力系统的设计方法，并锻炼了分析、计算和解决实际工程问题的能力。因此，该课程群的设置对培养从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、技术开发、信息处理、设计施工等领域工作的应用型工程技术人才具有重要意义。
课程群综合设计或实验项目的设置有个原则，那就是必须注重专业核心课程之间知识点的相互联系，强调设计或实验构思、设计、实现、运作都要基于项目进行。让课程群综合设计给学生更多参与实践的机会。如该院进行不同电压等级变电站设计与保护的课程群综合设计时，将具有很强内在联系的电力系统分析、电力系统继电保护、发电厂电气部分、计算机仿真等课程融合成一个课程群设计。以发电厂电气主接线方案为平台，依托短路计算和潮流计算来实现电力系统中设备选择与运行，通过分析故障特征并进行整定计算来设定保护、最后通过计算机动态过程仿真分析等环节[4]。在这一个课程群设计下，学生工程实践能力得到提高，而且在学习理论课之前，就能对立电力系统整体知识点有宏观把握。综合性设计通过利用开放性实验室实践，可以获得远远超过课内实验学时的实践操作训练时间。通过自主性、综合性、设计性、创新性实验内容的设置，可以进一步提高学生的学习效率和质量。
2.2.3基于 CDIO 模式的“产、学、研”相结合的毕业设计过程改革（1级项目）
CDIO 工程教育思想要求学生主动学习工程技术，并将课程和实践有机联系起来。这符合当前高等教育改革和发展趋势：即将教学过程与相关行业发展紧密联系起来。该院1级项目必须完整的贯穿于整个本科教学阶段，使学生完整的得到构思、设计、实现、运作等方面的系统训练。该校电气工程及其自动化专业的1级项目分初级阶段和高级阶段。初级阶段在一到三年级完成，任务是：了解CDIO理念，通过解剖产品实例来了解其组成部分及设计原理，使学生增加感性认识，并了解本专业核心课程与实际产品之间的对应关系，让他们可以未来工程师的角色定位去看待所学知识；学生经历项目构思与设计的实践过程后，对专业的兴趣会大大提高，创新思维也能得到锻炼。毕业设计是1级项目的高级阶段，任务是：学生在完成课程学习与项目训练后，利用所学知识，完成一个产品项目的构思、设计、实现、运作等的训练。设置1级项旨在让学生从解决实际问题出发学习专业知识，激发学生对工程问题的兴趣，引导其探索并掌握解决问题的方法。
该院鼓励学生的毕业设计与工矿企业相结合，具体参与到某个产品或者是某个电力建设过程中去，通过毕业设计着重培养学生综合分析和解决问题、组织管理、社交、独立工作等各种能力，以及严谨、扎实的工作作风和强烈的事业心、责任感。只有具备这些能力和素养，学生将来走上工作岗位后，才能顺利完成所承担的建设任务。
电气工程及其自动化专业毕业设计的任务是，通过学习和训练，使学生了解电气工程设计基本原理和方法，掌握一般电气工程设计的基本技能；根据情况合理选择实施方案；熟练进行电气工程各方面的计算，并设计出合乎规范的电气工程施工图纸。评估学生毕业设计时，要将实施过程和成果相结合进行，要重视过程和社会需求者的评价，对于结果则可以看得轻些，做到以社会需求为导向进行评价。学生毕业设计成绩评估由毕业设计撰写（40%）、毕业设计项目实施过程（40%）、社会需求评价（10%）和平时表现（10%）四部分组成。以项目实施与理论掌握情况考核为主，兼顾社会需求与平时成绩，这样才可以较为全面地评估学生的能力。
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>> MATELAB在电力系统仿真中的应用 基于DDRTS的电力系统实时仿真 仿真软件在“电力系统继电保护”课程教学中的应用研究 基于Labview的“电力系统分析”课程仿真 电力系统继电保护通用仿真分析系统的方案设计 电力系统通信故障排查仿真培训系统的设计与实现 电力系统自动化设备仿真系统的研究与其应用 试论电力系统运行及安全监控仿真系统的研究与开发 ETAP仿真软件在“电力系统分析”教学中的应用 电力系统仿真分析软件ETAP在专业课教学中的应用 基于MATLAB实现电力系统派克变换的仿真 电力系统模糊稳定器的设计与仿真 基于MATLAB的电力系统模糊稳定器设计与仿真 基于DlgSILENT的电力系统暂态电压稳定性仿真研究 风电对电力系统有功/频率的影响及仿真分析 基于matlab实现电力系统短路故障的仿真分析 新型电力系统稳定器的仿真分析 SIMULINK在煤矿电力系统的零序电流法保护仿真 暂态低压减载对电力系统仿真结果的影响 电力系统故障时几点保护装置动态特性的数字仿真 常见问题解答 当前所在位置： [EB/OL]
[3] 潘雪萍. 电力系统仿真课程教学研究与改革 [C]. 第三届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集， 2005.
