時間:2022-01-31 16:27:26
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就是借助網(wǎng)絡,通過計算機系統(tǒng)可以實時了解電力的相關參數(shù),并在此基礎上進行配電的設置。自動化技術的應用,一方面有利于降低勞動強度與投入資金,提高工作效率。配電自動化系統(tǒng)可以按照配電容量與規(guī)模分為三種:大型、中型以及小型配電自動化系統(tǒng)。通常說來,在進行智能配電自動化系統(tǒng)類型的選擇時,必須要與工程建設目標、要求以及未來的發(fā)展規(guī)模相結合,以確保其可擴展性、經(jīng)濟性以及安全穩(wěn)定性。配電自動化系統(tǒng)最為突出的優(yōu)點表現(xiàn)在:具有非常好的靈活性,并且在建設初期,可選擇中型配電自動化系統(tǒng)建設類型,裝設主站、子站和終端。在今后的發(fā)展中,如果需要擴建配電系統(tǒng),就需要對主站系統(tǒng)的數(shù)量有所增加,并且將其中一個主站當作中心站。在智能配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設過程中,自動化系統(tǒng)的作用是非常大的,但也有很高的要求,如開關設備符合標準要求,又滿足管理操作系統(tǒng),配電自動化系統(tǒng)建設過程中的相關技術指標,可參見標準文件。
1.2電網(wǎng)調(diào)度自動化電網(wǎng)調(diào)度自動化
就是利用計算機和網(wǎng)絡等一系列現(xiàn)代化高科技技術對電網(wǎng)進行自動的調(diào)控,所有操作通過軟件進行分析和決策,能夠做到比人工更加精準,同時也能避免一些意外事故的發(fā)生。我國的電網(wǎng)不僅能夠供應大量的電力,還要保障供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和監(jiān)管系統(tǒng)地安全性,因此電力自動化變逐漸扮演更重要的角色。
(1)SCADA應用系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)即為數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中,可以運行的SCADA系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控設備,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)調(diào)整和各種報警信號等功能,即我們所說的“四遙”功能。遠程終端單元和饋線終端單元是SCADA系統(tǒng)的重要組成部分,在目前的變電站綜合自動化建設中起到了相當重要的作用。
()AGC應用系統(tǒng)應用AGC系統(tǒng)自動發(fā)電控制系統(tǒng),能量管理系統(tǒng)是一個重要的功能。應用變頻調(diào)速系統(tǒng)AGC輸出模塊以滿足用戶不斷變化的需求,使電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行情況。AGC應用系統(tǒng)的基本功能有:負荷頻率控制、經(jīng)濟調(diào)度控制和備用容量監(jiān)視。AGC應用系統(tǒng)通過對電力系統(tǒng)安全運行的管控,可以對運行中的故障及時報警,然后運用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)對電力的運行質量把關,以提高電力系統(tǒng)的運行質量和運行效果。
(3)仿真應用系統(tǒng)仿真應用系統(tǒng),根據(jù)系統(tǒng)分析各要素之間的關系的基礎上,建立系統(tǒng)的體系結構可以描述的行為或過程的仿真模型。在計算機中,運用系統(tǒng)仿真技術創(chuàng)建模擬電網(wǎng)模型,提供仿真環(huán)境,可供電力調(diào)度工作人員使用。此外,利用仿真應用系統(tǒng)有利于工作人員積累實際經(jīng)驗,提高操作技術。
(4)PAS軟件的應用PAS軟件主要是通過電網(wǎng)各種實時信息,分析電網(wǎng)運行狀態(tài),從而為調(diào)度員提供科學的據(jù)側依據(jù),使其制定出最優(yōu)的電網(wǎng)運行方案,有利于進一步提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟、可靠性。其中,電網(wǎng)各種實時信息主要包括了實時測量值、斷路器隔離開關的實時狀態(tài)等。
二電氣自動化的發(fā)展趨勢
1.平臺開放式的發(fā)展
