導語：如何才能寫好一篇繼電保護與電氣自動化，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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對管電路；電子柜；牽引電機過流；勵磁過流

北車蘭州機車有限公司對于SS34000系機車在出廠時要求進行機車牽引電機過流保護試驗和勵磁過流保護試驗。針對這種情況，要求設計一個便攜式設備利用車載4V電源為供電電源，模擬機車運行時各種工況下的不同電流信號，檢測電子柜對于電機過流的保護和勵磁過流的保護。在此之前，出廠時通常采用短接的方式進行試驗，用這種方法只能判定電子柜對于電機過流和勵磁過流有保護的功能，但是對于開始跳斷時的電流大小沒有一個具體的數據。

SS3型電力機車采用的是TQG6B型電流傳感器，輸入電流為500A時，傳感器輸出100mA。機車牽引電機電流反饋的方式如下，在傳感器輸出端接入阻值為10的測量電阻，該測量電阻裝在電壓給定插件上，電壓信號再經過比例放大環節在其端子上形成第一電機電流反饋信號，再經過反相運算放大器反相得到輸出電壓信號，一個轉向架的3臺電機電流反饋信號輸入到由運算放大器組成的最小值選擇器，輸出即為本架3臺電機中最大電流反饋信號，該信號執行電機過流檢測及保護。勵磁電流反饋信號的處理基本上和牽引電機電流反饋相同，不同的是勵磁電流反饋采用同相運算放大器，得到的輸出信號為負值。

利用功率管搭建的電路來模擬列車電流傳感器輸出的電機電流信號及勵磁電流信號，電路如圖1所示：

由一個PNP管和一個NPN管組成乙類雙電源互補放大電路即對管電路，該電路在此的主要目的就是能通過開關的切換，實現模擬電機過流和勵磁過流時電流傳感器輸出的不同形式的電流信號。由前述可知電機電流信號為正，勵磁電流信號為負。

具體分析為：當K1和K4打開時K3、K2閉合電路等效為下圖2所示。在該電路中、、。在開始試驗時確保電位器阻值為最大，此時a點電位為0，兩個三極管都不導通，調節電位器R1此時a點電位大于0所以NPN型三極管導通而PNP型三極管截止，輸出電流為正，如圖紅線所示。此電流可以模擬電力機車電機過流時傳感器輸出的電流值，可用于電機過流保護試驗。

當K1、K4閉合時K2、K3打開，a點電位為0，兩個三極管都不導通，調節電位器R2此時a點電位小于0所以PNP型三極管導通而NPN型三極管截止，輸出電流為負，如圖3紅線所示。此電流可以模擬電力機車勵磁過流時傳感器輸出的電流值，可用于電力機車勵磁過流保護試驗。

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【關鍵詞】電氣自動化；電氣接地；電氣保護

1電氣接地的作用

1.1保證系統正常運轉

這種能夠保證建筑電氣系統爭創云狀的接地操作又被稱為工作接地，是將變電站的中性點的電力傳輸裝置與地面相連接。這種連接方式沒有對電阻提出較高的要求，但是變電站需要有自己獨立的連接體系，這樣就可以在電阻較小的睛況下也能夠保障電力的正常傳輸。

1.2避免電擊

建筑物遭受雷擊所造成的損失和危害性都是不可估量的。尤其是現如今建筑建設種類繁多，高層建筑的建設密度大，高度也在不斷增高，受到雷擊的可能|生更大。人本身是優良導體，在雨天中受到潮氣的影響，使得導電量更大，也有以遭受電擊。將建筑中的電氣設備進行接地處理，可有效的防IE建筑電氣設備在惡劣的天氣環境中遭受雷擊，也可保證建筑中人的生命財產安全。電氣設備的接地操作，可將建筑吸引的電流通過電路傳遞到地表，形成一個回路體系，可避免雷擊造成的傷害。

2電氣自動化中電氣接地系統保護技術

在實際管理機制建立和運行過程中，要積極踐行更加系統化的處理機制，為后續接地系統的處理工作提供保障。傳統的處理機制中，有兩種方式應用的較為廣泛，但是都存在自身的劣勢。一方面，土壤中添加無機鹽，盡管這種方式的成本較低，但是，由于鹽體并不穩定，若是下雨，土壤會恢復到無機鹽狀態，對于接地系統的作用就會消失。另一方面，對土壤中的含水量進行集中管控，但是，大面積灑水的方法會造成耗時耗力的弊端。基于此，要對土壤進行有效的處理，主要是向土壤中添加接地增效劑，整體性能較為穩定且安全，并不需要非常嚴格的維護機制，能有效改善土壤的接地性能。在實際應用過程中，較為常見的接地增效劑包括膨潤土、導電水泥以及碳粉，其導電性能較好，而導電水泥最為理想，既能在濕潤的土壤環境中發揮作用，在干燥土壤中也能優化土壤接地性能。

2.1合理化降低電阻

為了進一步提高系統運行效果，確保接地處理符合標準，要對接地電阻數值進行集中控制。第一，要利用外引接地的方式對整個系統進行處理，主接地網區域要將主變系統和電阻率低的接地裝置連接在一起，減少接地電阻阻值的同時，優化接地效果，這種處理機制的限制條件較多，需要技術人員對其進行綜合性分析。第二，有效擴大接地網面積，在條件允許下，要保證有效增加接地網面積，降低電阻值。第三，提高接地網的埋深。

2.2合理化整合接地系統

在接地系統管理的過程中，要對系統運行結構和控制體系予以全面重視，尤其要整合三大接地系統。其中，IT系統和TN系統不能同時安裝。TN系統運行過程存在三種基礎性方式，且相關適用范圍并不一致，要對不同情況進行集中處理。第一，TN-C-S系統在應用過程中，對于這個電力系統的供電水平和質量要求較高，要確保安全性能穩定，才能適用該系統，從而有效發揮接地系統的實際價值。第二，TN-C系統，在實際線路運行和管理的過程中，要系統對于線路沒有較為繁瑣的要求，能簡化線路并且提高安全性，爆炸問題非常少，因此，在工作環境較為簡單的區域應用該系統較為常見。

2.3合理化控制電涌防護器

在實際設備處理和管控過程中，要對電涌防護器進行整合，將接地線長度布置設置為最短最直，延長接地線長度，就能有效增大阻抗數值。確保高頻瞬時電壓和諧振總阻抗能形成有效的開路結構，保證設備和運行系統的整體效果。另外，在電涌防護器應用的過程中，也要借助屏蔽防護裝置對電纜進行綜合性隔離，確保處理效果符合預期。除此之外，技術熱源要對接地線質量展開深度處理，利用雙股絞線，設計過程和設計要求都要符合材料的基本標準，并且有效避免使用單股銅線，提高質量的同時，完善設計效果和應用水平，促進整個接地系統的優化運行。

3電氣自動化電氣接地和電氣保護技術應用措施

3.1加強驗收環節

對于電氣自動化系統的首次安裝，應仔細檢查繼電保護的技術設施。充分重視驗收環節，只有在所有的標準符合要求后，才能運行。其次，對電氣自動化運行過程中發生的各種故障進行仿真。通過仿真，有效地解決實際運行中的故障。在設備驗收過程中，要對繼電保護的安全技術進行檢測。應注意設備的抗干擾能力，并進行若干試驗。此外，繼電保護的安全技術需要根據周圍環境和周圍的供電電壓制定更高的標準。

3.2完善繼電保護安全技術的相關制度

在分析討論繼電保護的安全運行時，必須完善相關制度，及時解決管理中存在的問題。進一步完善繼電保護裝置軟件的管理體制和管理方法，及時更新繼電保護設備，減少設備發生故障的概論。此外，還應進一步加強電氣自動化系統的安全管理標準化工作，認真控制繼電保護的各個環節，使繼電保護安全運行。

3.3加強繼電保護安全技術的檢查人員的專業素質

加強對操作維護人員的培訓，提高人員的綜合素質，尤其是增強其熟練掌握設備運行的能力。在系統運行之前，繼電保護安全技術檢查員應有多種操作方式和變電站接線方式。對這些技術檢查員要有嚴格的選拔，只有通過選拔才能上崗。