[4] 高红亮，张先鹤，詹习生.基于SimPowerSystems的电力系统仿真实践教学研究 [J]. 湖北师范学院学报（自然科学版）， 2014， 34（1）.
篇5
关键词：课程改革；教学内容；教学方法和手段；考核形式
《电力工程》是电气工程及其自动化专业的专业课，该课程主要介绍电力工程的基础理论知识和基本计算方法，通过本课程的学习，可以掌握一次系统的电气主接线、正确选用电气设备、常用的继电保护的计算方法和防雷接地的设计计算，能够对企业供配电进行设计。该课程具有综合性、实用性强等特点。针对课程的特点，以及我系学生的情况，为了让学生更好的掌握知识，对以下几方面进行改革。
一、教学内容的改革
《电力工程》作为一门专业课，必须先修《电机学》这门课程，由于我系《电机学》课程在教学过程中，针对我系学生的特点，在教学内容和学时上都做了一些删减，从不影响本课程教学的角度出发，在对短路电流及其计算这一章节安排时，对不对称故障的分析计算这部分不讲，作为自学内容，对于有需求的同学在遇到问题时通过课后辅导的形式帮助解答。作为本三院校学生，主要另外我系电力方向的专业课程学习《电力工程》和《电力系统及其自动化》两门课，对两门课中交叉的内容“配电网自动化”放到《电力系统及其自动化》课程中。
由于本课程的内容比较抽象，晦涩难懂，根据培养应用型人才的需求，对一些抽象的内容少讲，比如在讲一次设备时，只讲一次设备的特点和用途，要求学生在不同的场合会用这些设备就可以了，而不要求学生了解设备的内部结构。同时，为了使学生更好地理解电力系统相关知识，建立了相应的实验室，对一次系统、继电保护等二次系统通过演示实验的形式，加深对相应内容的了解。改革之后相应的学时分配安排如表1所示。
二、教学方法和手段的改革
在课堂教学中，如何将知识传授给学生，让学生真正做到学以致用，传统的灌输式教学方法已经不适用了。为了充分调动学生学习的积极性和主动性，提高学生自主学习的能力，培养学生分析问题和解决问题的能力，在教学过程中，采用多种教学方法和教学手段相结合。
1.启发式教学法 教与学是密切相关的两个方面，只有教、学互动才能起到良好的教学效果。为了避免填鸭式教学，充分调动学生学习的主观能动性，在教学过程中我注重引导学生去思考问题。如在第一节课介绍课程目标时，为了让学生知道本课程的目的和意义，引出在进行电力设计时，在给出了基本技术资料后，要设计好一个系统要做哪些工作，让学生根据实际电力系统的组成从发电、配电和用电三部分去考虑。
2.案例式教学法 由于电力工程知识点比较多，为了让学生能够把学到的知识用到实际中去，在整个教学环节，以一110kV降压变电所的设计为主线，在给出了基础资料后，结合理论知识，对该变电所的主变压器的选择、电气主接线、电气设备的布置、短路电流的计算、主要电气设备的选择和校验、继电保护配置与整定计算、所用电设计以及防雷和接地设计计算，通过各部分的设计，对整个课程和电力系统有一个直观地了解。
3.参与式教学法 让学生利用课余时间，查找相关的资料。例如在讲电气主接线时，由于教材中只介绍了电气主接线的基本形式，实际电力系统中还有其他的一些接线方式，在学生查找资料后在课堂上进行讨论分析，这样让学生有一种参与感，既加深了对知识的理解，又可以提高学生学习兴趣。
4.实验教学法 由于电力工程课程比较难，学生对一些知识理解比较困难，在教学过程中，利用实验室的资源，通过实验加深对知识的理解。例如在讲继电保护的整定计算时，学生对动作值的选取不理解，我首先讲解了继电器的工作原理，然后让学生自己去做继电器的特性实验，从而了解继电器时如何工作的，什么时候继电器动作、返回。
5.充分利用丰富的教学资源 由于电的不可操作性，为了让学生对相应的知识能有直观的认识，广泛地收集相关资料，在授课的过程中以图片或视频的形式给学生演示。比如在讲架空线路时，首先引导学生说出他们知道的架空线路的组成以及各组成部分的作用，然后给出实际架空线路的图片，根据图片对组成部分进行讲解，同时对常见的绝缘子、金具等的彩图给出，让学生上完课后仔细观察架空线路，去了解其结构。