電氣自動化發(fā)展的需要一個通用的平臺,先進的技術才可以發(fā)揮作用。電氣自動化的發(fā)展趨勢表明,使用標準化接口程序,按目前國家標準,規(guī)范使用IEC接口所有電氣設備和管理更加簡單方便,而且使設備運行編程過程縮短。標準化是電氣自動化具有統(tǒng)一接口和編程語法,以及利用互聯(lián)網(wǎng)技術在設備允許信息交流更容易。實際的操作方式為利用一個和外界相通的接口,實現(xiàn)對電力系統(tǒng)各個部件和相應系統(tǒng)的監(jiān)視調(diào)節(jié),實現(xiàn)有效的管理控制,是電力系統(tǒng)運動技術、信息管理方面的技術核心。
1.2變電站電氣自動化技術未來的發(fā)展趨勢??茖W技術的發(fā)展是非常迅速的,數(shù)字化已成為現(xiàn)實,變電站電氣自動化技術也將迎來新的局面。隨著計算機技術、信號處理技術、網(wǎng)絡技術和通信技術等科學技術的發(fā)展和完善,與電氣自動化技術的融合一定會在不久的將來實現(xiàn),有了這些高端科學技術的融入,電氣自動化技術一定具有大幅度水平的提高。這樣就可以更加科學合理的對變電站進行設計和規(guī)劃,同時也可以大大提高變電站運行的自動化水平,從而使變電站系統(tǒng)運行時能夠快速的自動處理各種問題,使變電站的運行更為有效和安全。
2電氣自動化技術在變電站中的應用
2.1電氣自動化技術應用于變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)?,F(xiàn)如今計算機技術已經(jīng)發(fā)展到了相當高的水平,社會各行各業(yè)都必須要用到計算機技術。計算機技術對變電站運行具有非常重要的作用,它可以實現(xiàn)對變電站系統(tǒng)內(nèi)各電氣設備的運行監(jiān)控、監(jiān)測,有利于提高變電站運行的安全性。通過與網(wǎng)絡技術和通信技術的融合,電氣自動化技術應用于變電站的計算機監(jiān)測系統(tǒng)可以有效的擴大變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的范圍。與此同時,還可以及時地對變電站運行中出現(xiàn)的各種問題和故障做出相應的處理。
2.2電氣自動化技術應用于變電站中等電位連接。等電位連接就是將電氣結構中,相適應的電氣設備間的導電部位進行連接,這樣做可以保證變電站運行時電源充足。等電位連接對于變電站的運行、維護的安全性具有重要的作用,它可以有效避免變電安全問題。所以將電氣自動化技術應用到變電站等電位連接非常重要。
2.3電氣自動化技術應用于變電站計算機保護。電氣自動化技術應用于變電站中的一個主要的功能是計算機保護功能。各電氣設備通過信號處理技術,將各自運行的狀態(tài)信息通過通信技術傳遞給計算機,通過計算機對變電站中的電氣設備進行監(jiān)測和保護,可以保護變壓器、線路等。當變電站運行發(fā)生故障時,計算機對接收到的故障信息進行分析,并發(fā)出相應的故障處理命令,由相應的電氣設備執(zhí)行命令,處理故障。這樣就起到了很好的保護作用,所以將電氣自動化技術應用到變電站計算機保護中是至關重要的,可以很大程度上提高變電站運行的安全性。
2.4電氣自動化技術應用于變電站自行診斷。變電站的自行診斷功能是以電氣自動化技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術和通信技術等為基礎,通過對變電站各項運行數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、分析對比,迅速找到故障點,并及時自行修復故障。電氣自動化技術應用于變電站自行診斷不僅可以降低發(fā)生故障的概率,減少了工作人員的工作量,還可以有效提高變電站系統(tǒng)的運行效率。
2.5電氣自動化技術應用于變電站數(shù)據(jù)的采集和處理。變電站的數(shù)據(jù)采集是變電站自動化系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié),是電氣自動化技術應用于變電站的主要表現(xiàn)。變電站運行中的數(shù)字信號和模擬信號是變電站運行數(shù)據(jù)的基本形式,可以表現(xiàn)變電站運行的各項數(shù)據(jù),比如脈沖數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等。變電站的數(shù)據(jù)處理指的是對各項數(shù)據(jù)的分析對比,來發(fā)出處理命令,比如對故障跳閘的處理、斷路器狀態(tài)的處理、故障警告的處理和隔離開關的狀態(tài)處理等。電氣自動化技術中的光電隔離方式和通信方式是采集和處理數(shù)據(jù)的主要方式。
