時間:2023-04-03 10:02:51
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電氣工程,作為一門頗為引人關注的技術學科在現(xiàn)代生活中發(fā)揮的作用越來越大了,尤其是和我們的日常生活的密切程度越來越深了,并且其對于計算機網(wǎng)絡技術的進一步發(fā)展和普及也做出了最為突出的貢獻,在不知不覺中逐步地改變著人們的生活方式和工作模式,在極大的方便了人們的日常生活的同時為我們的工作也帶來了很大的便利,值得我們進一步的研究和探討。
1.2電氣自動化技術
電氣自動化,其實也就是我們常說的電氣工程及其自動化,從名稱我們就可以看出其和電氣工程之間存在著密不可分的關系。電氣自動化技術的開發(fā)和使用在很大程度上提高了人們的生活水平和生活質量,并且其對于電氣工程的推動作用最為明顯,可以說電氣自動化技術的開發(fā)使用給電氣工程的發(fā)展帶來了新的活力,使其發(fā)生了天翻地覆的變化。
2.電氣工程中電氣自動化技術的應用方向
2.1電氣自動化技術在遠程監(jiān)控中的使用
遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應用范圍是比較廣泛的,在電氣工程中的很多地方都可能會用到遠程監(jiān)控系統(tǒng),而電氣自動化技術在電氣系統(tǒng)中的一個主要的應用方向就是在遠程監(jiān)控中的使用。在遠程監(jiān)控系統(tǒng)中合理的運用電氣自動化技術能夠在很大程度上節(jié)省人力、物力和財力,在節(jié)約成本的同時還能夠提高遠程監(jiān)控的效果,使得監(jiān)控變得更加靈活,更加有效,尤其是在一些對于通訊信號要求較高的遠程監(jiān)控系統(tǒng)中更是能夠發(fā)揮突出的效果。
2.2電氣自動化技術在集中式監(jiān)控中的使用
相對于原有的監(jiān)控設施的散亂性和獨立性,當前監(jiān)控設施主要體現(xiàn)出了集中性,這種集中式的監(jiān)控對于電氣工程來說是極為合適的,這種方式能夠有效改變原有的監(jiān)控模式對于電纜數(shù)量和處理器數(shù)量的高要求,在很大程度上節(jié)約了投資成本,雖然原有的監(jiān)控模式能夠很好地對于整個的電氣工程進行監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)問題并且予以解決或者報警,但是相對于其高額的資金投入也是很不劃算的,一直是困擾著電氣工程負責人員的重要問題,而現(xiàn)在集中式監(jiān)控模式的使用就很好的解決了這一問題,其不僅僅投資小,在監(jiān)控效果上甚至比原有的監(jiān)控模式更好,這主要就是得益于電氣自動化技術的合理使用。在集中式監(jiān)控中合理的使用電氣自動化技術能夠更為簡便的發(fā)現(xiàn)電氣工程中出現(xiàn)的問題并且能夠自動化的給予解決的辦法,這些都是以往的傳統(tǒng)監(jiān)控模式所不能達到的,也是現(xiàn)代化的電氣自動化技術在電氣工程中的一個重要應用方向之一。
2.3電氣自動化技術在現(xiàn)場總線監(jiān)控技術中的應用
現(xiàn)場總線監(jiān)控技術可以說是當前電氣工程中應用最為頻繁的一種技術,其應用的效果也頗為受人歡迎,應用這種技術的優(yōu)勢還是比較明顯的,比如,這種技術的使用能夠有效減少隔離設備的使用,還能夠有效的控制端子柜的應用,最終能夠起到節(jié)約成本,提高效率的目的。這種現(xiàn)場總線監(jiān)控技術在各地電氣工程中都有應用,尤其是融入了電氣自動化技術之后其效果更為突出,也更為明顯,更為受人歡迎,使得電氣自動化的應用范圍進一步擴展。
3.電氣工程對電氣自動化技術的融合使用措施
3.1電氣自動化技術在電網(wǎng)調度中的應用
電網(wǎng)調度是電氣工程的主要工作之一,在電網(wǎng)調度中融合使用電氣自動化技術能夠起到較好的效果。電氣自動化在電網(wǎng)調度中的應用離不開自動化設備的參與,因此,融合了電氣自動化技術的電網(wǎng)調度設備都是采用的一些自動化系統(tǒng)裝置的顯示器、打印機、計算機網(wǎng)絡設備等,這種自動化設備的應用能夠更好地進行全網(wǎng)電力的調配,更加科學合理的進行電網(wǎng)調度,通過自動化的分析和計算,針對整個的電網(wǎng)中電力的需求狀況進行合理的調度,確保整個電網(wǎng)的正常運行,避免電力調度事故的出現(xiàn)。
3.2電氣自動化技術在發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)中的應用
發(fā)電廠是電氣工程的一個重要組成部分,在發(fā)電廠中合理的運用電氣自動化技術能夠有效提高發(fā)電廠的生產效率,有效減少發(fā)電廠發(fā)生事故的概率,尤其是在發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)中融合使用電氣自動化技術的話能夠直接監(jiān)控到每一個的執(zhí)行單元,進而對于整個的電氣工程流程進行監(jiān)控,并且所獲得的各種數(shù)據(jù)和效果圖都是高質量的,在確保發(fā)電廠正常運行的同時提高了整個運行的安全性和穩(wěn)定性。
3.3電氣自動化技術在變電站中的應用