为了充分调动学生学习积极性，在授课过程中依托教材，设计了生动形象的多媒体课件，课件中采用flas对一些过程加以阐述，便于学生理解。
三、考核形式的改革
由于该课程知识点多、面宽、公式复杂等特点，学生学习和掌握起来比较困难，从培养应用型人才的角度考虑，只要学生掌握了分析问题和解决问题的能力就可以了，因此对考核形式进行了考核，把学生从死记硬背、为考试而学习中解放出来。为了对学生进行全面的考核，本课程的的成绩由三部分构成。一是平时成绩，主要从学生课堂表现，如参与度、回答问题的正确率、出勤等方面考虑，平时成绩占期末总成绩的20%。二是实践环节，在理论知识介绍完，让学生分组对小型的电力系统进行设计，这样既可以培养学生的团结协作能力，又能对整个课程有一个清晰地认识，此设计与实验操作部分作为实践成绩，占期末总成绩的20%。三是期末闭卷考试，在试卷内容上，弱化一些复杂的公式，注重与其他课程的衔接，此成绩占期末总成绩的60%。
四、结语
《电力工程》是一门专业性比较强的课程，在教学过程要做到与时俱进，深化教学改革。在几年的教学过程中，通过对教学内容、教学方法等的改革，在教学中取得了明显的教学效果，得到学生的好评。
参考文献
[1] 孙丽华. 电力工程基础[M] .第2版，北京：机械工业出版社，2009.
篇6
关键词：电力系统；自动化；系统设计
中图分类号：TP29文献标识码：A文章编号：1671-1297（2008）08-142-01
一、电力装置的保护和发展可以概括地分为三个阶段
第一阶段，采用常规的继电保护，这一保护方式延续的时间最长，技术较成熟，而且运行人员习惯于此类保护。目前企业中采用最多的仍是这一技术，但此种方式不便于进行智能化管理。
第二阶段，继电保护加计算机保护，这一阶段其实只是一个过渡阶段，计算机仍利用常规的继电保护元器件，仅仅是将继电保护的相关参数采集到计算机，实现了在计算机上的远程集中操作，电力装置的保护仍依赖于常规的继电保护。这一技术目前有一部分应用的例子，但成功的案例并不多。
第三阶段，这一阶段的计算机保护才是真正意义上的计算机保护，亦即综合自动化保护系统，保护单元即智能仪表安装在开关柜上，用于监视、测量、保护、传输高、低压开关柜的状态和参数，这些智能仪表具有遥控、遥测、遥信（三遥）功能，甚至具有遥控、遥测、遥信、遥调（四遥）功能。它彻底摒弃了常规的继电保护，采用了当今先进、可靠的计算机技术，使之达到了实用化的阶段。
二、综合自动化保护系统的构成及优点
综合自动化保护系统（IMPACC），即监测（Monitoring）+ 保护（Protection）及控制（Controlled） + 通讯（Communication）的集成（Integration）。
综合保护系统的配置按每个功能单元（间隔）对应于一个小机箱设计，装置可下放到开关附近安装，同主机之间有总线通讯电缆联络。避免了大量复杂的二次连接电缆因接触不良发生恶性事故，把监控保护分散到就地完成，仅由普通的屏蔽双绞线和主机联络，主机制作日常管理工作，节省了投资，提高了系统可靠性及可维护性，减少了事故隐患。
三、工程设计中综合自动化保护系统选择的着重点
综合自动化保护系统作为一个较完善的保护系统，在当今企业大力建立计算机集成制造系统（CIMS）的情况下，设计中应结合实际情况对以下几个方面加以考虑。
1、开放性
能否满足以下通讯及接口的要求：上层，综合自动化保护系统便于同全厂的信息管理网络（MIS）接口，传递文件和画面；中层，综合自动化保护系统中计算机，安装与下位仪表通讯接口软件和工程师、操作员使用的图形动态监控软件，即可对变电所的输配电状况进行动态监控；下层，综合自动化保护系统便于同各种智能仪表、PC 机、PLC 以及其它输配电系统接口。
2、 扩展性
系统的可扩展性，能否满足用户不断发展的需求。如工程分期建设，不断扩容的要求；不同工艺过程的控制，逐步扩展纳入同一系统的要求；覆盖分散的生产区的输配电设备的需求。
3、 可靠性