3.4提高設備調試安裝質量

在變電站綜合自動化系統建設中，繼電保護的功能越來越高，繼電保護的設備組成和運行環節也越來越多，如儀表表、后臺監控、遠動、五防等。為保證繼電保護裝置正常發揮其功能，必須注意和完善設備元器件的調試和安裝，明確劃分繼電保護的管理分區和責任等，實現各方面的有效合作。此外，還必須注意系統數據庫的建立和基礎數據的輸入，為繼電保護裝置的安全運行提供良好的基礎。對于新安裝的繼電保護裝置，必須進行系統驗證。針對計算機設備的高濕阻、安全系數和工作可靠性的問題，以及對環境和條件的高要求應在兩端采用屏蔽層接地的相關抗干擾措施。在電網和兩回路和直流電源中科學合理地避雷。將該位置添加到穩定的濾波設備中，再將交流電源的位置引入到避雷器等。通過上述各種措施的綜合運輸，提高光纜和網絡線路的抗外力和抗破壞能力，從而保證該設備的堅固性和可靠性。

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1.1電氣自動化與繼電保護裝置

通常來看，繼電保護裝置的功能主要是關于繼電保護，也就是說，電氣系統一旦有故障或者是短路、過載等情況發生，那么該裝置就會立刻有警報信號發出，繼而連接裝置就會被迅速切斷，這樣繼電保護的作用就能實現了。很多人都知道，傳統的繼電保護裝置的靈活性不足，很容易發生一些故障，諸如誤動和拒動等。所以在有效地運用了電氣自動化技術之后，繼電的自動化保護便由此實現了。而且對電氣系統進行實時地監測，就能有效地控制設備的運行參數。與此同時，有效地融合運用該技術之后，就能借助遠程監控的方式來維持電力和檢測故障，促使裝置維持較長的工作時間，對于運行設備可能發生的異常、故障等都能及時檢測出來。與此同時，有效運用該技術，還可以實現一定程度的實時監測，這里針對的是相應的線路或電氣設備，但只是在電氣系統中某些范圍內，這樣就能即刻將一系列解救反應發出來。

1.2電氣自動化與電網調度

在具體的工作實踐中，要想實現自動化的電網調度，就一定要先有機地結合各設備，諸如對大屏幕、服務器等的調度。電網調度技術是以電氣系統區域網為基礎的，要很好地結合起發電廠、變電站和調度中心三方面，從而在電網調度中有效地應用電氣自動化技術。所以說，實現電網調度自動化技術存在很多的益處，不但對實時監控電氣系統運行過程中的狀態有利，使得電氣系統的運行能夠確保安全穩定。此外，還能基于相關數據的收集、整理，全面地分析數據，以便對系統的具體工作實踐進行全面地了解，這就有助于電力系統更加的安全、可靠，促使其得到全面提升。另外，因為能夠與持續發展變化中的現代化運營需求相適應。

1.3電氣自動化與發電廠的分散測控系統

在發電廠中分散測控系統中，可有效地融合應用電氣自動化技術。這里采用的結構主要是分層分布式，并且將很多分單元涵蓋在內，具體涉及到過程控制、太網等。就當中的過程控制單元而言，其往往是直接應用于生產過程中，通過這樣的方式來實時的監控系統中的一些設備的運行狀況。終將有助于更加有效地控制生產的全過程。其中工作站能夠將人工或者是計算機借口提供給工作人員。例如在工作站中，運行員就能夠對一些信息和命令進行接收，這里主要針對的是過程控制單元；工程師進行的主要是維護系統的工作，另外還包括相關的系統設置。兩方面的相互配合和彼此融合，將有助于吧工作站的功能充分發揮出來，得到最大程度的實現。

2.電氣自動化的發展趨勢

分析如今的社會經濟發展趨勢，我們可以看出對經濟發展起到重要促進作用的重要手段之一就是發展科技并促使其得到廣泛而有效的應用。而我們高新技術產業發展前景十分廣闊，究其原因，有效地應用電氣自動化技術發揮了很大程度的作用。隨著社會各行業不斷發展和應用電氣自動化技術，其自身的發展是非常迅速而明顯的。電氣工程要想實現持續發展，更是需要在其中有效地融合應用電氣自動化技術。目前，很多不同的行業融合應用電氣自動化技術，盡管還有許多不足和問題存在，有待于進一步地改進和完善。不過，我們要堅信電氣自動化這一朝陽產業必然具有深遠的發展前景。其在今后的發展歷程中，必將更加廣泛地應用于電氣工程中，并且實現持續發展。

3.結束語

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    1.電氣自動化設計理念

    1.1實現遠程監控

    遠程監控技術指的就是通過電腦終端實現對其它地方設備的有效控制,以此來減少電氣工程成本是,提高其經濟效益,并在一定程度上彌補電工工程在空間距離上存在的相關缺陷,最大限度提高其靈活性。然而,電氣自動化技術雖實現了對設備的遠程監控,但其總體監控質量在很大程度上受到通訊信號強弱與通訊量大小的影響,也極容易受到客觀條件的影響。因此,電氣自動化技術中的遠程監控技術多適用于那些比較小型的電氣工程中。

    1.2實現集中式監控

    集中式監控就是指利用同一監控系統實現對所有項目技術的處理。因此,電氣自動化中集中式監控的實現,不僅操作簡單,便于日常管理與維護,而且對環境的要求也比較低,由此被廣泛地應用于電氣工程中。同時,與傳統分散式的監控技術相比,該技術不僅無需太多的處理器,而相對地減少了工程所需材料,而且也在很大程度上減少了工程成本與工作量,看可謂是滿足了電氣工程的各方面要求,使得電氣工程實現了整體提升。

    1.3實現現場總線監控

    電氣自動化技術中現場總線監控的實現,可根據工程現場的需要采取相應技術,具有較強的針對性,故被廣泛的應用于電氣工程中,大大提高了工程質量。一般來說,現場總線監控技術的實現,多表現在現場安裝,并可根據工程的需要選擇最優化的措施來減少工程成本,加之該技術具有較好的靈活性,故在很大程度上確保了工程的安全性。

    2.電氣自動化技術在電氣工程中的有效融合應用

    2.1電氣自動化同繼電保護裝置的有機融合與應用

    一般情況來說,繼電保護裝置的主要功能,即為在電氣系統出現故障或發生過載、短路等情況時,在第一時間發出警報信號以快速切斷連接裝置以達到繼電保護的作用。眾多周知,傳統繼電保護裝置極易誤動或拒動等故障,故電氣自動化技術的有效運用實現了繼電的自動化保護,并可通過實時監測實現對電氣系統中各設備運行參數的有效控制。同時,該技術的有效融合運用,還可通過遠程監控實現長時間帶電工作,并檢測到設備在運行中可能出現的故障或異常。同時,該技術的有效運用還能實現對電氣系統中一些特定范圍內的相應電氣設備或線路的實時監測,若監測到異常或故障,即可在第一時間發出連續解救反應。

    2.2電氣自動化在電網調度中的融合應用

    在實際工作中,電網調度若想實現自動化,首先必須實現各設備間的有機結合,如調度大屏幕、調度工作站與服務器等。而電網調度技術指的就是基于電氣系統區域網把發電廠、變電站與調度中心三者有機地結合在一起,以實現電氣自動化技術在電網調度中的有效應用。因此,電網調度自動化技術的實現不僅有利于實現對電氣系統在運行過程中的狀態的實時動態監控,以確保電氣系統的安全穩定運行,而且還能在收集、整理并控制相關數據的基礎上,通過對數據進行全面地分析以更加全面且系統的了解系統的實際工作情況,進而從整體上提升電力系統的可靠性與安全性,適應了不斷變化發展的現代化運營需求。