變電站是電力系統(tǒng)中電力運輸過程中不可獲取的一部分,在變電站中應用電氣自動化技術能夠完全取代電力人員的作用,采取全自動化的裝置來進行電力的轉換,在確保安全的同時提高了電力轉換的效率,并且其多層次的監(jiān)控模式還能夠為變電站的高效運行提供有力保障。
1.1故障診斷
電氣工程設備的工作時間長,難免會發(fā)生故障,由于電氣設施故障的非線性、復雜性及不確定性,一旦發(fā)生故障,往往需要大量的時間排查故障,效率低、準確率低。而智能化技術能夠有效解決這一問題。在故障發(fā)生前,一般儀器會出現(xiàn)一些人們很難發(fā)現(xiàn)的預兆,通過實時監(jiān)測儀器狀態(tài),在出現(xiàn)異常時及時報警并提示故障位置,在故障真正發(fā)生前避免故障,能夠在極大程度上減少維修時間。電氣工程中常常通過分析變壓器中滲漏油分解出來的氣體進行故障診斷,確定故障發(fā)生的范圍,并通過各種手段逐步縮小范圍,從而確定故障位置并提示派遣人員及時檢修。同時,智能化裝置可以記錄故障問題,為以后的故障診斷提供參考,使故障診斷更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能夠在很大程度上實現(xiàn)電氣工程及其自動化的控制過程自動化,實現(xiàn)無人化管理和遠程管理,提高管理的高效性。尤其對于一些高危險、高難度的工作,如高壓控制,智能控制是必不可少的。相對于傳統(tǒng)的控制器,智能控制器的靈活性更好,更易調節(jié)。傳統(tǒng)的控制器在設置時需要精確考慮控制對象的動態(tài)方程,而實際涉及到的控制環(huán)境往往很復雜,存在很多不確定因素。但是智能控制不存在這方面問題,因為其在設計時并不涉及控制對象的模型。并且智能化控制器可以根據(jù)對響應數(shù)據(jù)(如魯棒性變化、響應時間、下降時間)的分析隨時調整系統(tǒng),調整后智能控制器的性能會大大提高,調整的過程并不需要專業(yè)人士在場,這樣就減少了大量的人力。以風力發(fā)電廠智能化升壓站系統(tǒng)為例。智能化升壓站系統(tǒng)通過對過程層和間隔層設備升級,將一些模擬量和開關量數(shù)字化,有效運用光纖設備,實現(xiàn)間隔層和過程層的通信。站控層由系統(tǒng)主機、工作站、VQC等設備組成,是全站監(jiān)控、管理、調度中心。系統(tǒng)通過智能化控制,自動完成信息的采集、測量、控制、保護等功能,相比于傳統(tǒng)的升壓站系統(tǒng)在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3優(yōu)化設計
電氣設備的設計工作相當繁瑣,需要綜合運用成套設備、電路、電機與電氣、電磁場、變壓器等學科的知識,并結合過去的設計經(jīng)驗。傳統(tǒng)的設計方式根據(jù)經(jīng)驗和實驗,手工完成設計,方案的達標率非常低,修改難度大,成本高,產品的開發(fā)周期也很長。應用智能化技術能夠有效提高設計產品的質量,縮短開發(fā)周期。智能化技術在這方面的應用主要有專家系統(tǒng)和遺傳算法。其中,專家系統(tǒng)依據(jù)該領域的專家提供的知識經(jīng)驗,建立數(shù)據(jù)庫,在決策前模擬專家決策過程,做出合理決策,該技術比較前沿,目前尚處于研發(fā)階段,尚未得到大量應用。遺傳算法是一種借鑒進化論的隨機化搜索方法,被廣泛運用于信號處理、組合優(yōu)化、自適應控制等領域,在電氣設計產品的優(yōu)化上性能優(yōu)越。
1.4PLC技術
PLC(可編程邏輯控制器)具有高可靠性和抗干擾能力,廣泛應用于自動控制領域。在一些大型的電力企業(yè)的輔助系統(tǒng)中,PLC已經(jīng)代替了一般的繼電控制器。PLC技術使用內存,用程序方式存儲控制邏輯,并用半導體電路實現(xiàn)。PLC技術的應用實現(xiàn)了供電系統(tǒng)的自動切換,用軟繼電器取代了實物器件,使供電系統(tǒng)更加安全可靠。并且,它能使用復雜的工作環(huán)境,具有良好的發(fā)揮性能,穩(wěn)定性強。
2.智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用前景
2.1優(yōu)勢分析
智能化技術在電氣工程及其自動化中相比于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)有巨大優(yōu)勢。傳統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)需要建立控制模型,運用數(shù)學方法分析,建立動態(tài)方程,但由于系統(tǒng)的復雜性,在實際應用中往往會出現(xiàn)無法預料的問題,很難達到預期的效果。智能化系統(tǒng)可以從根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技術可以實時監(jiān)控系統(tǒng),通過監(jiān)測響應時間、下降時間等對系統(tǒng)進行實時調節(jié),使系統(tǒng)性能大大提高。因此,智能化系統(tǒng)比傳統(tǒng)的控制器更能適應實際工作環(huán)境。另外,智能化技術擁有很強的一致性。在輸入不同的數(shù)據(jù)時具有同樣可靠的估計能力,有廣泛的適用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是電氣工程及其自動化的關鍵指標。在電力系統(tǒng)中采用智能高速處理器芯片,同時采用交流數(shù)字伺服系統(tǒng),能夠改善電力系統(tǒng)的動態(tài)特性和靜態(tài)特性,提高系統(tǒng)的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)這兩個方面。對于群控系系統(tǒng),必須按照生產流程的具體要求設計系統(tǒng),使系統(tǒng)能夠發(fā)揮最大的作用,完成信息流和物料流的動態(tài)調控。對于數(shù)控系統(tǒng),其強大的可裁剪性和覆蓋面可以滿足客戶的具體要求。