科技與經(jīng)濟的發(fā)展使得電氣自動化技術不斷更新,電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大,這些變化對我國電力系統(tǒng)提出了新要求:電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)形式有所變化。在先前著重強調(diào)安全高效、安全保護和自動化調(diào)節(jié)過程的基礎上,更加注重對電力系統(tǒng)容量的高要求,即在實現(xiàn)綜合化管理工作和加強經(jīng)濟調(diào)節(jié)穩(wěn)定性的基礎上,對電力系統(tǒng)的容量提出新要求,其單機容量至少要達到20萬千瓦。
1.2電氣自動化技術
電氣自動化技術大多運用于工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)之中,是指在無需工作人員手動操作的情形下,利用機器設備的自動化完成加工生產(chǎn),并在生產(chǎn)管理過程中完成產(chǎn)品質量檢測、自動處理產(chǎn)品信息、對實際情況分析判斷等。所有這些程序都不需要人工手動操作,全部采用機械自動化控制系統(tǒng)完成。由此可知,電氣自動化技術即指利用電氣設備控制生產(chǎn)順序、控制時間的技術,是與電氣工程和機械設備息息相關的內(nèi)容。自動化系統(tǒng)的開發(fā)、調(diào)試、應用、維護與產(chǎn)品研發(fā)和電力技術的管理與應用對電氣自動化的要求越來越高。
2電氣自動化設計理念
2.1遠程監(jiān)控式理念
遠程監(jiān)控系統(tǒng)是一項高技術、高難度的新技術,是指利用電腦終端對其他各個地方的設備進行集中控制的技術。在電氣工程中運用這項技術,可以大幅度減少電纜使用量,節(jié)省安裝支出和材料使用的成本,還可以實現(xiàn)系統(tǒng)之間的組態(tài)靈活性和可靠性,獲取更高效益。但監(jiān)控式對傳輸信號強度依賴性較高,電氣工程的通訊量通常較大,加之現(xiàn)場通訊速度較低,在信號較差時遠程監(jiān)控式便會受到較大的限制。因此,遠程監(jiān)控式設計理念更適合于系統(tǒng)控制范圍較小的情況,在全自動化電氣工程控制系統(tǒng)中并不適用。
2.2集中監(jiān)控式設計理念
所謂集中化即指將所有的系統(tǒng)運行項目控制在一個系統(tǒng)中集中管理、運行,這種設計理念操作簡單、對控制站的要求較低、在系統(tǒng)運行與維護方面較為簡潔。單一分散的監(jiān)控不管是在處理器安裝方面還是在電纜鋪設連接方面,都十分繁瑣,而且大量的單一電纜攪合在一起,處理器增多就會影響處理速度,使處理速度大為降低,這將導致投資成本增加,除此以外,系統(tǒng)的安全可靠性能也會受到影響。集中監(jiān)控式設計理念在電氣工程中的實際應用,不僅可以減少投資成本支出,還可以進行統(tǒng)一管理、方便快捷,促進電氣工程的高效有序運行,滿足工作新要求,因此,集中監(jiān)控式設計理念在電氣工程中應用較為廣泛。
2.3現(xiàn)場總線監(jiān)控式設計理念
現(xiàn)場總線監(jiān)控式技術在當前的電氣工程中應用最為廣泛,究其原因不外乎其高效性的特征。這項技術具有實踐性特點,是在大量應用實踐經(jīng)驗基礎上不斷發(fā)展起來的,不同間隔采取不同的技術措施是這項技術能夠廣泛應用的重要原因。在具體的操作實踐中,主要的工作方式是現(xiàn)場安裝,同時不斷優(yōu)化電纜連接技術,以能夠有效降低電氣工程中設備的投入成本。在優(yōu)化電纜連接技術、降低設備成本的同時,還要盡量減少設備的隔離和端子柜的使用量,不僅可以降低成本,提高電氣工程的安全性、可靠性和有效運行,還可以增加運營效益。
3電氣自動化實現(xiàn)方式
3.1計算機自動控制、調(diào)節(jié)、操作的實現(xiàn)方式
利用計算機進行相關設備的操作,是在遵循調(diào)度方案的前提下,對能夠使電纜關閉的設備進行調(diào)節(jié)與控制,電力系統(tǒng)不僅能夠自主的、合理的利用現(xiàn)場控制命令,還能夠轉換和設置相關設備的運行方式,如電網(wǎng)的開和關,限制修改操作命令,各種整定值,報警信號復歸等。
3.2人機聯(lián)系的實現(xiàn)方式
人機聯(lián)系的實現(xiàn)方式是指電氣設備,包括鼠標、鍵盤、打印機等,通過電氣自動化系統(tǒng)的允許以后,為達到實時監(jiān)控、調(diào)節(jié)與打印數(shù)據(jù)的目的而調(diào)動一切可利用的電氣設備來運行畫面并對定值不斷修改的方式。此外,這種實現(xiàn)方式是開發(fā)新的應用程序的絕佳方式,極其方便。但其缺點也顯而易見,操作人員只能通過操作成控制調(diào)節(jié)、監(jiān)控電氣設備、設置參數(shù)值等簡單操作。
4電氣自動化在電氣工程中的實踐與應用
4.1在電氣管理中的應用