综合保护系统中的综合保护单元是否具有完善的自诊断、报警功能，诊断功能是否涵盖系统中从计算机到智能仪表的全体范围。
4、 便捷性
是否具有友好的人机界面，丰富的信息，使操作人员能够方便灵活地组态，使用中便于检查修改。
5、 兼容性
随着技术的不断发展，系统的软硬件能否得到不断的升级，系统的软硬件升级后应能向下兼容。
四、实际工程设计中综合自动化保护系统规模的确定
1、 实际需要
从理论上讲，综合保护系统中可以连接的设备有一个极限数量（当然可以通过其它方法扩展，这另当别论），这只是一个理论数量，倘若考虑到极端情况下系统的可靠性，取其50%的利用率，应该说，一般情况下，我们建立的综合保护系统不会超过这个数值。
2、 扩充的需要
对于将来有可能进行系统扩充的综合保护系统，考虑到现阶段的应用和将来扩充后系统的协调平衡，需要充分考虑扩充的可行性和经济性。
3、 资金的制约
实际工程设计中，系统规模的确定常受到建设单位资金的宽裕度影响。以下综合保护系统部分的两种处理方式可以根据资金的宽裕度加以选择。
五、实际工程设计中应注意的问题
1、 通讯协议的抗干扰性能对于整个系统能否正常工作非常重要，也是我们容易忽视的问题，因为高压部分属于强电磁干扰环境，常规的通讯协议在此环境下，并不能稳定地工作。因此，选择综合保护系统时须加以考虑。
2、 综合保护系统中，通讯协议的一致性。具体地讲，就是综合保护系统与各层之间应能直接通讯，或经转换后可以通讯。设计中有时因疏忽或对产品性能了解不清，而导致错误发生。例如，目前有很多型号低压短路器均有微处理器选件可供选择，但这些微处理器选件的通讯协议并不都是对外开放的，有的只有在与同一公司的产品配套时，微处理器才能将采集到的参数传输到上一级系统中，盲目选择带有微处理器的短路器，与综合保护系统不能有效配合。
参考文献
篇7
【关键词】电气工程 改造 自动化
1.电气工程应用实践状况
我们日常生活的各个方面都涉及到电气工程，比如污水处理系统、工业生产经营、电力系统等。电力为发展生产、提高人类生活水平提供了重要物质基础，随着人类生活水平的提高，今后时期内，对电力需求将越老越高，社会对电气工程自动化系统及其自动化科技工作者的需求将会日益提升。电气工程将会成为反映人民生活现代化和国民经济的一个重要标志。现代社会的工业生产中，不是仅仅依靠人力来完成机械化管理运作，当我们使用机器设备的时候，是由人来操作，运行操控一旦开启，机器就将终处于生产状态，它将会一直自己运行下去。要让它精确的自动启动与停止，这就需要涉及到电气自动化的科学辅助。什么是电气自动化呢？它就是通过继电保护装置、感应器等电气元件来保证机器的自动化运转，从而实现严密的操作顺序控制以及控制恰当的持续时间。与此同时，电气自动化系统可以将外部环境的变化情况反馈到内部系统，从而优化更新输出量，最终保证可持续性，达到安全稳定的目的。下面列举几种常见电气工程的实际应用。
1.1净化系统。目前，净化空调系统在对于空气质量有特殊要求的手术室、实验室食品厂房等区域净化空调系统被广泛应用。净化空调系统的核心构成部分就是净化空调的自动控制系统，它既可以设计为某个单一系统的控制，测量系统，又可以设计为以数字计算机控制管理的系统。净化空调系统采用DDC 控制来实现温度的控制，温度传感器将它检测到的温度传递到DX 一9100，接着系统将自动调控冷水电动调节阀或者是加热电动调节阀，将回风温度控制在需要的范围之间，这样就能达到洁净室温度GMP 要求。科学的引入了电气工程技术从而使净化空调系统具备了智能化调节空气环境温度、数字化、自动化监控等综合功能。
1.2智能建筑中的应用。在建筑行业，智能化建筑成为当今建筑行业领域的主要发展方向。电气自动化在建筑领域的科学利用，令它具备了安全电子设备、智能化控制、节约能源等多种新的功能。智能建筑合理的利用各种设备，为自动化控制系统下的设备有效的节省了人力。
2.电气工程改造与自动化趋势