    2.3在發電廠的分散測控系統中的融合應用

    發電廠中分散測控系統中電氣自動化技術的有效融合應用,主要采用了分層分布式結構,包括了太網、過程控制與數據高速通訊網等多個分單元。其中,過程控制單元,其主要作用就是在生產過程中直接應用,以實現對系統中相關設備運行狀態的實時動態監控,最終實現對生產全過程中的有效控制。而工作站,其作用就在于為工作人員提供人工與計算機接口,如運行員可從工作站中接收到來自過程控制單元中的相關信息與命令,而工程師則可在工作站中進行相關的系統設置與維護工作,兩者相互配合以最大限度實現工作站的功能效應。

    3.電氣自動化的發展趨勢

    從當前社會經濟發展趨勢來看,科技的發展與有效應用將是推動經濟發展的一個重要手段,而高新技術產業之所有有著廣闊的發展前景,在很大程度上是因為電氣自動化技術的有效應用。可以說,電氣自動化技術的不斷發展與應用,大力推動了社會多行業的飛速發展,特別是電氣工程的持續發展更是離不開電氣自動化技術在其中的有效融合應用。當前,電氣自動化技術在各行各業中的融合應用雖然還存在著一些問題與不足,還需不斷改進與完善,但是,要相信,電氣自動化作為一項朝陽產業,在未來的發展階段中,其在電氣工程中的發展與應用必將更加廣泛。

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關鍵詞：電氣自動化；系統；鋁電解；設計

在最近幾年，電解鋁的工藝得到了很大程度的提升，使得電解槽大型化，產能逐漸增加，并使電解鋁向著大電流和高電壓的方向發展。現在的鋁電解廠里有一個電壓為220kV開關站，開關站的作用是為了向整流機組的動力變壓器直接供電；并存放一個電壓為10kV的配電所，其作用是為了向全鋁電解廠的動力設備提供電力。電壓為10kV的配電所所使用的是單母線分段帶母聯接線系統[1-3]。在現在的大部分鋁電解廠里很大程度上為一級負荷，因此設計可靠的變電整流電氣自動化系統就非常重要。

1系統結構

電氣自動化系統分為分布式、分層式和集中式的結構。

1.1分開式結構

電氣自動化的分布式結構能監視鋁電解場中鎖定的目標，并將所監視的目標給到其他控制設備中（計算機），這些控制設備并且能連接鋁電解廠的局域網絡上，實現資源共享和處理，如圖1所示[4]。在現實中電氣自動化分布式系統為一種較為理想化的系統結構，但是電氣自動化分布式系統在實際應用上有很多實際問題是不能解決的，比如干擾信號和信息傳輸及可靠性等方面都存在不可忽略的問題。

1.2集中式結構

集中式電氣自動化系統結構的作用是可以將處理數據的儲存設備和處理數據設備集中和分配，集中式系統結構包括前置機和后臺機組成，并由前置機和后臺機將電氣自動化集中式系統的數據輸出和保護，其后臺設備的主要作用是數據通信，并通過數據通訊與前置機設備相聯系。但是在在電氣自動化的集中式系統結構下會存在如下缺點：（1）電氣自動化系統由前置設備的任務眾多，所需電纜較多，傳輸信號相互影響；（2）設備間的傳輸比較繁瑣，使用的可靠性比較低；（3）整個系統需要大量電纜連接涉筆，開支較大，集中式結構。

1.3分層式結構

電氣自動化的分層分布式結構由中間層、管理層和終端層組成，并由中間層、管理層和終端層控制鋁電解變電站的層次和對象。包括中間層、管理層和終端層的分層式電氣自動化系統結構的優點有一下幾點：（1）具有非常好的可靠性，如果系統中的任何一個設備出現故障，故障區域只保持局部；（2）擴張空間比較大，非常有利于設備升級；（3）大大減少設備需要電纜，維護力度小，開支少。由此可見，鋁電解廠的變電整流電氣自動化系統應該使用分層分布式系統結構為最好的選擇。整體的電氣自動化分層分布式結構包括間隔層、通信管理層和站控層，分層分布式結構能實現如下功能包括:建立與維護數據、數據的采集、運行管理、報電能。

2繼電保護及安全自動裝置

鋁電解廠的開關站有電壓為10kV的配電所和補償裝置組成，開關站的所有設備具有計算機控制和傳輸數據，下文是從配置原則上的方面上提出方案設計。

2.1保護配置原則

配置原則包括相互獨立和不同原理，從這兩個原則設置主保護為雙重化配置，并將雙重化配置的主屏設置為獨立組屏，規則如下：（1）使用保護設備，為了滿足主要設備和后補設備數據一體化，保護要求滿足雙回線路同桿架設，設計接線的原則為一一對應原則。（2）每套保護設備統一具有選相功能，實現分相跳閘和三相跳閘功能；（3）保護配置的安裝啟動斷路器，作用實在設備突然失效時，起到失靈保護的功能。（4）保護配置設置具有跨區域跳閘功能，目的是為了不影響其他區域設備的正常運行。（5）在電氣自動化系統中的每一套保護配置務必安裝電壓切換箱。母線差動保護的配置原則包括相互獨立和不同原理，從這兩個原則設置母線差動保護為雙重化配置，并將雙重化配置的母線差動保護設置為獨立組屏，按照如下規則配置：（1）接線為一一對應的方式安裝雙重保護的跳閘。（2）將斷路器失靈保護安裝在母線保護中，防止母線突然失效。（3）在母線保護作用消失時，護配置復合電壓閉鎖的作用。關于母聯和母線RT間隔的注意的事項，主要有一下幾點：（1）必須裝配具有獨立充電保護功能的母聯斷路器，作用為防止瞬間跳閘。（2）必須裝配具有限電流功能的電壓閉鎖，作用為防止過流保護。（3）必須裝配具有一套獨立電壓裝置。（4）必須裝配具有失靈保護功能的啟動器，作用為防止電器自動化系統失效。電解鋁廠裝配電壓為10KV的配電所的配置有如下要求：（1）在設置線路間隔時，需要裝配限電流速斷保護，以達到短延時過電流保護的功能和有效達到延時保護的功能。（2）電壓為10KV的配電所所需的母聯間隔設置必須具有電流速斷保護的功能裝置。（3）母線RT間隔設置為并列的RT裝置。

2.2組屏方法

保護測控裝置是鋁電解廠的開關站的重要組成部分，該裝置采取分屏和分開的排列組合方式來進行布置，然后在開關站的主控室中安置組屏。

3五防模擬屏

在運行過程中，整個電氣自動化系統的變電整流電氣系統需要被實時監控，一旦后臺機設備出現突發故障時，可以通過手動控制的方式切斷電路，停止其運行，也可以通過手動控制的方式調節整流機組設備。在電器自動化系統的變電整流電氣系統中的模擬控制屏上安裝控制按鈕、交流表計、直流表計、位置顯示器、開關和總調分按鈕等。但是在實際操作時，操作失誤無法避免，為了最大限度地降低操作失誤帶來的損失，在系統設置防護保護系統中，需要設置電編碼鎖和機械編碼鎖。

4綜自屏接地

在鋁電解過程中，為保證電氣自動化系統以及綜自設備正常工作，工作接地銅排和保護接地銅排是必不可少的，它們在每面綜自屏中都發揮著重要的作用。在安裝過程中，需要注意的是工作接地銅排絕緣性能的保證，工作接地與保護接地是不可以混接的，在每面綜自屏的工作接地中，單芯電纜需要與絕緣接地環網相連接，單芯電纜的橫截面街不得小于50mm2。絕緣接地環網再通過2根截面不小于100mm2的單芯電纜與整流區域的主接地網連接。最后通過焊接方式將扁鋼與電纜夾層內的支架相連接。

5結語

通過對變電整流電氣自動化系統的改善，鋁電解廠的運行水平得到了顯著提升，其運行以及維護成本大幅度地下降，鋁電解廠的效益得到了改觀，供電方面的安全性也得到了提高。參考文獻：

[1]國家電力調度通信中心.國家電網公司十八項電網重大反事故措施(試行):繼電保護專業重點實施要求[M].北京:中國電力出版社，2008

[2]黃成玉，張全柱.新型礦井供電自動化遠程監測監控系統的設計與實現[J].電氣應用，2012，9(4):84-88.