在電氣工程領域實現(xiàn)電氣自動化是高新技術走入各行各業(yè)的顯著表現(xiàn),是高科技發(fā)展的代表,這一應用過程注重編程調(diào)試。在應用時采集相關流量、溫度、壓力等數(shù)據(jù),并對這些數(shù)據(jù)分析檢測,發(fā)揮電氣自動化的輸出控制功能、技術處理功能,使設備的使用量和投資額大大降低,有效實現(xiàn)了設備控制的精度。對于電氣工程來說,在施工中應用電氣自動化技術能夠有效遏制工作人員弄虛作假、敷衍了事的情況發(fā)生。
4.2在電網(wǎng)調(diào)度中的應用
對于電網(wǎng)調(diào)度中電氣自動化的應用來說,其技術主要表現(xiàn)在應用性領域的界定,即指實現(xiàn)電氣系統(tǒng)局域網(wǎng)中電廠、變電站終端和下級調(diào)度中心三者之間的有效連接。在應用領域中,由網(wǎng)絡實現(xiàn)連接中心服務器、電網(wǎng)調(diào)度、打印設備、大屏顯示器等設備。在電網(wǎng)調(diào)度中,電氣自動化的實際應用不僅可以實時性評估電力系統(tǒng)的運行狀態(tài),還可以對以電力負荷為基礎的預測采取及時調(diào)度策略。不僅可以保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行,還可以對數(shù)據(jù)及時的收集整理分析和監(jiān)控,以適應現(xiàn)代化市場的營銷需求。
4.3在分散測控系統(tǒng)中的應用
在這方面的應用主要以分層的結構實現(xiàn),包括太網(wǎng)、工作站、數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)和過程控制單元等四部分組成。工作站主要包括兩類,分別是工程師和運行員,是人機接口的主要負責人。過程控制單元是直接應用于生產(chǎn)的,其運行狀態(tài)主要通過設備的檢測實現(xiàn),并能夠有效控制設備,以實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的連續(xù)性和過程的檢測、保護和控制。過程控制單元和工作站輸出的所有信息,發(fā)出的所有指令,都必須經(jīng)由工作站運行員接受。工程師工作站的主要職能是負責實行必要的診斷與維護工作。
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(diào)度中的應用
電網(wǎng)調(diào)度是電氣工程的主要工作之一,在電網(wǎng)調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)配,更加科學合理的進行電網(wǎng)調(diào)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(diào)度,確保整個電網(wǎng)的正常運行,避免電力調(diào)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(chǎn)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。
(2)顯示控制屏按鈕齊全,顯示直觀,指示燈壽命長,光效好,可靠性強??刂朴嬎銠C不僅具有動態(tài)協(xié)調(diào)能力,還可以存儲記錄,分析相關報告。其啟動控制方式大小不一,如小功率采用直接啟動的控制方式,大功率采用星形或三角形啟動控制的方式,還有的采用變頻調(diào)速控制的方式。這些不同的控制方式很好的確保了生產(chǎn)設備的運行穩(wěn)定。
(3)確保運行時各種數(shù)據(jù)處理和信息收集的準確性,同時提出相應的應急措施,確保電氣系統(tǒng)可以在最好的狀態(tài)下運行。設備一旦出現(xiàn)故障,人可以馬上進行連鎖控制,非常人性化。
2電氣自動化控制系統(tǒng)的設計原則
(1)優(yōu)化供配電的設計,促進電能的合理利用。設計時首先考慮的是設計的適應性,滿足工程的動力、供應、控制和安全等要求制定,以滿足建筑運行的要求,同時可以使它的運行處于一種安全的環(huán)境中。
(2)提高設備運行效率,力求簡單、經(jīng)濟、使用以及維修方便。在整個的設計過程中,安全和滿足工程的運行時整個設計的基本前提,在該前提下,一方面要注意不斷的擴大工程的效益,另一方面也要注意不斷的降低工程的成本,這就要求工作人員不僅僅應該使控制系統(tǒng)簡單經(jīng)濟,而且還要使得系統(tǒng)的使用、維護方便、成本低,不宜盲目的追求自動化和高指標。
(3)合理調(diào)整負荷,提高設備利用率。在設計的過程中,要盡可能的提高系統(tǒng)的質量,使它的的負荷量在一個合理的范圍內(nèi),當在一個特殊的用電環(huán)境中,可以合理的選取節(jié)能方法,提高店的利用率。
3電氣自動化控制系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀
我國的電氣自動化技術和國外發(fā)達國家相比差距仍然很大。到現(xiàn)在為止DCS系統(tǒng)的應用在自動化控制系統(tǒng)中仍然有著重要的不可取代的地位。
(1)電氣自動化工程的分散控制系統(tǒng),它是由過程控制和過程監(jiān)控來組成的計算機系統(tǒng),該系統(tǒng)的基本思想是集中操作、分級管理、配置靈活和組態(tài)方便四大方面,在生產(chǎn)、生活中的應用非常的廣泛。但是該系統(tǒng)缺點明顯,如可靠性能低,維修困難;生產(chǎn)廠家之間缺乏統(tǒng)一的標準,維修互換性低;價格昂貴等。
(2)WindowsNT和IE是電氣自動化控制系統(tǒng)的標準語言規(guī)范。第一點是,在電氣自動化領域,具有靈活性和易集成化等優(yōu)點的人機界面操作,已成為一種主流的發(fā)展方向。第二點是,對于電氣自動化控制系統(tǒng)的維護難度減小。
(3)監(jiān)控的集中化。其缺點是處理速度緩慢,成本費用大,可靠性能低、設備很難擴容操作、故障查找難度大等。
(4)信息的集成化。在存儲和讀取信息時,需要使用規(guī)定的瀏覽器才可以訪問到信息,并且信息技術會在電氣自動化設施、系統(tǒng)和機器中進行橫向擴展比較。
4電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,科技的不斷進步,伴隨而來的是電氣自動化控制系統(tǒng)技術方面的競爭,不但競爭愈演愈烈。同時,此系統(tǒng)對節(jié)約有效資源,降低成本費用,甚至改變我國工業(yè)的發(fā)展都有著積極意義。所以,我們必須根據(jù)自身的發(fā)展情況,來對自動化控制系統(tǒng)進行相應的規(guī)劃,積極的發(fā)揮自己的有力的條件,實現(xiàn)我國的自主研發(fā),只有這樣才有可能在有限的時間內(nèi)搶占先機。
(1)軟件地位大大提升。隨著信息技術的發(fā)展,網(wǎng)絡技術以及計算機發(fā)展與應用的廣闊前景,尤其是OPC技術、IEC61131標準和Win-dows平臺的發(fā)展與廣泛應用,計算機在電氣自動化控制系統(tǒng)融合方面的作用,已無可替代。
(2)電氣自動化控制系統(tǒng)統(tǒng)一化、信息化。為了獨立開發(fā)系統(tǒng),更為了方便達到客戶要求,使得電氣設備、計算機監(jiān)管體系和企業(yè)工程管理體系之間數(shù)據(jù)信息能夠及時的傳遞和暢通的交流,那么需要對電氣自動化控制系統(tǒng)進行統(tǒng)一化的管理。此外,信息化是電氣自動化控制系統(tǒng)的另一發(fā)展趨勢,即實現(xiàn)設備與網(wǎng)絡技術結合,實現(xiàn)網(wǎng)絡自動化和管控一體化。也就是說信息技術不僅滲透在管理層面上,同時在應用信息技術的基礎上迅猛發(fā)展。
(3)科技的不斷發(fā)展是電氣自動化行業(yè)的關鍵,由于電氣自動化是結合了多門學科的一項技術工程,在它的組成原件方面科技的含量比較高,由于在自動化的關鍵技術是大部分的企業(yè)都沒有屬于自己的知識產(chǎn)權,造成同行業(yè)的企業(yè)以較低的價格和各種的渠道來加大自己的競爭力,所以,技術的不斷發(fā)展的選擇是整個自動化行業(yè)的突破點,也是關于電氣行業(yè)長遠發(fā)展的關鍵所在。只有在不斷的科技發(fā)展中,電氣自動化制系統(tǒng)不斷突破,才能在全球化市場競爭中,立于不敗之地。
2軟件設計
根據(jù)設計好的各子系統(tǒng)的硬件配置,設計PLC控制軟件、組態(tài)監(jiān)控軟件和觸摸屏控制軟件,以泵站控制系統(tǒng)為例,其任務是按照控制中心的指令,向水廠提供水源,并對泵站的水泵運行情況、供電等信息進行實時采集,然后傳送給控制中心,實現(xiàn)泵站無人值守。根據(jù)泵站工藝,在SMS工作原理指導下,提供短信息服務,發(fā)送規(guī)則為開機/關機、系統(tǒng)出現(xiàn)故障、定時設置和控制中心命令。為達到泵站無人值守的設計要求,可通過標準的RS—2485串行通信網(wǎng)絡和自由口模式,自主選擇通信協(xié)議,以此構成PLC的分布式網(wǎng)絡。PLC軟件設計流程為:初始化接受信息并處理水泵控制壓力、流量采集并處理故障信息采集并處理信息發(fā)送;根據(jù)系統(tǒng)的工藝要求,開發(fā)界面應包括啟始界面、模式選擇界面(分為自動運行和手動操作)、報警界面及幫助界面等。
3水廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)的特點及功能