2.1功能趋向于多样化。在未进行改造之前，发电，输电就是传统电力系统的重点功能，这种电力系统结构比较单一，能源浪费多，在传输过程中不能对电能值的大小进行转换。在进行电气工程系统自动化改造之后，电力系统的功能逐渐多样化，电能分配、电压转变和用电调控等功能更加完善，电气工程系统自动化的发展，为电力系统高负荷运行状态的操作提供了技术方面的保障。
2.2操控一体化发展。电力系统自动化改造的发展趋势包括：人与机器的一体化，机械一体化和机电一体化等模式。只有在电力系统设备实现智能化以后，系统操控的一体化才有可能实现。“省力、省时、省钱”是电力系统一体化操控的优势，电力系统一体化操控也能为后期继电保护装置的运用提供了必要的条件。
2.3结构更加简单化。妨碍电力系统功能发展的一个重要因素就是结构问题，当很多种设备同时与系统连接的时候就会导致技术操作人员的调控质量大大降低，有一部分设备在系统运行的时候有可能失灵，不能发挥它的作用。系统自动化改造以后系统结构变的更加简化，同时系统功能也显著的优化。建构的简单化使得电力行业的发展前景更广阔。
2.4设备逐渐智能化。电厂中发电、变电和输电等多个环节都需要依赖机器设备的操作与运行。电力系统发挥作用的载体就是电力设备。计算机作为自动化改造的控制中心，使用专用的程序代码来调控电力设备的操作，这种方式智能化执行了设备的命令，从而有效提高了工作效率。
3.电气工程及其自动化建设的措施
3.1建立通用网络结构。网络结构在电气工程及其自动化系统中占据举足轻重的地位，通用的网络结构可以再各行业实施工业领域自动化的进程中，对于生产过程中的技术监控该系统、企业管理系统和设备控制系统等各个环节间的数据搞下、便捷、安全的实现交换。通用的网络结构，还可以进行对中心控制系统以及其他管理通信设备之间的网络资源配置，以便做到数据正确安全及时的传输。
3.2突破现有技术，建立统一的系统同平台。在创新开电气工程及其自动化技术的同事，应该以正确的思想为主导，对开发的目的、目标人群、目标行业的等信息进行充分调研了解，做到科学规划实施。在具体的实施、试运行等环节中，更要给予科学的流程指导，以便节约成本和时间，将企业的消耗降到最低。此外，无论是面对其终端客户的不同要求，还是企业项目的流程特点，任何的控制系统，都应符合基于PC自动化系统的相关需求，以便建成电气工程及其自动化系统的唯一平台，这样，既可以减少电气工程及其自动化技术的科研成本，也可以减少企业的运营成本。
总而言之，时展到今天，经济全球化已经成为必然趋势。工业经济改革也朝着更加先进的方向发展。而我国作为世界经济强国之一，参与国际竞争也日渐激烈，我国只有充分发挥本国自己的经济优势，才能争取到更多的筹码，得到更大的经济利益。而电气工程及其自动化技术不但解决了工业自动化系统的技术问题，而且为商业的发展带来了巨大变革。因此，研究电气工程改造及其自动化这门学科，显然成为了提升我国经济实力的必然途径。
参考文献：
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[2]杭州电子科技大学自动化学院简介[J].化工学报.2010（08）
[3]江西理工大学资源与环境工程学院简介[J].江西理工大学学报.2009（06）
[4]大庆石油学院电气信息工程学院简介[J].大庆石油学院学报.2007（03）
篇8
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。
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篇9
方向。
关键词：电力系统；自动化；重要性；发展方向
中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1673-9671-(2012)042-0191-01
1电力系统自动化的重要性
电力系统自动化是保证电力系统既稳定又安全运行的前提，如果没有电力系统自动化现代电力系统根本无法正常运行，由此看来，电力系统自动化的重要性。具体表现如下。