2.3功能方向
在功能方向上,主要包括設計用戶圖形界面、可視化計算、多媒體技術方面的發(fā)展。目前的操作系統(tǒng)一般都采用圖形界面,具有良好的人機交互性。在智能化系統(tǒng)中采用圖形化界面,通過窗口和菜單實現(xiàn)編程、圖像顯示、圖像模擬、仿真等功能,能夠降低操作者的門檻,方便非專業(yè)人士操作。通過可視化技術,信息的表達不再是呆板的文字和數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)轉化成圖表,能方便操作者分析數(shù)據(jù),也可以高效地處理和解釋數(shù)據(jù)。同時,采用無圖紙設計、虛擬樣機技術等技術,將可視化和虛擬環(huán)境相結合,能夠更加有效地提高產品質量、縮短產品開發(fā)周期。多媒體技術一般是將聲音、文字、圖像、視頻等融合在一起傳輸,如果將多媒體技術應用于智能化系統(tǒng),可以更加綜合化、智能化地處理信息,能帶來很大的經(jīng)濟效益。
2.4體系結構
通過集成化、模塊化、網(wǎng)絡化實現(xiàn)智能化技術在體系結構方面的發(fā)展和完善??梢允褂酶呒啥鹊奶幚砥鳌⒋笠?guī)模集成電路FPGA、CPLD等提高軟硬件運行速度。器件的高度集成化能夠提高電路密度,減小器件體積,更加方便安裝和使用。將智能化技術模塊化,各模塊之間通過接口通信,這樣有助于技術的標準化和集成,也可以運用模塊的增減將智能化產品分級別銷售。將智能化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使得人們能夠對系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控,隨時掌握系統(tǒng)狀況,使電氣工程的控制不受地域限制。也可以實現(xiàn)在一臺設備上控制其他設備,進行編程等操作。對于較小的電力系統(tǒng),遠程控制能夠節(jié)約電纜的增加數(shù),材料以及安裝費用,并且可靠性高、靈活性強;但是在通訊量大的系統(tǒng)中遠程控制會比較困難。
目前,國內多數(shù)發(fā)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)較為落后,其采用的主要設備為中央信號光字牌。這種監(jiān)測設備很難滿足故障信息的監(jiān)測需求,使火電廠設備的運行和使用受到了極大的限制,同時也導致了生產效率低下、安全性無法保障等一系列現(xiàn)實問題。
1.2控制系統(tǒng)缺陷
在大多數(shù)發(fā)電廠內,升壓站依舊采用傳統(tǒng)的硬搬把(按鈕)進行生產操作。硬搬把在工作時間較長的情況下會產生磨損等問題,從而導致操作失敗,容易引起操作事故,因此存在的風險系數(shù)較大。除此之外,公用操作系統(tǒng)存在諸多不便。公用系統(tǒng)是由機組工作人員進行輪流操作的,并且其無法納入DCS系統(tǒng),這樣一來,就容易造成疏忽,導致操作事故的發(fā)生。
2電氣自動化技術在火電廠的基本作用
一般來說,傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠中的DCS系統(tǒng)側重于機爐的簡單控制,而電氣系統(tǒng)則可以實現(xiàn)自動化控制。電氣自動化技術是以監(jiān)視控制設備為主,通過數(shù)據(jù)連接和監(jiān)控信息的反饋反映出設備的運行情況,并且能夠在發(fā)生意外事故的時候采取緊急應對措施進行處理。將電氣自動化技術應用于火電廠當中,根據(jù)電量日常表、設備數(shù)據(jù)表、檢修報表提供的相關信息,能夠及時分析出設備的警告信號、動作事件異常情況,以此來避免重大事故的發(fā)生。
3采用火電廠電氣自動化技術的目的
3.1采用火電廠電氣自動化技術的必要性
傳統(tǒng)的DCS技術無法滿足當下火電廠的發(fā)展需求,根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展的一般規(guī)律,必然會遭到淘汰。2007-03,總理就提出了“十一五”期間關閉5.0×107kW小火電機組的目標,淘汰落后的生產方式,建設大機組,實行大規(guī)模的自動化生產,以提升生產效率。而在這樣的情況下,就必須實現(xiàn)生產的集中化控制和輕松、快捷、簡便的系統(tǒng)操作模式。為了達到這一目標,就必須采用火電廠電氣自動化技術,轉變過去單一采集電氣信號的生產模式,提高整個火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的運行和管理水平。采用火電廠電氣自動化技術,對于火力發(fā)電廠的長足發(fā)展和進步起著至關重要的作用。
3.2完善火力發(fā)電廠的控制系統(tǒng)