[3]張瑩.大功率電解電源及其監控系統研究與設計[D].中南大學，2008.

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關鍵詞 電氣工程；改造；自動化；趨勢研究

中圖分類號 TP 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)012-0124-02

發展是推動社會進步的根本要素，制定科學發展觀是促進我國國民經濟效益增收的最佳方式。工業經濟是三大產業的核心，決定了未來國民經濟的改革發展趨勢，搞好工業產業的內部結構模型是極為關鍵的。電氣工程是工業經濟的重點項目，對企業生產加工、系統供電、人機操作等均有較大的決定作用。經濟全球化發展以來，中國企業參與國際競爭成為了必不可少的趨勢，只有充分發揮本國經濟等方面的優勢，才能爭取創造更多的經濟收益。從社會主義科學發展觀角度思考，工業經濟改革也應朝著更加先進的方向邁進。實施電氣工程改造既可以提升電力行業的科技實力，也能為廣大用戶創造更加有力的條件。本文主要分析了電氣工程自動化改造的相關問題。

1 電氣工程及其自動化

電氣工程是現代科技領域中的核心學科之一，更是當 今高新技術領域中不可或缺的關鍵學科。例如正是電子技術的巨大進步才推動了以計算機網絡為基礎的信息時代的到來，并將改變人類的生活工作模式等等。從某種意義上講，電氣工程的發達程度代表著國家的科技進步水平。正因為此，電氣工程的教育和科研一直在發達國家大學中占據十分重要的地位。今后若干年內對電氣工程發展影響最大的主要因素包括以下內容。

1.1 信息技術

信息技術廣泛地定義為包括計算機、世界范圍高速寬帶計算機網絡及通訊系統，以及用來傳感、處理、存儲和顯示各種信息等相關支持技術的綜合。信息技術對電氣工程的發展具有特別大的支配性影響。信息技術持續以指數速度增長在很大程度上取決于電氣工程中眾多學科領域的持續技術創新。反過來，信息技術的進步又為電氣工程領域的技術創新提供了更新更先進的工具基礎。

1.2 操控系統

由于三極管的發明和大規模集成電路制造技術的發展，固體電子學在20世紀的后50年對電氣工程的成長起到了巨大的推動作用。電氣工程與物理科學間的緊密聯系與交叉仍然是今后電氣工程學科的關鍵，并且將拓寬到生物系統、光子學、微機電系統（MEMS）。21世紀中的某些最重要的新裝置、新系統和新技術將來自上述領域。技術的飛速進步和分析方法、設計方法的日新月異，使得我們必須每隔幾年對工程問題的過去解決方案重新全面思考或審查。

2 電氣工程的實際運用情況

電力是發展生產和提高人類生活水平的重要物質基礎，電力的應用在不斷深化和發展，電氣自動化是國民 經濟和人民生活現代化的重要標志。就目前國際水平而言，在今后相當長的時期內，電力的需求將不斷增長，社會對電氣工程及其自動化科技工作者的需求量呈上升態勢。電氣自動化用于工業控制系統，例如一條設備怎樣運行才能保證它能正常生產出合格的產品，現代工業不是全人工，靠人來操作，卻是由機器來制作，啟動機器，就會自己運行下去，機器之所以能自動運行，就是電氣自動化，所謂電氣自動化，就是利用繼電器、感應器等電氣元件實現順序控制、時間控制的過程。其他如一些儀表或伺服電機，能根據外界環境的變化反饋到內部，從而改變輸出量，達到穩定的目的。電氣工程的實際運用如下。

2.1 智能建筑

智能化建筑的發展必然離不開電氣自動化，隨著我國國民經濟的飛速發展以及數字電子化科技發展，高檔智能化建筑無疑已經成為當今建筑界的主要發展方向。自然達到合理利用設備，在資源方面，人力的節省就有了建筑設備的自動化控制系統。智能化建筑內有大量的電子設備與布線系統。這些電子設備及布線系統一般都屬耐壓等級低，防干擾要求高，是最怕受到雷擊的部分。智能建筑多屬于一級負荷，應該設計為一級防雷建筑物，組成具有多層屏蔽的籠形防雷體系。

2.2 凈化系統

凈化空調系統控制自動監控裝置，可以設計成單個系統的測量、控制系統，也可以設計成以數字計算機控制管理的系統。在溫度控制方面，凈化空調系統采用DDC控制。裝設在回風管的溫度傳感器所檢測的溫度送往DX一9100，與設定點比較，用比例加積分、微分運算進行控制，輸出相應電壓信號，控制加熱電動調節閥或冷水電動調節閥的動作，控制回風溫度應保持在18度-16度之間，從而使得潔凈室溫度符合GMP要求。

3 電氣自動化控制系統的設計

最大限度滿足生產機械和工藝對電氣控制的要求。生產機械和工藝對電氣控制系統的要求是電氣設計的依據，這些要求常常以工作循環圖、執行原件動作節拍表、檢測元件狀態表等形式提供，對于有調速要求的場合，還應給出調速技術指標。其他如：啟動，轉向、制動、照明、保護等要求，應根據生產需要充分考慮；在滿足控制要求的前提下，設計方案應力求簡單，經濟；妥善處理機械與電氣的關系。很多生產機械是采用機電結合控制方式來實現控制要求的，要從工藝要求、制造成本、結構復雜性、使用維護方便等方面協調處理好二者的關系；正確合理地選用電器元件；確保使用安全、可靠；制造美觀、使用維護

方便。

3.1 集中監控方式

集中監控方式不但運行維護方便，控制站的防護要求也不高，而且系統設計也很容易。但由于這種方式是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理，所以處理器的任務相當繁重，處理速度也會受到一定的影響。由于電氣設備全部進入監控，致使主機冗余的下降、電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經常不到位，這也會造成設備無法操作。這種接線的二次接線比較復雜，查線也不方便，而大大增加了維護量，還存在在查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。

3.2 遠程監控方式

遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用、節約材料、可靠性高和組態靈活等優點。但由于各種現場總線的通訊速度不是很高，使得電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所以這種方式大都用于小系統監控，而在全廠的電氣自動化系統的構建中卻不適用。

3.3 現場總線監控方式

目前，對于以太網（Ethernet）、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統中，而且已經擁有了豐富的運行經驗，智能化電氣設備也有了較快的發展，這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了堅實的基礎。現場總線監控方式使系統設計更加具有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣就可根據間隔的情況進行設計。這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監控系統通過通信線連接，節省了大量控制電纜，節約了很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。此外，各裝置的功能相對獨立，組態靈活，使整個系統具有可靠性而不會導致系統癱瘓。因此，現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。

4 電力系統自動化改造的趨勢

電力系統是由發電、輸電、變電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。電力系統可以的一次能源通過發電動力裝置轉化成電能，再經輸電、變電和配電將電能供應到各用戶。為了滿足城市現代化建設發展的需要，對電力系統實施自動化改造是必不可少的，其改造的主要趨勢包括以下內容。

4.1 功能多樣化

傳統電力系統的重點功能集中于發電、輸電，在傳輸期間對電能值大小的轉換缺乏足夠的功能。電力系統自動化改造之后，系統功能日趨多樣化，電壓轉變、電能分配、用電調控等功能均會得到明顯的改善，系統自動化狀態，符合了系統高負荷運行狀態的操作要求。

4.2 結構簡單化

結構問題是阻礙電力系統功能發揮的一大因素，多種設備連接于系統導致操作人員的調控質量下降，部分設備在系統運行時發揮不了作用。系統自動化改造后結構得到了充分的簡化，且功能也明顯優越于傳統模式，促進了電力行業的持續發展。