1.1保证优质电能的供应
电能质量问题包括很多内容，例如：电压工作不正常、电流偏差、用电设备被损坏等，如果缺少了电力系统自动化设备将很难发现这些问题，在寻故障时需要花费很多的时间，既耗时又费力，电力系统自动化装置可以很快发现问题并且及时处理问题，从根本上提高供电效率和质量，保证优质电能输送给各个用
电户。
1.2电力系统的设备稳定、安全运行
有了电力系统的自动化装置，才能保证输变电设备正常运行，迅速找到故障，及时加以恢复，这样才能保证整个电力系统稳定、安全的运行。
1.3保证经济运行
经济优化，降低网损，必须要在电力系统中加入自动化装置。随着经济和技术的飞速发展，电力系统主要应用计算机技术、控制、通信和电子设备。电力系统不仅需要处理的信息量较大，而且影响因素也越来越多，直接观察的范围比较广泛，闭环控制内容也较丰富。所以，电力系统自动化保证经济的运行，而且还减少了电网损坏费用的支出。
2电力系统的自动化发展方向
2.1供电方式及一次设备
由于经济发展和地域因素的共同影响，我国配电网的管理可以划分为城市电网和农村电网，城市电网主要是电缆网方式，而农村电网主要采用架空线方式。配电网的供电方式由线路开关设备、电源点、网架三个部分决定，电源点、网架的组合方式不同，架构了很多不同方式的供电方式，例如单电源辐射状供电、双电源环网供电、网格状供电等等，而线路开关设备如环网柜、分段器、断路器、重合器、负荷开关等提供了功能各不相同的供电配合方案。我国城市电缆网主要采用环网柜当做配电线路主设备，而在农村电架空线网中重合器、断路器、分段器、负荷开关等作为配电线路主设备应用较为广泛。区分线路开关设备的供电方案有：电缆环网柜方案、分段器方案、架空重合器方案、负荷开关方案等等。
2.2远动系统及二次设备
变电自动化系统的远动实现主要使FTU和TTU对配电台区、线路开关的监控。远动系统和设备可靠性的主要功能有环网控制、保护动作、远方控制等多个方面。配电自动化远动系统主要问题出现在线路电源和传输规约方面，实现配电自动化的主要难题是如何设计出可靠的、适用于户外环境的不间断电源。因为配电线路设备的地理分布性，当前变电所采用的CDT，POLLING规约，都不适合配电自动化系统，一定程度的应用于新的101规约，它是否能够成为配电自动化远动传输的标准，还很难评定，当前 IEC新的传输协议正在制定中。
2.3电力系统及其自动化中应用以太技术
随着我国电力系统的迅速发展，综合自动化对通讯的实时性的要求越来越高，电力系统需要传输的数据也越来越多。以太网具有传输速度快、传输数据量大的特点，完全能够满足现代电力系统及其自动化的要求。Ethemet+TCP/IP是以太最典型的应用形式。电力系统及其自动化未来的发展方向应该是结合电力工业应用实际，以太网技术为基础，研究出新一代以太网为核心的现场总线技术。
2.4主站网络与软件功能
电力系统的自动化的主站功能有GIS在线管理、电网经济运行分析、SGADA实时监控等等，主站框架需要突破以往单一调度自动化系统C/S模式，以P-P-C/S-B/S一体化架构，可以很好地体现分布式网络的管控一体的综合集成系统特点。
2.5变电站综合自动化和智能保护
科学家认真研究了电力系统电保护的新理论，并在新型继电保护装置中应用现在世界上最新、最先进的网络通信、自适应理论、微机新技术、综合自动控制理论、模糊理论和人工智能等理论，使新型继电保护装置拥有智能控制等特点，极大的提高了电力系统的安全可靠性，有利于保护工作人员的人身安全和节约企业的运行成本。在长期研究变电站自动化的基础上，我国研制出了分层分布式变电站综合自动化装置，这种装置使用范围十分广泛，35 kV-500 kV之间各个电压等级的变电站都可以使用分层分布式变电站综合自动化装置。我国在微机保护领域的研究已经跻身于世界先进行列；在变电站综合自动化领域，我国掌握的技术也已经达到了国际先进水平。所以，在以后的发展过程中，我们要继续保持自己的优势领域，提高创新意识，并带动其他领域共同发展。
3结束语