采用火力發(fā)電廠電氣自動化技術最大的目的就是完善火力發(fā)電廠的控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)。電力自動化技術應用水平的提升得益于科學技術的不斷進步和發(fā)展,它對火力發(fā)電廠的作用則體現(xiàn)在對生產過程各個方面有效的監(jiān)控。火力發(fā)電廠中,電氣自動化系統(tǒng)的監(jiān)控裝置可以實現(xiàn)保護和監(jiān)控,還可以進行數(shù)據(jù)交換,實現(xiàn)火力發(fā)電廠的信息化管理和控制。
4電氣自動化技術的應用配置
自動化系統(tǒng)的通信帶寬通常高達10Mbit/s以上,100Mbit/s以太網(wǎng)也已經(jīng)得到了廣泛應用。自動化系統(tǒng)以以太網(wǎng)為通信媒介,使用雙絞線、同軸電纜、光纖等介質進行信號傳輸。電氣自動化技術在火力發(fā)電廠中主要采取了I/0集中控制方式和遠程智能I/0方式來完成監(jiān)控。4.1I/0集中監(jiān)控方式I/0集中監(jiān)控方式通過硬接線電纜與集控室DCSI/0通道相連,實現(xiàn)DCS對全廠電氣設備的監(jiān)控。在低壓廠用電時,會使用UT-9935低壓變保護測控裝置進行監(jiān)控,而高壓電廠用電時,則采用UT-9921綜合保護測控裝置。4.2遠程智能I/0監(jiān)控方式遠程智能I/0監(jiān)控方式是針對較遠現(xiàn)場設立的監(jiān)控方式,也成為現(xiàn)場A/D轉換機柜。這種監(jiān)控方式主要采取硬接線電纜和采集柜相結合的方式來實現(xiàn),主要應用雙絞線來傳輸信號。遠程智能I/0的監(jiān)控方式可以節(jié)省大量電纜,節(jié)約了安裝費用,但模擬量卡件不能有絲毫減少。除了I/0集中監(jiān)控方式和遠程I/0方式外,火電廠電氣自動化系統(tǒng)應用配置還涉及到站控層、網(wǎng)控子系統(tǒng)等技術的應用。站控層是火電廠后臺采用雙操作員的監(jiān)控手段,具有系統(tǒng)維護、故障分析和保護管理等功能。一般情況下,通常會在站控層內設置一套UT-2000綜合操作屏,提供直觀的監(jiān)控模式。網(wǎng)控子系統(tǒng)采取66kV以上電壓等級線路配置方式,并且配置了UT-600系列控制裝置。
2電氣自動化系統(tǒng)控制方案的設計意義
電廠電氣的自動化系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電廠自動化系統(tǒng)相比較,電廠電氣的自動化系統(tǒng)能夠自動的與電波的脈沖信號連接起來,進而能夠發(fā)送出電力報表信號,這也就能實現(xiàn)廠用系統(tǒng)的智能功能,同時也能夠顯示出發(fā)電機運行的狀態(tài)是否正常,進而能夠更加精準的進行定值管理以及在線審核功能。除此之外,能夠對故障的出現(xiàn)進行及時的診斷和維修工作,有效提升電氣系統(tǒng)的實用性以及有效性。電氣自動化系統(tǒng)控制方案最重要的設計意義就在于,將各個獨立運行的電氣裝置通過連線或者是以太網(wǎng)來連接成一個整體的系統(tǒng),進而減少傳統(tǒng)連接方式的缺點,而造成的高成本,這對與企業(yè)的穩(wěn)定性發(fā)展也有著非常關鍵的作用。電廠電氣的自動化系統(tǒng)可以通過以太網(wǎng)這一通信科技技術來減少員工的勞動量或者是降低整個的運行成本并且提高其經(jīng)濟的效益,電氣自動化系統(tǒng)控制方案的設計能夠為電廠的技術帶來了進一步的提高。
3電氣自動化系統(tǒng)的監(jiān)控方案
傳統(tǒng)的電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)主要能夠實現(xiàn)對于電氣部分信息的采集以及遠程控制功能的實現(xiàn)。但是總體來講,其信息量還是比較小的,而且信息的類型也比較單一。但是電氣自動化系統(tǒng)的監(jiān)控方案主要側重在電氣系統(tǒng)的監(jiān)控方面以及自動化監(jiān)控技術的有效運用。電氣自動化系統(tǒng)監(jiān)控的模式分為兩種,其一是,優(yōu)于傳統(tǒng)的監(jiān)控方案集中模式,有效集中而且非常易于管理但是可靠性很弱。其二是,對于不同的分層結構繼續(xù)進行管理以及數(shù)據(jù)的交換。進行裝置間的數(shù)據(jù)交換主要通過站控層的轉發(fā)以及工作站來實現(xiàn),有一些非常重要的信息要通過有效的方式連接。還有一些非常重要的信息需要通過主控單元以及雙向數(shù)據(jù)進行交換,另外一些不重要的信息要通過站控層的轉發(fā)或者是相關的工作站來實現(xiàn)交換。電氣自動化系統(tǒng)的監(jiān)控方案有很高的實時性以及可靠性。在電廠自動化技術以及監(jiān)控方案的應用中有許多需要注意的問題,如監(jiān)控系統(tǒng)主站設備,整個系統(tǒng)的裝置分組以及主控單元的保護等等。
2電氣工程及其自動化中存在的問題