4.3 設備智能化

電力設備是系統發揮作用的載體，電廠發電、輸電、變電等各個環節都要依賴于設備運行。早期人工操控設備的效率較低，自動化改造之后可利用計算機作為控制中心，利用程序代碼指導電力設備操作，智能化執行設備命令，以逐漸提升作業效率。

4.4 操控一體化

當電力系統設備實現智能化之后，系統操控的一體化便成為現實。如：機械一體化、機電一體化、人機一體化等模式，都是電力系統自動化改造的發展趨勢。電力系統一體化操控“省力、省時、省錢”，也為后期繼電保護裝置的安裝運用創造了有利的條件。

5 繼電保護運用于自動化改造

除了對原始電能進行調控處理外，電力系統在各個環節和不同層次還具有相應的信息與控制系統，對電能的生產過程進行測量、調節、控制、保護、通信和調度，以保證用戶獲得安全、經濟、優質的電能。為了保證電力系統在穩定可靠的環境下運行，添加繼電保護裝置是必不可少的，其對電力系統具有多方面功能。

5.1 針對性

由于電力系統自動化改造屬于技術改造范疇，需要對系統潛在的故障問題檢測處理。繼電保護具有針對性的處理功能，可根據系統不同的故障形式采取針對性的處理方案。如：電力設備出現短路問題，繼電保護可立刻把設備從故障區域隔離；線路保護拒動作時，繼電保護可將線路故障切除，具有針對性的故障防御處理功能。

5.2 穩定性

繼電保護對電力系統的穩定性作用顯著，特別是在故障發生之后可維持系統的穩定運行，以免故障對設備造成的損壞更大。良好的運行環境是設備功能發揮的前提條件，如：繼電保護裝置能快速地切除故障，減短了設備及用戶在高電流、低電壓運行的時間。通過模擬仿真，保證了系統在故障狀態下的穩定運行，防止系統中斷引起的

損壞。

5.3 可靠性

對電力系統實施自動化改造的根本目的是滿足廣大用戶的用電需求，系統能否可靠地運行也決定了用戶或設備的用電質量。繼電保護裝置的運用為系統可靠性提供了多方面的保障，如：安全方面，強大的故障處理功能保障了人員、設備的安全；效率方面，多功能的監測方式可及時發現異常信號，提醒技術人員調整系統結構。

6 自動化改造中的在線監測系統

“狀態維修”技術憑借其獨特的功能優勢，在電氣設備維修時得到了充分的運用，促進了電力系統運行水平的改善。在線監測系統是電氣設備狀態維修技術的關鍵系統，技術人員根據在線監測系統顯示的數據可及時發現異常問題，引導技術人員盡快實施故障維修方案。

6.1 絕緣監測

電氣設備的絕緣性能關系著電力系統運行的安全性，對線路絕緣進行監測是狀態維修的重要內容。我國電網建設期間設計的絕緣監測系統多數是掛網運行的絕緣子，如：瓷、玻璃、復合絕緣子等，這些絕緣裝置會受到外界因素的變化而減弱性能，對絕緣元件積極配備監測系統可保證電氣設備的穩定作業。

6.2 雷擊監測

線路是向電氣設備傳輸電壓的載體，若輸電線路發生故障則會影響到電能的正常供應，不利于電氣設備的持續性運行。狀態維修方案中的在線監測系統需顧及到雷擊的危害，參照電氣設備的具體結構規劃雷擊監測系統。如：常用的雷擊監測方法是安裝避雷針或避雷器，電氣設備遭受雷擊前后可起到監測、保護的作用。

6.3 環境監測

環境對電氣設備或連接線路也有很大的影響，若不采取有效的措施保護電氣設備，則會造成設備的故障發生率上升。環境監測系統的主要監測對象是大氣溫度、濕度、二氧化硫等，當這些因素對電氣設備的性能造成不利影響后，監測系統會把異常信號傳遞給監控中心，警告技術人員盡快采取維修措施保護系統及設備。

7 設備狀態維修的輔助技術

電網改造工程的廣泛開展，使得國內電氣設備的功能日趨多樣，而相應的電氣設備的故障形式更加輔助，給設備維修人員的處理造成了很大的難度。隨著電力科技研究工作的深入進行，設備狀態維修引進了許多相關的輔助技術，降低了電氣設備故障維修的難度。

7.1 傳感技術

傳感技術是狀態維修時獲取數據的主要手段，維修人員將傳感器安裝于電氣設備，可定期接收有關設備的狀態信號，為異常故障的判斷提供了可靠的依據。此外，傳感技術可以擴大電氣設備的監測范圍，其對電網工程建設范圍內的任何區域的信號都能精準地捕捉。

7.2 傳輸技術

傳輸技術即“通信技術”，城市電網連接的設備數量、種類、型號等復雜多樣。狀態維修操作時需把電氣設備的異常信號快速傳輸給控制中心，以引導維修人員盡快制定出處理方案，如：采取GMS或CDMA系統或GPS全球定位系統進行數字傳輸。

7.3 處理技術

利用傳感器捕捉信號后，維修人員應對信號實施加工處理，篩選出最優價值的電氣設備感應信號，保證后期故障維修操作具有針對性。一般信息處理技術要借助于計算機平臺，憑借計算機強大的數據處理功能完成數據的收集、處理、分析等工作。

8 結論

總之，電氣工程是社會現代化發展的重點工程，關系著我國工業經濟及科學技術水平的進步情況。深入研究電氣工程改造及其自動化趨勢，是企業未來發展的必然要求。面對電氣工程自動化改造活動，企業應加強多方面的調控管理，確保改造工程達到預期的成效，提升電氣工程的運行水平。

參考文獻

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[2]梁小茹.電氣人員仿真培訓中培訓管理系統的研究[J].華北電力大學學報,2008,20(11):141-142.

[3]王邦志.電氣工程集中監控仿真培訓系統的設計與實現[J].電網技術,2004,15(8):66-67.

[4]付金山.國網電力動態模擬實驗室啟用[J].中國電力報,2009,40(18):77-78.

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1．電氣工程電氣自動化技術的現狀和發展前景

1．1電氣自動化技術發展現狀

得益于信息技術的飛速發展，電氣工程也通過運用計算機實現了自動化控制，因為有了計算機的幫助，人們能夠對每個工程環節進行監控。我國已經完成了電腦端對電氣工程的控制，這樣不僅可以提升電氣自動化的靈活性和直觀性，還可以加速完成集成工作。在微處理的幫助下，能夠通過計算機遠程控制功能傳輸測量控制儀表上的數據，進而建立電氣自動化控制系統［1］。

1．2電氣自動化技術的發展前景

隨著科學技術的不斷發展，許多技術都已經進入人們的生產生活領域中，電力企業需要將開發新型電力產品作為發展目標，努力研發電氣新產品，增加電氣產品的科技含量。因為市場經濟體制的波動，電力企業也要根據市場變化對電氣自動化進行開發，開展有計劃的研究工作，利用現有的配置和資源加快研發進度。電氣自動化系統的結構對于系統的運作具有決定性作用，通用化的電氣自動化系統可以保護企業網絡，以保證計算機能現場控制設備，順;利完成數據傳輸工作，提升電力企業的電力管理水平。

2．電氣自動化設計理念分析

電氣自動化設計理念主要是由現場總線式設計、遠程化設計和集中化設計這三部分構成，運作原理是利用處理器集中處理電氣自動化系統，這種方法可以減輕處理器的負擔，處理器也能運轉得更快。至于電氣設備的監控方面，因為需要同時監控很多設備，所以主機責任重大，同時也造成了工程成本的增加，只需要減少電纜數量就可以幫助主機減負。但是電纜長度太過也會產生問題，電氣自動化系統也會相應地降低可靠性和穩定性。系統“勞累過度”必然會帶來負面影響，那就是故障率的升高。但是電氣自動化理念可以讓這個問題得到解決，因此被大家廣泛應用。現場總線式設計理念應該會用在電氣自動化中，因為現場總線式網絡技術，能夠提高系統設計的性能，間隔不同就可以選用不同的功能，能夠滿足很多現實需求［2］。遠程化理念則適合于小規模的電氣工程，可以減少電纜的使用，工程成本也可以減少一些，電氣自動化的性能也比較穩定。遠程化設計和現場總線式設計理念的優點大致相同，可以減少設備的間隔距離，電氣行業對這兩種理念高度認可。