随着信息产业的发展，电力行业进入实时信息提供管理服务、管理信息（包括地理信息）支持实时应用的新阶段，发展CADA/GIS信息系统。电力和自动化的研究方向和发展方向对我国电力行业的进步具有不可估量的作用，因此，我国的科学工作者们还需不懈的努力。
参考文献
篇10
关键词：电力系统；县级电网；继电保护；整定计算
1 县级电网接线形势与继电保护自动化工作的矛盾
1.1 缺少继电保护的计算机辅助整定软件，短路电流和保护定值的计算依赖于上级运行管理部门，或者主要靠手工计算，或者是凭经验。
1.2 缺少整定工作的计算管理系统，故障计算、整定、定值管理等各项工作未能在连贯的工作流程下进行管理和维护。
1.3 从事继电保护工作的人员往往负责多项工作，任务负担重，亟需继电保护整定系统来保证整定工作的正确性。
上述现状，与县级电网接线形式日趋复杂、所辖线路逐渐增多、运行方式灵活多变、运行安全性要求提高的生产实际形成了矛盾。为了提高继电保护工作的自动化水平，保证继电保护整定的正确性和工作效率，我们总结了县级电网继电保护整定软件的功能需求，合作开发了适用性较强的整定软件，实现了整定计算、定值校核、定值单管理等工作的自动化与一体化，提升了继电保护运行管理水平，为电网的安全运
行提供了可靠的保障。
2 县级电网继电保护整定软件功能需求
2.1 县级电网的运行具有如下特点：
1）接线形式复杂，具有辐射型及llOkY环网(双侧电源)并存网络结构，存在一定数量的T接线。
2）辖区一般有多个小型水电站上网供电，这些电站的运行方式变化较大。
3）一次设备与保护设备型号繁多，参数计算和设备管理工作的复杂性高。
4）难以获得上级电网的计算参数。
2.2 为了满足安全生产的要求，考虑到县级电网的特点，继电保护整定软件应具有如下功能特点：
1）充分考虑地区电网的特点。如电网多为单一辐射状开环运行：不规则接线较多，含多重T接线路；不同保护类型可能需要配合；低压网络中需要考虑综合等值阻抗的电阻部分等。
2）数据充分共享。应用功能集成于数据库平台统一开发，实现各功能块的有机结合和无缝连接，个体类和公共类分别管理，减少数据冗余，简化数据关系，使用方便。
3） 全图形化人机交互界面。
用户可以在图形界面上启动几乎所有的功能，无需记忆大量的操作命令，只需通过其熟悉的网络接线图即可进行数据的录入、修改、查询，进行整定计算、短路计算、断点调整、定值调整等。软件实现了整个电网拓扑结构图形的编辑、缩放、漫游和图元的放大、缩小、编辑、旋转等功能，大大缩短了电网拓扑图形的绘制时间，提高了工作效率。
4）结果输出形式丰富，查询手段多样。
用户既能通过我们提供的表格以传统的模式输出计算结果，又能随时在网络拓扑上对结果进行查看
并能自动形成各种运行方式下系统正序、零序阻抗图，保护配置图，保护定值图等。
5）系统维护和升级方便。能够适应线路型号和继电保护保护型号增加的需要。
3软件实现
3.1 系统管理模块：对电网接线图以及电网中所有一次，二次设备的固有信息进行管理。
1）图形管理：用户可根据选定的电力系统，以图形方式表达电力系统的拓扑连接关系，进行图档管理；可以生成各种常用图形，方便信息的表达和查询。
2）设备参数管理：管理电力系统中各种设备的计算用参数。如一次设备的各种电气参数，保护设备定值参数等。提供常用线路电气元件参数库，电气元件参数输入简便，提供变压器铭牌参数与计算参数的自动转化计算功能，各元件参数采用图形结合表格等各种灵活的输入方式；可方便输入设计参数、实测参数并形成计算参数，自动进行有名值／标幺值转换；各元件的名称可由用户灵活设置。
3）系统运行方式管理：管理电力系统的运行方式和运行约束条件信息。可以设置电网的多个运行方式，提供方式的新建、继承、删除和编辑功能
4）用户管理：对用户权限分级、分类，控制不同用户对数据的访问。
3.2 整定计算模块：整定计算模块主要完成对管辖范围内现有的和即将接入的继电保护装置进行整定计算，包括线路保护、变压器保护、母线保护、断路器失灵保护等；编制整定方案和形成定值通知单；对整定计算的历史记录和基础资料进行有效管理。其功能包括：