2.1能耗大。雖然電氣工程自動化技術的出現(xiàn)為人類的發(fā)展進步做出了巨大貢獻,但是我們不能因此就看不到其本身存在的弊端,其中,擺在當前最為棘手的問題就是對于能源的消耗過大。在電氣工程自動的發(fā)展系統(tǒng)本身帶有復雜性,被應用的范圍逐步擴大,對于能源的需求量也與日俱增。電氣自動化是以消耗電能為主,作為當下最為先進的技術之一,對其本身最為基礎的要求就是要做到在運作過程中保證誤差小,并且準確有效,所以,就需要大批量的電氣設備共同運作,如此,對于電能的消耗可謂是不計其數(shù),與我們國家提出的走綠色節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展道路存在差距。2.2質量水平較低。就現(xiàn)階段的發(fā)展而言,電氣工程自動化技術已經(jīng)得到的飛速的提升,但縱觀整體發(fā)展情況而言,其質量水平還處在發(fā)展低端。尤其是最近幾年,人們對于生活追求的品質不斷攀升,相應地也加大了對電氣自動化水平的要求,但是我國對這一領域研究的時間還不是很長,對于相應的管理流程和先進的發(fā)展模式還不能很好的予以把控,特別是在自動化工廠的生產環(huán)節(jié),相關人員只關心結果而忽略過程中的質量問題。但是,眾所周知的是,如果電氣的生產質量得不到有效的保證,就會發(fā)生一系列的用電事故,嚴重的會造成爆炸、火災等重大安全事故出現(xiàn),需要引起人們的深思。2.3集成化程度低?!☆櫭剂x,集成化的主要運作原理就是把所有需要的東西做還集合工作,上文已經(jīng)提到過,雖然電氣工程自動化近年來的發(fā)展勢頭迅猛,但由于起步過晚, 雖然在努力的向集成化方面靠攏,確切的來說,現(xiàn)在還處于自動化階段,技術水平發(fā)展有限,集成化技術還不成熟,各個體系和功能之間還無法做到有效的集成連接。所以,還達不到及時實現(xiàn)資源的有效共享,在一定程度上影響了電氣自動化功能的發(fā)揮,使電氣自動化工程技術滯后。
3對電氣自動化工程中節(jié)能設計技術
3.1減少線路傳輸產生的耗損。由于無法對線路上的電流做出改變,所以也只能通過減少電阻來有效降低電能在傳輸中產生的耗損。所以,可以從這幾方面做起,減少導線電阻:(1)使用功率較小導線;(2)使用相對較短的導線。這樣做可以避免在布線過程中少走彎路,減少人員的工作量,有效減少電能耗損,同時在安裝變壓器時候與負荷中心保持較短的距離,也是減少供電的距離;(3)使用截面積大較大的導線,如果條件允許,可以選用較大截面積的導線,有效減少電阻產生的耗損。3.2無功補償。電力系統(tǒng)在運行的過程中,配電設備中的無功功率占有較大的容量,所以存在較為嚴重的電能耗損的情況,不僅影響到電壓,還對整個電能的質量造成不良的影響。對使用者來說,無功功率主要表現(xiàn)在功率低,尤其是當功率過低的時候,用戶需要向相關部門繳納一定的罰款,因此如果說能夠使用合適的無功補償設備,就可以保證功率的平衡,有效提高供電質量。工作人員在操作中要盡量減少對電能不必要的耗損,從而確保電氣工程的安全運行。如果導線受到電阻的影響,那么由電機產生的電能就不能被變壓器更好的吸收,同時沒被吸收的那些電能在電流傳輸?shù)倪^程中會被釋放出來。同時由于無功功率產生了一定的作用,因此可以讓電容器和無功功率進行抵消。利用電氣相關設備在進行無功補償時候,有幾處要格外注意:(1)利用電容器在進行無功補償?shù)臅r候,一定要根據(jù)電壓容量,電壓負荷,自然功率,目標功率等參數(shù)來確定電容器的容量,同時如果在無功補償?shù)沫h(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)產生了諧波,需要通過串聯(lián)定量電抗器來消除諧波;(2)以參數(shù)的物理量來確定無功的電流,功率的參數(shù),從而有效避免投切振蕩現(xiàn)象。
4結束語
綜上所述,電氣自動化對于節(jié)能設計的要求是為了響應綠色生產的理念,也是為了響應可持續(xù)發(fā)展的需求,同時也是時展的必然趨勢。雖然我國現(xiàn)階段在電氣自動化的節(jié)能設計中取得了顯著的進步,但是隨著社會的發(fā)展,電氣自動化節(jié)能技術仍然需要進行不斷完善和發(fā)展,不斷優(yōu)化配電設計,在科學利用電力資源的同時,還需要不斷提高電力系統(tǒng)的運行效率,并最終達到節(jié)能的目的。
作者:吳尚坤 單位:山東鋼鐵集團日照有限公司
參考文獻
電氣工程自動化由發(fā)展工業(yè)革命發(fā)展而來,首先應用于工業(yè)。經(jīng)過不斷發(fā)展,電氣工程自動化慢慢延伸到商業(yè)等其他領域,由于商業(yè)利益最大化及安全工作并不完善,在商業(yè)等領域的開發(fā)中,數(shù)據(jù)的安全性問題越來越受到人們的重視。各商業(yè)等部門在進行信息的交流及產品交流時,技術水平、數(shù)據(jù)獲得等存在差異,加大了各領域的交流難度,存在一定的安全隱患。
1.2電氣工程及自動化工作的效率問題效率是生產力的關鍵。
在自動化快速發(fā)展的今天,人們越來越重視工作效率問題,它對工程的效果有著很大的影響。在今天這個快的節(jié)奏中,工作效率甚至被視為工業(yè)的生命。落后就要淘汰,因此,電氣工程自動化必須提高工作效率。由于技術的不同,掌握技術的不同,各個企業(yè)在工作效率存在差異,要想提高企業(yè)的競爭力,提高工作效率已成迫在眉睫。所以,要想樹立自己的有競爭優(yōu)勢,就必須提高自己的工作效率。
1.3在工作過程中能源利用問題