3．電氣工程中電氣和自動化的融合應用

3．1變電站自動化

電氣和自動化設計在電氣工程中的融合應用，不僅能讓電氣系統升級為計算機自動化系統，還可以優化電氣測量、繼電保護和信號管理等裝置。隨著時代的日新月異，科學技術也在不斷變化，電氣自動化能夠更好地適應時代和市場的需求。另外，在變電站融合應用電氣和自動化，還能實時監控通信、線路和技術，發揮出變電站實時監測、通信控制和電力測量的功能，促使變電站向著自動化和集成化方向發展，以保障電力的安全性和穩定性［3］。

3．2機電保護裝置

電力在運行過程中，如果發生供電系統無故斷電的情況，就要通過繼電保護裝置來發出事故警報，并自動切斷電路，這樣就可以預防發生更嚴重的事故，能夠確保供電設備的完整性。一般來說，這種裝置有兩種故障:拒動和誤動，而電氣和自動化在電氣工程中的融合應用，可以實時監測故障發生時的供電線路，并有效控制電氣系統的相關參數。這樣供電站就能準確掌握實際用電量，成功實現遠程控制的目標，供電系統發生任何問題都能感應得到，就可以避免發生誤跳的情況。另外，電氣自動化在繼電裝置中的融合應用，還可以自動檢查供電線路，出現問題就會自動切斷線路，能夠防止電力問題的惡化。

3．3分散測控系統

發電廠中最主要的系統就是分散測控系統，在分散測控系統中融合應用電氣和自動化，能夠及時報備每臺電力設備涉及的各種參數，通過研究參數就可以知道電力設備的運行狀態。如果設備無法正常運行或者出現故障，就可以直接向相關部門發送參數，讓他們根據參數判斷故障并及時檢修。在分散測控系統的輔助下，發電廠還可以檢測電氣生產階段，從而控制電力的生產質量。電力企業若想長久發展下去，就要在電氣和自動化兩方面下足功夫，加強研究電力裝置，確保電氣工程的安全和穩定［4］。

4．結語

綜上所述，電氣工程中的電氣和自動化融合應用已成為電氣行業的主流趨勢，也是技術和裝置進步的方向，能夠滿足電氣工程對自動化和智能化的要求，可以減少施工環節，優化人力和物力資源，降低成產成本，提高工程成效。同時也可以有效避免專業差異人員同時工作的沖突，保障電氣工程的質量。因此，工作人員應加強重視，繼續研發創新電力產品，以促進我國電氣工程的發展和進步。

作者:溫興棟 單位:溫州市龍灣規劃建筑設計院

參考文獻

［1］冷金剛．電氣工程中電氣和自動化的融合運用剖析［J］．中國住宅設施，2016，13(05):58－60．

［2］白先瑞．電氣與自動化在電氣工程中的融合應用研究［J］．同行，2015，17(09):34－35．

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關鍵詞：發電廠；電氣工程自動化

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：

采用微機保護測控方式使電氣進入DCS在技術上占有明顯的優勢,真正實現了分層分布并可以使電氣的全部信息量進入DCS,系統具有較高的可靠性和性價比,提高了電氣專業的自動化水平和電廠的安全運行水平以及競爭能力,值得大力推廣和應用。目前,發電廠機組的電氣進入DCS主要項目有發電機變壓器組、廠用電源設備、主廠房電機等的監控。有些工程的斷路器也已進入DCS并實現了電氣順序控制。電氣進入DCS從方式上講大多是將斷路器位置信號等開關量直接接入DCS的數據采集系統,電壓電流等模擬量通過變送器轉換成4～20mA電流后接入DCS系統。這種方式的缺點是:① 由于采用了變送器,二次接線復雜,造價高,抗干擾能力差,精度不高;②通過DCS采用專用硬件和軟件實現電氣邏輯,這些邏輯對速度要求較高時,加重了DCS負擔,代價大,并且由于DCS實現電氣功能的方式是I/O采集信號后通過主控單元完成算法,實時性較差,不易滿足電氣要求;③ 電氣控制依賴于DCS,沒有提升電氣專業的運行水平和管理水平;④投產初期由于DCS投入較晚致使電氣控制失去遠主控制功能;⑤增加了DCS硬件,沒有實現真正的分散控制。

1 發電廠廠用電電氣自動化的主要內容及特點

廠用電電氣自動化包括廠用電起動順序控制、廠用電配電系統微機保護測控技術,其設計思想是充分利用計算機計算速度快、信息存儲量大的優勢,實時采集各種運行信息并按預定的程序進行定值調整、跟蹤調節或按繼電保護和控制要求進行實時控制,各種信息和上級調度命令通過通信技術實現信息上傳或下發。

目前廠用電保護大多采用電磁繼電器,存在易受干擾誤動和維護工作量大的缺點,并且無法滿足功能保護的要求,將計算機技術應用于電力系統繼電保護自動裝置中,繼電保護使用的繼電器從電磁式到模擬靜止式、數據靜止式進而發展到以微機為基礎的全數字控制保護系統。它的可靠性的標志是分布式,即某個基本單元發生故障或損壞時,只影響局部而不至于引起整個系統的癱瘓。相對于常規保護而言,微機保護測控裝置的特點是:① 采用軟件實現保護算法,只要修改軟件就可以改變保護的特性和功能,便于修改,適應性強;② 具備保護、測量、通信功能,數據上傳,信息共享, 易于獲得如故障錄波、事故分析等附加功能;③ 可靠性高,實現常規保護難以做到的自動糾錯、自診斷、自動識別和排除干擾;④ 可直接安裝在開關柜上,耐震動,占用空間小,取消了從開關柜到控制屏的二次電纜,節省了電纜投資和施工費用;⑤可存儲多套保護定值和保護定值修改,方便快捷;⑥保護類型齊全,幾種保護可以合成在同一套保護設備里;⑦ 增強了管理功能,能方便的記錄歷史數據,如斷路器動作的次數及時間等,為設備檢修維護提供了參考數據。

2發電廠廠用電微機保護測控裝置

2.1 產品及功能

廠用電微機保護測控系統由冗余主控單元,接口轉換、廠用高壓變壓器保護測控、廠用高壓電抗器保護測控、高壓線路保護測控,高壓同步電機保護測控, 中高壓異步電機保護測控、低廠變差動保護測控、自起動過程控制等測控裝置構成,功能齊全,可以滿足實際運行需要。通過PLC編程它可實現簡單的防誤操作閉鎖并提高應用適應性。

以上各裝置均有通信、面板顯示、薄膜按鍵功能,裝置通信協議滿足站級總線要求,一般配有工業以太網接口,滿足用戶對通信的需求,還設有RS一232或RS一465接口作為當地維護接口,通過筆記本電腦或其他設備可使運行維護更方便。采用工業以太網具有適應性強、備品備件購備方便、便于工程后續維護的優點,隨著工業以太網的大量推廣,價格優勢也會更加明顯。

2.2主要技術參數

參數視不同產品有所不同,但主要參數基本相同。機箱尺寸符合標準工業機箱模數要求,總線不出主板,嵌入式安裝;保護、控制電源220V;額定交流電壓100V(線電壓)或57.5V (相電壓);額定頻率50Hz;保護、監控CPU采用32位芯片、14位或以上A/D采集芯片,監控CPU作為保護的部分后備;獨立的強電控制回路和防跳躍回路;機械性能、抗震動、絕緣、濕熱;沖擊電壓、電磁兼容均符合IEC及相應國家標準;測量精度:電流、電壓±0.2%;測量范圍:電流0～6A,電壓0～120V,頻率45～55Hz;工作溫度-15～+55℃;抗干擾、抗震、機械性能、絕緣等符合IEC有關標準及國家標準;開關量輸入:空接點220V;觸點容量:出口及報警繼電器長期接通220VDC 5A;通信接口Ethenet、RS-232各1個;通信介質支持光纖、電纜;具備多路模擬量輸入、開關量I/0、脈沖電度表接口;PLC編程功能。