3WN6是一種經(jīng)濟型低壓智能斷路器,通過模塊化的工程設計,可確保通訊、保護、測量等功能更為可靠穩(wěn)定,且便于拆卸和維修,能夠在線對開關功能進行數(shù)字化編輯。正常生產(chǎn)時,操作人員通過S7-315系統(tǒng)上的觸摸屏模擬流程和觸摸按鈕,便可以準確掌握各系統(tǒng)的工藝流程及設備運行情況,并可以通過自動運行或手動操作兩種控制方式來控制各設備的開和停,便于設備的檢修及事故的處理。本系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后,便可實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控、遠程控制和后臺在線組態(tài)等功能,操作人員在后臺微機上便可以準確掌握各配電室低壓開關的分/合情況及水廠裝置的運行情況,系統(tǒng)可以動態(tài)顯示各電氣設備的電壓、電流的波動情況,實時性更強。此外,還可以隨機記錄越限事件、報警信息等,為生產(chǎn)管理和事故控制提供了很大的便利性。PLC的推廣應用是水廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)得以建立的關鍵,該編程控制器簡單易用、可靠性高,而且通訊聯(lián)網(wǎng)功能強,根據(jù)水廠的水處理工藝和工程設計要求,對各凈水環(huán)節(jié)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行設計,滿足了水廠自動化生產(chǎn)和管理的需求。
2電力無功補償?shù)年P鍵技術
在電氣自動化工程中,電力無功補償?shù)碾娏ω摵晒β室驍?shù)是重要的技術指標。在電力系統(tǒng)中,功率因數(shù)越大越好,功率因素越大,無功功率的傳輸就會大大減少,從而減少有功功率的損耗。因此,在電氣自動化工程中,應該適當提高電力負荷的功率因數(shù),有效改善電壓質量。另外,并聯(lián)電容器補償無功功率也是電力無功補償?shù)闹匾P鍵技術。用電容器的無功補償能夠有效降低電網(wǎng)線損,為用戶提供優(yōu)質的電壓。其中,在電容器投入和切除的過程中,無功補償電壓會發(fā)生變化。
3具體應用
3.1設計真空斷路器
在電氣自動化中,利用無功補償設計能夠有效節(jié)約成本,被廣泛應用于實際工作中。借助于無功補償技術,將固定濾波器與合閘管調(diào)節(jié)電抗器有機結合起來,從而形成新的無功補償裝置。在實際使用過程中,有效保證了濾波器的電流平衡,最大限度地滿足電氣自動化系統(tǒng)的功率因數(shù)需求,在短時間內(nèi)實現(xiàn)對系統(tǒng)的無功補償,從而在降低能耗方面發(fā)揮重要的作用。
3.2對用電客戶進行無功補償
在對用電客戶進行無功補償?shù)倪^程中,主要的實現(xiàn)途徑有2種:①利用無功補償使用戶的實際電力功率因數(shù)與國家預期的電力功率因素相符,逐漸增多電費補償,增強群眾的節(jié)能意識,對用戶實現(xiàn)無功補償;②將無功補償技術應用于用戶內(nèi)部配網(wǎng)中,有效降低無功消耗,減輕能源壓力。通過這2種途徑可以有效降低能耗,減輕用戶的經(jīng)濟壓力。
3.3對回路電流進行無功補償
在對電流回路進行無功補償?shù)墓こ讨?,主要手段是借助固定濾波器來實現(xiàn)。借助固定濾波器調(diào)節(jié)飽和電感器,改變其內(nèi)部的磁能飽和程度,從而改變感性電流,最終實現(xiàn)對回路電流進行無功補償?shù)男Ч?。在這個過程中,回路中的感性電流與固定濾波器中的多余電容性相互抵消,從而保證了電流的平衡性。然后,用串聯(lián)的方法將濾波器和電抗器連接在一起,實現(xiàn)兩者的電壓串聯(lián),調(diào)節(jié)降壓按鈕就可以實現(xiàn)對電壓的調(diào)控,降低電網(wǎng)中的電壓,最終實現(xiàn)無功補償?shù)男Ч?/p>
3.4應用實例——以某變電站為例
在實際生活中,該變電站是一個供電中心,承擔著整個區(qū)域的供電任務。由于區(qū)域內(nèi)用戶的需求不同,所以,其供電的電壓等級也分為好多不同的類型。在配電過程中,按照“分級補償、就地平衡”的原則,在配電過程中普遍采用了無功補償技術,平衡了配電線路和電力用戶的無功功率,使變電站無需再單獨承擔無功電力。在該變電站的配電過程中,容性無功補償裝置得到了廣泛的應用,在該區(qū)域的電力配網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用,極大地降低了電力輸送過程中的能量損耗,并且對負荷兩側的無功補償也起到了兼顧的作用。在使用過程中,容性無功補償裝置的相關性質是根據(jù)主變壓器容量來確定的,一般確定為主變壓器容量的10%~30%.在變電站的實際操作過程中,如果主變壓器的最大負荷為35~110kV,則必須保證高壓側功率因數(shù)要大于0.95.如果主變壓器的單臺容量大于40MVA,則應該為每臺主變壓器配置2組以上的容性無功補償裝置,以確保無功補償技術能夠正常運轉,保證技術的使用效果,實現(xiàn)降低能耗的目標。在該變電站的實踐過程中,應該以自身的無功損耗補償為主。為了確定最佳的補償容量,在實踐中應該遵循以下3個原則:①保證無功補償技術的主要應用場所是主變壓器的無功損耗,空載狀態(tài)和負載狀態(tài)下的無功損耗都包含于其中;②如果主變壓器長期處于輕負荷狀態(tài),則補償容量可以直接選取最小值補償;③對于負荷重的主變壓器,應該先提高電壓幅度,根據(jù)電壓幅度的具體狀態(tài)選擇補償容量。