在今天的工業(yè)發(fā)展中,電氣工程已成為工業(yè)生產不可或缺的一部分,它已經(jīng)是保證工業(yè)生產正常運行、實現(xiàn)預期目標的重要基石。在技術不斷發(fā)展的今天,設備不斷更新,輕型化、方便化、智能化的設備不斷被運用到生產、工作中去,電氣工程中的地位也越來越高。但是在工業(yè)生產中,眾口難調,電氣工程往往需要適應各個方面,滿足各種需求,在能源利用問題上就顯得不盡樂觀。電氣工程在節(jié)能方面的問題以在建筑電氣節(jié)能設計和使用為主,另外還有一些本身內部的因素及一些不可避免的因素影響。眾所周知,電氣工程它是工業(yè)生產的核心與關鍵,隨著工業(yè)生產智能化、科技化的不斷發(fā)展,電氣工程的作用越來越明顯、越重要,電氣工程的質量與水準將和工業(yè)生產緊密聯(lián)系在一起。因此,提高能源利用率將為工業(yè)生產帶來質的飛躍,不但能有效降低成本、提高競爭力,還能保護環(huán)境。顯然,就目前的狀況,技術人員還需更加努力。
1.4電氣工程及自動化存在安全質量性問題
電氣工程及自動化在實際運用中存在許多安全問題,比方說在數(shù)據(jù)傳輸方面、數(shù)據(jù)獲取方面、安全防護等方面存在問題。問題的來源是由于許多商業(yè)部門、工廠只注重結果,簡單認為質量問題與結果相關,而忽略了生產過程及電氣工程的質量檢驗,他們沒有對電氣工程實際運行情況做詳細的考察及關注,只是加強了質量的管理輕視了質量的檢測,這樣的做法,重視了表面忽略了一些細節(jié)的東西,從而對工業(yè)的安全生產不能提供百分之百的保證,工程質量也難以達到要求,所以要加大重視安全質量問題。
2電氣工程及自動化問題的對應策略
電氣工程自動化的應用范圍面很廣,特別是在我國現(xiàn)代化、工業(yè)化等方面建設問題發(fā)揮了巨大的作用,合理、正確的運用可以事半功倍,不但能迅速提高工作效率而且經(jīng)濟效益的提高有明顯作用。樂觀的是,電氣自動化所能經(jīng)歷考驗能應對許多突然因素,空間進一步壓縮,有益降低企業(yè)生產成本。在激烈的市場競爭中,有發(fā)展的空間。但另一方面,綜合世界電氣工程及自動化的發(fā)展水平與我國的成熟程度相比,仍有一些問題需要進一步加強。
2.1促進設計的智能化、安全化
眾所周知,提升電氣自動化系統(tǒng)是提高自動化水平、提高效率的有效途徑,需要在設計中對功能更加完善。但是自動化仍是大多數(shù)所掌握的技術,它存在缺陷,比方說它有互不連接、缺少整體性、不能有效完成信息共等缺陷,不能較好發(fā)揮電氣自動化的功能和用途。因此,要提高設計的質量,不斷去完善,使留在設計中的問題趨于最小化。另外在對電氣工程自動化數(shù)據(jù)進行標準對接,應加強對傳輸過程中安全因素的考慮。在發(fā)展電氣工程自動化的過程中,關鍵是要進行標準對接,只有這樣才能促進設計的合理化。當然,在不斷完善設計的同時科技化、電子化和交流度三個方面也應該全面的發(fā)展。
2.2提高能源利用率,不斷促進工作效率的提高
電氣工程的重點都是節(jié)約成本,減少損耗,使資源利用率達到最大化、無謂的能耗最小化,減少不必要的損耗,因此在選擇供電系統(tǒng)的變壓器時,應考慮繞組阻值相對小的變壓器,目的是使電流損耗減少從而達到降低變壓器的運行成本的目的。實際上由于我國工業(yè)化的不斷進步與發(fā)展,高集成化、智能化、全新化的電氣自動化設備正慢慢計入工業(yè)化,但由于國內工業(yè)生產利益需求的急切性及新設備的花費不容小覷,許多工業(yè)都有意回避新設備,這就進一步造成能源利用率低的問題。因此,要加大對新設備、新技術的推廣,建立更加完善的條例,來提高工作效率。當然全球化的今天,知識、資源共享已是主流。因此建立一個統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺事完全有必要的,更是利大于弊的。試想如果將目前掌握的各種先進的技術融合利用,達到實現(xiàn)科學化管理目標,將先進思想的合理利用可以達到意想不到的效果。
2.3促進電氣工程及自動化全面科技發(fā)展
應提高對科技化的認識與理解,創(chuàng)新是發(fā)展的動力和核心,面對著不斷出現(xiàn)的新材料、新技術,技術人員應努力加快尋找各方面的切合點,以達到更高更的發(fā)展。當然,沒有付出,就不會有收獲,我們應鼓勵加強信息化的投入,不斷加強設備的更新、技術的引進、先進思想、最前沿技術的學習?;赝麣v史,世界電氣工程自動化發(fā)展沒有一定的發(fā)展基礎是完全不行的。同時,應加大與外界的聯(lián)系,閉門造車是完全行不通的,應開放外界網(wǎng)絡互連,實現(xiàn)資源共享,達到效益最大化。
2智能化技術優(yōu)勢
在智能化的發(fā)展過程中,其相對于自動化的優(yōu)勢逐漸凸顯出來。智能化技術應用到電氣自動化中,能夠更好的推動自動化技術向著更高效、更快速、更精確的方向發(fā)展。首先,智能技術的應用,使得電氣自動化技術能夠實現(xiàn)在運行過程中的動靜結合控制,使得生產能夠更加具有高效性,不斷提高電氣自動化技術的發(fā)展。其次,智能化技術的運用還能夠迎合每位用戶的需求,針對不同用戶的不同需求進行設置,使得電氣自動化本身能夠更好的滿足更多數(shù)人的需要。實現(xiàn)這種需求主要是依靠智能化的柔性系統(tǒng)控制作用,在生產過程中能夠控制生產參數(shù),實現(xiàn)模塊化的時機理念。此外,在更為復雜的技術運用時,智能化技術能夠使得實際應用中多程序和復雜化加工的實現(xiàn)成為可能。
3智能化技術的應用
3.1電氣產品優(yōu)化設計