1）实现县级电网各电压等级(3― 110kV)供、配电线路各种类型保护的整定计算，包括差动保护、零序电流保护、阶段电流保护和后备保护的配合，并自动完成各种常见保护装置的整定。对于新的保护装置和整定算法，能进行插件式升级。
2）整定计算过程的高度自动化。系统在没有人工干预的情况下自动完成整定计算全过程的工作，给出完整的定值结果，供整定计算人员参考。
3）提供丰富的人工干预手段。由于整定计算中网络的复杂性、整定规则特别是配合关系的复杂性，计算机自动整定的定值有时不能完全满足实际工作的要求，因此系统提供给用户在整定计算的各个阶段灵活干预计算过程的功能，并在用户手工设定计算条件的基础上继续进行计算。
4）全面、准确的运行方式组合功能。能够快速准确地确定对于待整定保护的定值影响较大的厂站和元件，自动进行这些元件方式变化的组合，从而确定故障预备量的最极端运行方式。
5）对整定原则的考虑全面、灵活、方便。整定计算程序以部颁整定计算规程为基本规则，同时又综合考虑不同地区的多样化整定规则要求，整定计算中给出各种整定原则下的整定结果，供选择和校核。
6）能够处理各种特殊接线形式，包括多重T接线路／变压器等。
7）整定计算完成后，自动形成清晰易读的整定计算方案书。
3.3 故障计算模块：提供了强大的故障计算功能，既能为保护整定过程提供保护预备量计算，又能提供独立的故障计算功能，完成用户要求的故障计算；能够批处理各种类型的简单故障、任意重复故障；此外，还应提供网络等值计算、短路曲线计算以及整定预备量计算等功能。该模块还可以完成继电保护定值的校核。该模块界面如图所示。
3.4 定值单管理模块：该模块的主要功能是根据整定计算的结果，对需要更改定值的保护，自动形成定值审核表和通知单，处理和控制定值审核和下发通知单的工作流程，管理和维护各继电保护设备的定值通知
单库。值得一提的是，该模块实现了保护装置模扳定义以及定值通知单模板定义功能，新的保护装置及其定值通知单可以在图形界面上进行简单的定值即可，实现了保护装置型号的插件式升级，极大的降低了软件的维护成本，特别适用于保护型号繁杂的县级电网。
4整定工作流程管理
4.1 整定软件的应用需要各种基础资料，包括电气一次接线图、保护原理图、电器设备参数等，可以在推广应用整定软件时对上述基础资料进行整理和归档，为进行规范化的技术管理提供素材。
4.2 对新、改(扩)建设备，整定计算人员根据相关部门提供的资料，修改整定计算用网络图，计算参数，同时对网络变化情况及参数计算结果进行校核，报相关部门进行审核和归档。
4.3 整定计算过程符合各项规程、规定、制度及继电保护装置技术规范，可以通过整定软件的设置来保证这项要求的贯彻实施。
4.4 由于本整定软件能够自动形成配合定值计算书和保护装置定值计算书，避免了人工出错的可能，同时文档可以通过MIS系统进行审核、签名、执行和归档。
4.5 通过本整定软件定值单管理模块，可以实现定值单流程管理的自动化。计算人员按软件规定格式创建定值单，计算人员确认该定值单编制无误后签名，并和计算书一起提交定值校核人员，定值校核人员对
定值单进行全面校核，确认无误后进行电子签名，连同计算书一并提交给审核人员。审核并执行后，可以对定值单进行分类管理、查询、打印。
5总结与展望
县级电网的发展对继电保护工作提出了更高的要求。以往手工计算、校核的方式，已经不能保证计算的正确性和定值的合理性。为此，我们在总结县级电网继电保护工作特点的基础上，归纳了继电保护整定软件的功能需求，基于．Net平台开发了该系统，实现了系统管理、整定计算、定值校核及定值单管理的全面自动化，极大的提高了继电保护的管理和运行水平。
随着该系统的逐步推广和应用，县级电网的继电保护的运行管理水平必然会进一步提升，为县级电网的安全生产和经济运行发挥重要作用。
参考文献：
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