不管是電力工程,還是自動化本身技術,將電氣自動化滲透在電力系統(tǒng)中都具有很強的現(xiàn)實意義,其主要表現(xiàn)在:推動電力系統(tǒng)自動化水平上。它本身屬于高科技的范疇,在電力應用中,以電力設施與技術更新為主,當然也能帶動電力工程信息化水平,特別是電力設施權限上;具體如:電氣設施模糊化,同時運用范圍日漸加寬也極大的推動了電氣自動化技術水平的提高。將自動化技術應用到電力工程中,具有明顯的優(yōu)勢。同時,電氣自動化和計算機有著密切的聯(lián)系,在相關設施維護時,只要經(jīng)過計算機就能達到要求;然后再由工作人員結合數(shù)據(jù)信息,利用計算機運行以達到對相關設備運行的維護,同時這也是控制工作人員工作強度的有效方式。將電氣自動化技術運用在電力工程中,能夠有效提高管理效率。為了滿足電氣自動化應用要求,電力設施與技術管理都需要不斷調(diào)整。就目前的電氣自動化相關設備來看:由總線連接構成,其連接過程簡單,在總線控制的過程中,同時也是對整個過程進行有效管理的方法。
1.2電氣自動化技術的設計原則
目前,大多數(shù)電力系統(tǒng)已經(jīng)帶有自動保護裝置,故在設備選型時,通常會優(yōu)先選擇自動化綜合系統(tǒng),其選型接線方式比較簡單,結合繼電保護就能實現(xiàn)自動化設備的有效應用。從總體來看,電氣自動化技術必須遵循的原則,主要包括以下方面:電氣自動化控制設施的連線形式必須結合原有的系統(tǒng)設計,即使使用的是監(jiān)測系統(tǒng)也必須添加設備數(shù)量與種類,并且在圖紙設計中詳細說明,以保障設備連接的精確性。在計算機遠程開關中,必須使用遠程閉閘、開閘智能開關,以確保遠程操作中的自動化控制順利實現(xiàn)。利用計算機實現(xiàn)開關監(jiān)控,在接點打開的情況下,將其納入監(jiān)控體系。如果是低壓開關,必須設置輔助接點。在設置與安裝繼電保護設施時,必須整合綜合電氣與變壓保護技術。
2電力電氣自動化在電力工程的應用
2.1變電站自動化
變電站自動化,是利用站內(nèi)電氣設施監(jiān)控,在計算機替代傳統(tǒng)監(jiān)控設施的環(huán)境,確保二次設施的數(shù)字化與集成化;變電站利用光纖替代傳統(tǒng)的電纜傳輸,以提高信息傳輸效率在自動化技術的運用,同時它還可以在計算機截面上進行操作,以統(tǒng)一記錄運行狀態(tài)。另外,變電站自動化也能滿足各種電氣設施的運行要求,它在電網(wǎng)自動化中發(fā)揮了很好的作用。
2.2PLC系統(tǒng)
PLC作為計算機技術與繼電接觸整合的產(chǎn)物,通過電力系統(tǒng),它實現(xiàn)了工作指令的信息記錄與自動編程,在有效控制電力系統(tǒng)信息運算和記錄的同時,減小電力系統(tǒng)耗能,讓整個系統(tǒng)更加靈活、輕便。PLC在電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析、轉換、整合、采集、傳遞、轉換等方面都具有得天獨厚的優(yōu)勢,在吸納到電力系統(tǒng)進行有效控制的同時,對不份額柔性操作進行智能控制。利用電力系統(tǒng)中的獨立模塊,以及總線信息中的通信連接,不僅能保障電力系統(tǒng)正常控制,對促進電力系統(tǒng)相關工作協(xié)調(diào)化也有重大作用。
2.3電網(wǎng)調(diào)度
電網(wǎng)調(diào)度組成,主要包含電網(wǎng)調(diào)度中心控制中的工作站、計算機網(wǎng)絡、打印設施、顯示器等。在電網(wǎng)調(diào)度自動化中,利用電力系統(tǒng)的廣域網(wǎng)與專用網(wǎng)進行連接,由電網(wǎng)調(diào)度范圍、中心控制內(nèi)的終端和發(fā)電廠構成。在電力生產(chǎn)中,它不僅能滿足數(shù)據(jù)采集、調(diào)度自動化,還能對電網(wǎng)監(jiān)控進行有效分析。另外,它在估算電力狀態(tài)、預測電力負荷時也有很大作用,電網(wǎng)自動化不僅有助于調(diào)動經(jīng)濟調(diào)度與發(fā)電控制功能,對滿足電力市場運營要求也有很大作用。
2.4發(fā)電廠測控
在單元控制過程中,控制單元一般由智能模件與主控模件構成。其PCU能直接面對生產(chǎn)中的熱電偶、變送器、電氣量、脈沖量、開關量等各種信號接收。在處理運算中,通過實時顯示運算設施與參數(shù),在打印好輸出信號與執(zhí)行機構后,以完成過程生產(chǎn)的控制、監(jiān)測與聯(lián)鎖保護。其中,工程師與運行員為其準備好人機接口,工程師主要負責組態(tài)修改與設置,以確保系統(tǒng)維護與診斷;運行員接收PCU的信息,為其提供良好的控制與監(jiān)視手段。