為保證電氣產品的市場競爭力,產品需要不斷的更新和發(fā)展,才能不斷滿足人們日益增長的需求。對于電氣產品的優(yōu)化更新是一項繁瑣復雜的過程,其設計需要投入大量的人力和物力,耗費的財力也是相當巨大的,對于優(yōu)化的內容主要包含以下幾個方面:第一,在理論知識方面需要優(yōu)化更新。理論知識是指導產品優(yōu)化設計的基礎,是一切工作的前提。第二,產品的優(yōu)化還需要足夠的經(jīng)驗知識。豐富的經(jīng)驗知識是進行產品優(yōu)化設計的保障。在傳統(tǒng)的電氣產品的設計過程中,要想進行產品的優(yōu)化,必須進行大量的實驗,并且還需要憑借經(jīng)驗進行綜合驗證,如果沒有足夠的財力物力支持,或者相應的經(jīng)驗沒有達到相關的要求,就很難實現(xiàn)電氣產品的優(yōu)化設計。即使各方面都能達到相應的要求,所設計出的方案也并不能完全達到要求。但是隨著智能化技術在電氣自動化領域中的應用,對于電氣產品的優(yōu)化設計也有了全新的技術支持,不是憑借從前的經(jīng)驗進行,人工智能化使得計算機自動化技術就能完成相應的設計。計算機智能化的投入,使得電氣產品的優(yōu)化設計逐漸簡單化,不僅大大降低了成本的投入,大大縮短了研發(fā)的時間,而且還使產品更能適應市場發(fā)展的需求,為電氣自動化技術的發(fā)展提供了保障。
3.2人工智能控制技術
在電氣自動化技術的不斷發(fā)展過程中,人工智能控制技術的應用和發(fā)展已成為其優(yōu)化的必經(jīng)之路,人工智能技術也將逐步成為未來發(fā)展過程中的新興力量。對于人工智能的控制,目前階段較為常用和有效的三種控制方式主要指的是模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制和專家系統(tǒng)控制。人工智能控制的運用,能夠使得生產經(jīng)營過程中出現(xiàn)的問題得到及時的解決,其在線經(jīng)營模式加快了問題的處理速度,能夠提高生產效率。在生產經(jīng)營過程中,人工智能控制技術能夠對每個設備的運行情況進行實時監(jiān)控,并將收集到的信息進行及時的采集處理,在第一時間發(fā)現(xiàn)故障并采取相應的措施進行解決。
3.3故障的診斷電氣設備
由于其特殊的性質,同普通設備相比更具有復雜性和非線性的特點,因此其診斷和維修更為復雜。采用傳統(tǒng)的方式進行故障的診斷,不僅診斷效率較為低下,還造成人力物力的浪費,因此,采用智能技術進行電氣故障的診斷顯得十分有必要。人工智能技術在電氣診斷方面的應用,不僅能夠使得診斷的效率大大提高,還會使得診斷的差錯率降低,推動力電氣自動化技術的發(fā)展。在對電動機進行診斷的過程中,智能技術的應用,能夠使得神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊邏輯進行結合,診斷更具有高效性和準確性。
4智能化應用的發(fā)展趨勢
4.1主站體系的規(guī)模
不斷擴大對于主站而言,在其發(fā)展過程中,所能夠接收到的信息范圍不斷擴大,覆蓋面積更加廣泛,因此,在發(fā)展過程中逐漸向著規(guī)模不斷擴大的方向發(fā)展。主站在其開放性、安全性以及穩(wěn)定性等方面,對于軟件都有突出的要求。因此,在主站智能化的建設過程中,不僅要保證其規(guī)模的擴大,在規(guī)模擴大的過程中還要保證其安全性和穩(wěn)定性。
4.2應用的復雜程度不斷的提高
主站規(guī)模的不斷擴大,使得對電力調度的實用性的要求也將逐步增加。電力自動化智能技術的不斷提升,還要體現(xiàn)在企業(yè)的管理和運營上。應用的復雜程度不斷提高,就要求在數(shù)據(jù)的源頭也要相應跟上應用程序的要求,源頭努力做好多樣化和復雜化的處理,還要在應用的程序中體現(xiàn)出獨具特色的運行和管理模式。
4.3增強電力調度
自動化主站體系的交互電力自動化主站體系的交互已經(jīng)從開始的單一化的模式逐步向著多元化的模式發(fā)展起來,信息的流向也不再是從前的單一流向,也逐漸向著多向流動的趨勢發(fā)展。主體系統(tǒng)的發(fā)展不斷帶動著各個子系統(tǒng)壯大,子系統(tǒng)的不斷發(fā)展推動力各系統(tǒng)間耦合性提升,信息交互也由原來的單一模式逐步向多元化的方向發(fā)展,不斷實現(xiàn)信息的交互和共享。
二、電氣自動化在電氣工程中的融合
1.電氣自動化在電氣工程繼電保護裝置中的應用繼電保護裝置相當于電氣工程中的報警裝置,當電氣系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況時,繼電保護裝置會在第一時間發(fā)出報警信號,并將線路進行切斷。而在繼電裝置中融入電氣自動化技術,可對電氣工程中的線路運行情況進行實時監(jiān)控,并予以遠程控制,以便及時對電氣工程中的各個參數(shù)進行調節(jié),有效解決繼電裝置中反應不及時或誤跳情況。另外,繼電自動裝置保護還能對電氣工程中的所有線路及設備進行異常檢測,如檢測到異常情況,繼電自動裝置會根據(jù)異常情況自動啟動保護措施,有效的減少故障發(fā)生概率,提高了電氣工程運行穩(wěn)定性。電氣自動化在電氣工程變電站中的應用變電站綜合自動化系統(tǒng)充分運用當前先進的科學技術,將計算機技術、電子技術及通信技術進行緊密融合,并通過依靠計算機進行綜合系統(tǒng)監(jiān)控,并根據(jù)電氣工程實際運行情況,將自動化裝置、機電保護裝置、信號管理系統(tǒng)及測量設計進行優(yōu)化重組,以便對電氣工程運行進行監(jiān)控、測量、通信、及控制。由于變電站綜合自動化系統(tǒng)操作簡便、維護方便、且具有智能化及集成化特點,因而,它給電氣工程發(fā)展運行,創(chuàng)造了更多的優(yōu)勢。