3 廠用電系統自動化及接入DCS方案

各電氣自動化裝置安裝在對應配電裝置的開關柜上,可以通過通信技術將各個自動化裝置有機地組織起來構成完善的ECS系統,完成保護、測量、控制功能;保護測控裝置實時監測電氣回路的各種電氣量如電壓、電流、頻率、功率因數、有功、無功以及位置信號,并與直流監控及其它智能電器聯系,在電廠整個控制系統中,它的地位和DCS的遠程I/O是一致的,DCS可以實時監測電氣回路的各種數據,實現負荷的遠方控制、遠方信號復歸、遠方保護定值修改等功能。對于低壓重要回路如保安段、照明等回路,若低壓開關為智能型,則通過通信方式采集電氣量并實現遠方控制;對非智能型開關,則通過測控裝置采集電氣量并向開關送出跳合閘接點。對單元機組而言,鍋爐、汽機、發電機、廠用電系統作為一個整體,不單獨設置電氣操作員站,為便于繼電保護班了解設備運行狀況,必要時可在繼保班設置1臺只監不控的終端。將來對發變組保護、發電機勵磁系統、自動準同期系統(ASS)、自動電壓調整裝置(AVR),以及滅磁開關、發電機出口高壓開關等也可通過通信管理單元接入ECS,從而簡化DCS僅僅實現高層次的邏輯控制功能和數據管理,其它的操作邏輯均由電氣自動化裝置實現。

ECS系統采用標準通用的軟硬件環境和開放式結構,網絡采用Ethernet。Ethernet的網絡拓撲結構可根據實際情況采用星形網絡或總線型網絡等,上述結構的網絡在某一處結點故障時僅該點退出網絡其余結點不受影響,可通過以下2種辦法保證控制系統的實時性:即通過限制節點數目,使系統工作于輕負載的條件,或采用交換以太網技術,將有實時要求的域從沖突域分離出來,通過消除外來通信量來提高信息傳輸的效率。

與現有的電氣進DCS方式相比,通過采用微機測控保護裝置進入DCS具有以下優點:①電氣自動化設備分布于各電氣間隔,真正做到了分層分布,系統的可靠性極高;②保護、測控可在底層由各自動化設備完成,不受通信是否中斷的限制, 電氣系統可獨立運行,實時響應速度高,減少了DCS硬件設備,減輕了DCS負擔; ③ 數據交換由電氣信號變為計算機通信方式,抗干擾能力強,且耗用電纜少,節省從配電裝置到DCSI/O柜的大量電纜,敷設工作量及安裝工程費用相應降低, 根據變電站自動化實際經驗,綜合費用與采用常規方案相當, 系統性價比高; ④ 簡化了二次設備,系統清晰,方便運行和檢修;⑤改變了以往只有重要電氣量才進入DCS的狀況,真正實現了電氣自動化,提高了運行和管理水平,為減員增效創造了條件;⑥使電氣與DCS的控制水平一致,適應技術發展,電氣保護控制一步到位,避免了再次改造的浪費;⑦ 保護定值可通過遠方修改做到智能動態修改,提高了運行的靈活性及自起動的成功率。

4結束語

近年來電力自動化技術實用化程度不斷提高,尤其在變電站自動化領域, 電氣保護控制裝置發展很快,在發電廠內采用微機保護測控裝置構成更完善的分布式控制系統的條件已經成熟。

參考文獻：

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摘 要： 電氣自動化技術在電廠中得到了廣泛的應用，該技術憑借其高效率的使用性能對電廠發電模式的創新奠定了良好的基礎。文中從電氣自動化技術特點入手，分析了電氣自動化技術在電廠設備保護及常規控制中的運用，并進一步對電氣自動化在電廠中應用的趨勢進行了具體闡述。

關鍵詞： 電氣自動化技術；電廠；設備保護；常規控制；趨勢

隨著我國電力市場運行機制的不斷完善，電氣自動化化技術的應用范圍也在不斷擴大。特別是社會發展過程中對電能量需求不斷增大，為了能夠更好的滿足社會發展過程中對電能的需求，電力企業需要對自動化技術的重要性給予充分的重視，使其在電廠中得以廣泛的應用，為電廠安全、穩定的電能供應起到重要的保障作用。

一、電氣自動化技術的優點

1.1提升效率

電廠每年都需要將所生產的大量的電能進行輸送，但長期以來由于受制于技術的影響，電廠生產效率一直不高，生產過程中存在較大的損耗。將電氣自動化技術引入到電廠生產中，不僅能夠有效的提高電力生產效率，而且對電能生產量的增加也必然具有非常重要的意義。

1.2降低成本

在電能生產過程中，電廠需要使用煤、石油等作為燃料，但受于生產技術的影響，生產過程中對燃料消耗量較大，導致電廠生產成本增加。應用電氣自動化技術后，能夠充分的對燃料進行運用，保證燃料的充分燃料，不僅能夠有效的降低生產成本，而且對提高電廠經濟效益也具有積極的影響。

1.3技術革新

電氣自動化技術將計算機技術、電子信息技術、電氣控制技術等都囊括在內，而且這些具有較高實用性的技術廣泛的在電廠生產進行應用，有效的提高了電廠的技術水平，加快推進了電力行業生產技術的革新。

1.4優化資源

在電能生產過程中需要投入各種資源，這些資源的投入會直接關系到電能的產量。因此在實際生產過程中，可以充分的利用電氣自動化技術來對各項資源進行協調，充分的利用人機操作模式來降低勞動強度，并運用自動化生產模式來及時發現生產過程中存在的問題及進行有效處理。

1.5整合模式

電氣自動化技術的應用，使電廠實現了一體化操作，有效的擺脫了傳統的落后生產方式，而且電廠生產過程中也將多種先進技術有效的結合在一起，使電廠生產方案更具創新性，不僅電能產量得以增加，而且對電廠生產效益的提高也奠定了良好的基礎。

二、電氣自動化技術在電廠中的應用

2.1電氣自動化技術在設備保護中的運用

2.1.1聯鎖保護。電廠在正常運行過程中不可避免的會發生各種故障，會對電力系統正常啟動帶來較大的影響。針對于這種情況下，在電氣自動化技術應用過程中，可以采用聯鎖保護及時發現機電設備異常問題，并對故障部位自動切斷，通過自動跳閘來中斷故障設備及系統的運行，有效的實現對電力設備及系統的有效保護。

2.1.2繼電保護。在電廠運行過程中，為了能夠有效的實現對繼電運行的調控，可以將計算機與繼電器之間進行有效連接，建立自動化控制模式，可以根據熱工參量及電氣參量來對繼電器自動化保護進行準確判斷，并與電廠相配備的裝置進行有效結合，以此來構成保護回路，保證電廠生產的順利進行。

2.1.3防雷保護。雷電屬于自然現象，在電能生產過程中部分機電設備容易受到雷擊的干擾。因此可以在自動化運行模式增加對電力設備的防雷保護，在生產流程中增設防雷器，有效的提高電廠設備的抗雷擊性能，降低雷擊事故對設備帶來的損害。

2.2電氣自動化技術在火電廠常規控制中的運用

2.2.1就地控制。部分規模較小的電廠在生產控制中所需要的設備數量較少，但也需要構建綜合性的控制體系，并充分的利用自動化技術來實現對各電力裝置的綜合運用，這樣可以有效的避免設備單獨運行所帶來的不利影響。

2.2.2集中控制。對于生產規模較大的火電廠而言，生產的正常運行需要多種設備之間密切的協調，而在大型火電廠中的設備數量較多，要想處理好各種設備運行過程中的關系，對企業生產計劃而言具有較大的難度。而電氣自動化技術的運用可以有效的解決這一題，自動化技術能夠將鍋爐、汽輪機、發電機等火電廠中重要的設備進行合理的搭配組合，實現資源的優化配置，從而對電廠進行集中控制，確保火電廠的高效穩定運行。