2.5計算機
計算機作為整個電氣自動化最主要的技術之一,它的應用對象主要有電力系統(tǒng)的變電、配電和供電環(huán)節(jié)。而智能電網(wǎng)則是電力系統(tǒng)應用最廣的技術,調(diào)動電網(wǎng)的技術是電力系統(tǒng)應用計算機技術最典型的代表之一,同時也是現(xiàn)行電力系統(tǒng)自動化最主要的部分,它不僅能實現(xiàn)國家電網(wǎng)相關信息的收集工作,同時還能對各個區(qū)域、省市、縣級電網(wǎng)進行自動調(diào)控與調(diào)動。
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工業(yè)電氣自動化數(shù)字技術的應用情況
2.1數(shù)字技術在航空工業(yè)中的應用
航空市場發(fā)展問題對于我國的經(jīng)濟發(fā)展都是極為重要的,就我國當前的航空市場現(xiàn)狀而言,已經(jīng)存在許多的航空巨頭,但是我國實際的航空技術水平與國外航空技術水平相比還是存在一定差距的,盡管隨著我國航空技術也在迅速發(fā)展,差距正在不斷縮小,但是對于一些高科技技術缺乏相應的自主創(chuàng)新產(chǎn)權,多數(shù)需要依靠國外技術。對于大多數(shù)的航空機械加工都是需要高精度的工業(yè)技術來實現(xiàn),但是我國明顯還是無法實現(xiàn)的,如果通過人工也是無法實現(xiàn)的,實際航空機械器件所使用的合金就是我國當前工業(yè)技術無法實現(xiàn)的,所以加強我國工業(yè)電氣自動化中數(shù)字技術的發(fā)展對于我國航空技術的發(fā)展十分重要。
2.2數(shù)字技術在汽車工業(yè)中的應用
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人們生活水平的不斷提高,汽車的使用量不斷提高,這對于汽車工業(yè)的發(fā)展無疑是一個巨大的發(fā)展機會。我國當前工業(yè)電氣自動化的生產(chǎn)水平要想滿足當前汽車工業(yè)的發(fā)展,應加強數(shù)字技術在汽車工業(yè)中的應用,提高汽車工業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展,提高我國汽車工業(yè)加工效率,通過應用數(shù)字技術發(fā)展汽車工業(yè)的柔性生產(chǎn)線,此外,還需要結合虛擬工業(yè)技術、集成控制技術等。
2.3數(shù)字技術的高性價比
把數(shù)字技術大量地運用到實際的工業(yè)電氣中去,從而實現(xiàn)工業(yè)電氣自動化,這樣就能夠讓設備實現(xiàn)最大化地高效運行等智能化工作狀態(tài)。運用數(shù)字技術能夠實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)資料收集一體化等功能,實現(xiàn)設備智能化控制和工作。數(shù)字技術能夠為企業(yè)節(jié)約大量的時間和成本。例如,用儀器設備進行數(shù)據(jù)收集分析時,可以利用數(shù)字技術中的測試、樣品分析定位,在線數(shù)據(jù)分析和結果評估來進行數(shù)據(jù)的收集和分析,這樣就能夠在設備收集的數(shù)據(jù)和分析出的數(shù)據(jù)之間進行很好的比較和分析,并且還可以運用多項數(shù)字技術來進行多設備之間的數(shù)據(jù)收集和相互比較,這可以大大節(jié)約因為多設備數(shù)據(jù)量大而造成的工作量大容易失誤等問題。在工業(yè)電氣自動化中運用數(shù)字技術可以大大提升設備的精確度,實現(xiàn)最大化的設備性價比的提升。
3數(shù)字技術在工業(yè)電氣自動化的發(fā)展趨勢
數(shù)字技術對于工業(yè)發(fā)展有著重要作用,所以在工業(yè)電氣自動化中加強應用數(shù)字技術對于工業(yè)電氣自動化的發(fā)展是極為重要的。在未來數(shù)字技術的發(fā)展中,數(shù)字技術主要用于智能化系統(tǒng)的發(fā)展,通過數(shù)字技術控制各個模塊進行工業(yè)生產(chǎn),對于工業(yè)效率的發(fā)展需要重視應該數(shù)字技術。在未來數(shù)字技術主要是用于智能化控制,例如電機參數(shù)的自適應控制、自動識別負載控制、自動選型控制等智能化控制,所以數(shù)字技術的發(fā)展主要是向智能化控制方向發(fā)展。只有不斷加深數(shù)字技術在工業(yè)自動化方面的影響,才能夠推進我國工業(yè)電氣自動化的發(fā)展和創(chuàng)新。