2.電氣自動化在電氣工程中發(fā)電廠分散控制中的應用發(fā)電廠分散控制主要有工作站、太網(wǎng)、控制單元及通訊網(wǎng)四大部分組成,在發(fā)電生產過程中,采用分層結構方式,結合直接應用控制單元,從而現(xiàn)實電氣設備之間的信號及數(shù)據(jù)傳遞,并對電氣工程中的設備運行情況進行監(jiān)控、控制,從而實現(xiàn)電力生產監(jiān)測、控制、保護。電氣自動化在電氣工程中電網(wǎng)調度中的應用電網(wǎng)調度主要是通過調度服務器及電氣自動化系統(tǒng)來實現(xiàn),而電氣自動化在電網(wǎng)調度中應用主要有以下幾個優(yōu)勢:實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟調度,充分確保電網(wǎng)運行的安全性及穩(wěn)定性。為電網(wǎng)故障檢測提供準確、可靠的相關數(shù)據(jù),充分提高電網(wǎng)故障查詢速度,以便及時對電網(wǎng)故障點進行排除。為電網(wǎng)電力負荷檢測顯示、提供有效的生產過程數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)負荷預測。
2.煤礦運輸提升機械電氣自動化
自從20世紀80年代以來,我們國家煤礦企業(yè)的開采量一直都是保持比較好的勢頭。至于運輸井下厚煤方面,那些大型的煤礦企業(yè)用的方法都是膠帶運輸。在膠帶運輸?shù)倪^程中,對于工況監(jiān)控系統(tǒng)的研制總的來說取得的成果是可喜可賀的,并且對于它的應用已經(jīng)進入了一個快速的發(fā)展階段?,F(xiàn)今,不管是計算機技術還是PLC技術,在實際生活中得到越來越多的應用,以前那些比較單一的保護現(xiàn)在也變得系統(tǒng)化、綜合化。這里要提到的就是DCS結構,它實現(xiàn)了地面監(jiān)控的目標。電氣自動化技術目前來看,它發(fā)展得很不錯,變頻器的技術變得越來越成熟,這樣也就使得調速系統(tǒng)發(fā)展得越來越好。一部分比較先進的國家,在采煤方面有很大的突破,它們對于提升機電控方面的研究比較深入,現(xiàn)在他們開始把PLC作為中心控制器,這樣一來就實現(xiàn)了提升工藝控制,同路行程控制跟安全回路監(jiān)控的全微機監(jiān)控,從而改善了提升機安全運行方面的問題?,F(xiàn)今社會,高科技文化發(fā)展的越來越好,對于煤礦機械設備而言,信息化設計它占據(jù)著重要的地位,總的來說,它是一個非常必要的環(huán)節(jié)。現(xiàn)在,我們國家的煤礦事業(yè)并不發(fā)達,比那些先進國家的相差很多,所以,我們國家一定要制定切實可行的政策,并且還要給予足夠的技術扶持,這樣一來才可以發(fā)展壯大我們國家的信息化建設事業(yè)。目前,我們國家的煤礦工業(yè)發(fā)展非常迅速,國家對煤礦開采的安全性以及煤礦機械設備的信息化建設提出了更高的要求,除此之外,煤礦企業(yè)本身為了得到更好的發(fā)展,不得不進行信息技術改革,這樣一來就使得信息化設計在煤礦設備中占據(jù)的地位越來越高。
3.煤礦安全,監(jiān)控控制系統(tǒng)
我們國家的很多煤礦企業(yè),已經(jīng)開始使用安全監(jiān)控系統(tǒng),這些監(jiān)測裝置非常的多,涵蓋遙測儀、斷電儀、紅外線自動噴霧等裝置,這些對于我們國家的煤礦生產的安全要求來說是完全足夠的,但是遺憾的是,我們國家的相配的傳感器種類非常的少,同時使用的壽命不是很長,除此之外,它的工作穩(wěn)定性相對而言也比較差,這樣一來就使得維護的工作量變得很大,以上的問題使得監(jiān)控系統(tǒng)的工作缺乏安全性以及可靠性,在實際操作中沒有得到充分的利用。對煤礦機械設備進行信息化設計對于提高工作效率是非常有幫助的,主要就是信息化設計可以改變落后的生產方式,同時改變了煤礦的作業(yè)模式。因此,研究信息化設計在煤礦機械設備中的應用具有深遠的意義。
2.電氣自動化的發(fā)展趨勢
目前,我國電氣自動化正邁向分布式、開放式和信息化的發(fā)展趨勢。分布式發(fā)展可以保證在網(wǎng)絡中建立獨立的網(wǎng)絡,從而實現(xiàn)分散危險,促進系統(tǒng)正常運行的目的;開放式發(fā)展就是要將系統(tǒng)與外界緊密的聯(lián)系在一起,在各方面可以通過網(wǎng)絡連接,提高信息的收集和處理能力;信息化就是將實現(xiàn)設備與網(wǎng)絡技術相結合,實現(xiàn)網(wǎng)絡自動化、管控一體化。
在當今激烈的市場競爭下,要想在價格上贏得優(yōu)勢占得先機,電氣自動化就要吸取先進的技術,總結先進的經(jīng)驗,改變傳統(tǒng)的發(fā)展觀念,量體裁衣,尋找一條適合自身發(fā)展的道路,逐步實現(xiàn)自主研發(fā)的能力。不僅如此,還要緊緊關注國際化的商業(yè)契機,如20l1年的“廣州亞運會”之類的大型國際活動,“電氣自動化”在這里面都蘊藏著巨大的商機。另外,我們在開創(chuàng)工業(yè)自動化新局面的時候,還需慢慢實現(xiàn)從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的道路轉變。工業(yè)自動化企業(yè),唯有不停地吸收著高新科學技術的新營養(yǎng),方可不斷的為開創(chuàng)工業(yè)自動化新局面添加全新的動力。