2.2.3自動控制。自動化技術的運用可有效提高生產效率和質量，將傳統的人員控制改為自動化控制，可減少因人為操作失誤所形成的損失，自動化技術的操作控制，能夠最大程度的控制運行精度和質量。同時自動化技術的運用還能夠保證生產運行的安全性，降低生產難度，為電廠創造更多的經濟效益。

2.2.4故障控制。安全穩定運行是火電廠運行的重要保障，一旦設備出現故障，將會對火電廠造成嚴重的經濟損失，并且危及到操作人員的人身安全。自動化技術的運用能夠最大限度的降低故障的發生幾率，對設備的故障能夠進行有效的控制。利用計算機網絡技術，對電廠中各項設備的運行狀態進行實時監控，可及時了解各項設備的運行狀態，在發生故障時，能夠及時判斷故障點，并且發出警報，部分故障類型還能夠采取一定的保護措施，為電廠的安全運行奠定了堅實的基礎。

三、電氣自動化在電廠中應用的趨勢

3.1實現對廠用電氣全通信控制

目前電廠內的通信速度還無法有效的滿足系統可靠性運行的要求，在ECS和DCS系統之間還保留著一部分硬接線，這使電氣全通信控制還無法實現。針對于當前電氣后臺系統多數處于初級階段的特點，在實際工作中只能夠完成基本的運行監視功能，還無法實現控制邏輯及提高電氣控制系統水平的要求，因此需要解決好熱工工藝連鎖問題，加快推進電氣自動化對廠用電氣全通信控制。

3.2創新控制保護手段

傳統電廠中利用報警及連鎖作為對系統的控制和保護手段，而且在實際工作中只能實現超限報警及聯鎖跳機的波動性控制和保護。在電氣自動化技術引入后，可以充分的利用計算機保護技術來檢測和診斷系統的運營情況及故障，及時發現電廠設備中存在的安全隱患，并采取有效的控制和保護策略加以解決。同時也可以應用電氣自動化技術來進行維護和維修工作，將被動維修轉化為預防性維護和維修。

篇10

關鍵詞：城市排水泵站；電氣自控制；應用研究

隨著經濟社會的發展，很多領域都在使用水泵，尤其對于城市排水工程，泵站具有重要的意義，很大程度上提高了城市排水系統運行的安全性以及可靠性。現在我們國家城市排水泵站電氣自控制水平遠遠落后于國外在這方面做得比較好的國家，在排水泵站電氣控制方面的自動化程度比較低，而且很多城市排水泵站電氣自動化形態都是單級常規控制。排水泵站設備管理方面沒有形成普及化的網絡管理模式。所以，我們國家城市排水泵站要想實現可持續發展，必須在排水泵站電氣自控制方面有所作為，以適應新形勢對于城市排水泵站的自動化控制的要求。

1 城市排水泵站電氣自動化控制的必要性分析

隨著電子信息技術的發展以及計算機的普及，各行各業都進行了一次技術革命，極大地促進了經濟社會的發展。城市排水泵站也在信息化技術支持下，其自動化控制應用向前邁進了一大步，但是整體來看，我們國家城市排水泵站自動化控制技術的應用還存在著很多問題，很大一方面原因就在于城市排水泵站的自動化控制系統設計不完善[1]。由于剛開始對于城市排水泵站電氣自動化控制的研究來說，完全沒有相應的技術標準，而且沒有一定的實踐基礎，對于實際需求把握不夠，所以很多城市排水泵站的自動化設備在運行中出現了很多問題。比如許多泵站電氣自動化設備設計者都簡單地認為自動化控制就是利用計算機對設備的開關機進行操作，實際上，城市排水泵站自動化不僅是對設備開關機以及基本運行進行操作管理，還包括泵站勵磁系統開發、水利監控、繼電保護優化，甚至還包括經濟運行成果分析等方面的改進、完善。

綜上所述，城市排水泵站電氣自動化控制技術應用是一門綜合性較強的系統專業，其中涉及計算機技術、網絡信息化技術以及通信技術等相關技術。目前，我們國家城市排水泵站電氣自動化控制技術不夠完善，沒有相應的技術規范，缺少泵站自動化控制實際經驗，這樣的情況下，我們國家城市排水電氣自動化控制的應用就具有更重要的意義，它不只是泵站設備自動化操作、管理分析、設備軟件系統的建立完善、數據空定義以及信息化接口配置、協議棧優化等技術的應用與完善，還是城市排水泵站電氣自動化控制應用實現可持續發展以及滿足經濟發展要求的必要舉措。

2 城市排水泵站電氣自動化控制的應用研究

針對目前我們國家城市排水泵站電氣自動化控制技術落后的情況，提出泵站電氣自動化控制的設計思路，選擇排水泵站電氣自動化控制系統的執行模式，使城市排水泵站電氣自動化控制能夠更好地得到應用。

（一）改變城市排水泵站電氣自動化控制的設計思路

城市排水泵站電氣自動化控制應用是一門涉及很多技術，專業知識系統而龐雜的綜合性專業，所以在其技術設計階段，應該綜合考慮泵站實現自動化對資金投入、技術應用以及運行環境這三方面的具體實際要求[2]，這三個方面對于城市排水泵站電氣自動化控制影響重大，需要全面考慮，為提高泵站電氣自動化提供各方面的支持。

（二）從實際情況出發選擇泵站自動化控制系統執行方式

1、主機操控通信協議設備執行模式。城市排水泵站電氣自動化控制系統的執行方式中，有一種是主機操控通信協議設備，這種執行方式是由監控主機負責操控指令，主要就是對設備進行控制，但這種模式對設備通信協議方面的執行要求不高，其重點是對主機在適當的時間進行監控。分析這種模式的工作原理，可以發現，如果主機操控上出現問題，就可能嚴重影響傳輸指令，所以使用這種模式最重要的就是要嚴格選擇監控主機。

2、主機操控PLC通信協議設備執行模式。PLC即單片機技術，這種執行模式主要是把城市排水泵站自動化控制系統分成三個結構，將一種可以進行編程的單片機技術控制器以PLC作為控制節點，監控層下的通信監控通過以太網與單片機技術之間進行聯系[3]，這就使得該模式具有一定的局限性，存在很大的不足之處，那就是單片機技術與監控下層之間通信能力比較弱，選擇這種模式都是出于提高泵站設備運行安全性、可靠性的考慮，如果對通信傳輸速度要求比較高就不能采用這種執行模式。

3、主機操控RTU執行模式。RTU即遠方數據操控，這種城市排水泵站自動化控制系統執行模式的遠方數據操控具有繼電保護的功能，同時還具備控制器編程的功能。這種模式對于泵站設備的開關量輸入、輸出與模擬量的輸入、輸出等可以進行保護，除此之外，此執行模式中的以太網是操控主機的重要媒介載體，具有比較強的通信能力，所以主機操控RTU執行模式可以彌補以上兩種模式的不足[4]，但是存在著一個問題，這種模式需要大量的資金投入，所以城市排水泵站自動化控制系統要結合實際情況對于這種模式的應用應該做出合理的選擇。

結束語

綜上所述，城市排水泵站能否實現自動化控制應用，需要相關設計人員堅持科學、合理的排水泵站電氣自動化控制的設計思路，選擇實際可行、滿足功能的排水泵站電氣自動化控制系統執行方式，文章對三個模式的優缺點進行了詳細敘述，希望能夠對排水泵站電氣自動化控制系統執行方式的選擇有所幫助。城市排水泵站電氣自動化控制應用會隨著科學技術的發展進步逐漸成熟完善，為城市的發展提供更好的基礎設施支持。

參考文獻：

[1]王冰如.淺談城市排水泵站電氣自控制的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2011，（21）.

[2]張澤慧.城市下穿隧道泵站自動控制及遠程監控系統的研究和實現[D].西南交通大學，2011.