浅析电气自动化与电力发展

杨晓勇

摘要：我们国家的电力建设水平在不断的进步和发展，且已经在长期的发展过程中取得了长足的进步。在这样一个过程中，我们所关注的就是如何在提高配电网的自动化水平。作者如何将电气自动化应用到电气工程中展开了分析。

关键词：电气自动化；电气工程

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

0前言

经济增长带动基础产业的发展,电力行业的迅猛发展,其中电气工程自动化技术在电力行业中的重要性也是与日俱增。电气自动化技术作为当今最富有开发前景、最充满活力和最富有生机的综合性学科与众多高新技术的合成,应用非常广泛,几乎渗透到当前国民经济中的各个相关领域。

1 自动化技术在电力系统中的应用

1.1 电网调度的自动化

电网调度的自动化系统主要是由电网调度的中心服务器、打印设备、大屏幕显示器、工作站以及相应的计算机网络共同构成的，其实现自动化的方式就是通过电力系统专属的局域网将处于调度范围内的发电厂、下级电网调度中心以及测量控制设备等变电站终端实现有效连接。由此我们可以看出，将自动化技术应用于电网调度有着重要作用，主要就是能够实时评估电力系统的运行状态并根据所累计获得的数据来对电力负荷进行预测，在此基础上实现经济调度和发电控制的自动化，但是这样一种要求通常来说只在省级以上电网中予以要求。电力系统进行生产的过程中，要实时进行数据的采集和处理并进行监控，在获得数据支持的情况下对电网的运行状况和安全情况进行把握，尽力使其能够很好的适应现代电力市场的实际运营需求。

1.2 发电厂分散测控系统

发电厂分散测控系统在实际的应用过程中通常采取分层分布结构，其具体组成是以太网、高速数据通讯网、运行人员工作站、过程控制单元和工程师工作站。过程控制单元是由只能输入/输出模件与可冗余配置的主控模件共同组成，且主控模件又通过冗余智能输入/输出和输入/输出总线模式来进行通讯。其中过程控制单元是可以直接用于生产过程的，并直接接受热电阻、热电偶、电气量、开关量、脉冲量和现场变送器等信号，并在运算处理完成以后在对设备的运行状态和运行参数实现实时的显示、打印和信号输出，以此来直接驱动执行机构，最终实现生产过程的联锁保护、检测与控制。工程师工作站与运行员工作站提供的是人机接口，过程控制单元一方面是向运行员工作站发送信息，另一方面就是接受由工作站发送过来的指令，以此来作为操作人员提供监视和控制机组运行状态的方式和手段。而工程师工作站则是为工程师提供设置和修改系统组态的诊断方式和维护方式。

1.3 变电站自动化

在变电站中应用自动化技术的主要目的是取代电话人工操作和人工监视，并相应加强对于变电站的监控能力，与此同时还能够实现变电站运行水平和运行效率的提高。这也就是说，变电站中应用自动化技术的主要目的是为了全方位多层次的监视变电站中各种电气设备的运行状况，并实现有效控制。其主要的特点简述如下：以全微机化的设备来替代以往使用的电磁式装置，并实现了操作监视的计算机屏幕化，数据传输过程中尽量使用计算机电缆来替代电力信号电缆，实现自动化运行管理和统计记录。这也就意味着，变电站的自动化是电力现代化生产中一个不可获取的部分，也因其能够满足变电站的各种操作任务而成为了电网调度自动化中一个不可分割的重要组成部分。

2 计算机技术和电子技术的不断发展推动了电力系统的自动化进程

2.1电力系统的自动化进程

早在20 世纪晚期，单片机技术在世界范围内得到了较好的发展和应用，我们国家的电力系统也是在这一过程中实现了自动化设备的更新换代。随后就是PC 技术的引入、国产计算机的生产为变电站的综合自动化、电力系统的调度自动化以及电厂监控系统的自动化打下了相当坚实的基础。再次就是软件系统的开发和利用使得电力系统自动进行数据的实时采集、自动分类、有效汇总、准确分析和详细显示以及事故报警成为了可能。但是在这一过程中，自动化在系统结构、通信协议以及功能

等方面还是存在一系列的困难和障碍的，主要就是因为来自于不同厂家的设备与计算机之间难以进行良好而灵活的通信，这是因为设备与计算机之间利用的是星形点对点的连接方式，而这样一种方式实际上是一种运行速率较低的串并联并行的通信方式，不仅仅是设备本身缺乏必要的灵活性，系统自身的实时性也并不好。到了20 世纪晚期，信息处理技术、软件与服务器技术、高性能工作站以及高速网络技术等都得到了非常良好的发展，这样一些进步和发展都使得电网调度的自动化技术和水平达到了一个全新的台阶，产品也开始向分布式、开放式、智能化和网络化的模式和方向发展。这一时期中出现的产品在灵活性、可维护性以及互换性上表现出了比较好的适应能力，这些都是上一代产品无法相提并论的。到了近些年，嵌入式计算机、嵌入式以太网以及嵌入式高性能处理器的出现使得电力系统中的重要组件和成分又经历了以此彻底而关键的换代过程，同样在这一过程中再次实现产品性能的提高以及程序结构和硬件电路的简化，这样一来，设备处理信息的能力大大加强，功能进一步扩展而能耗却是一再降低。

3 基于IT 技术的电力系统自动化发展的热点与趋势

目前电力系统自动化多半都是由IT 技术发展紧密相关的，而未来的计算技术发展热点基本上就集中在以下三个点上：

3.1 电力一次设备智能化

一般情况下，电力系统中的一次设备与二次设备的安装地点之间要相隔几十米甚至是几百米远，两者之间的连接则是通过大电流控制电缆与强信号电力电缆来实现的。电力一次设备智能化就与这样一种状况有着较大的不同，在进行一次设备的结构设计时，往往是将常规的二次设备的功能时间实现了的，这样做的好处就是能够节约大量的控制电缆和电力信号电缆，在实际的应用中常常简称为一次设备自带保护与测量功能。

3.2 电力一次设备的在线监测

在发电机、短路器或者是变压器等一次设备中往往需要对其中重要的参数实现不间断的实时检测，这就要求不仅要能够监视设备的在线运行状态，还要能够对其中一些重要的参数变化趋势进行预测，并相应判断设备中故障发生的可能性，以此来延长设备的实际保养周期，也能够为电力设备从定期检修到状态检修的过渡提供必要的保障。

3.3 光电式电力互感器

电力互感器最重要的作用就是按照一定的比例将输电线上的大电流和高电压降低到设备允许的标准值，但是在这样一个过程中，电力互感器也表现出了非常明显的缺点和不足：①在电压等级较高的时候绝缘较难以实现，且相应的也会很大程度的增加设备的实际质量和体积；②互感器中输出的信号是不能与微机化计量即保护设备直接进行连接的；③电力互感器的信号动态变化范围比较小，这就会导致电流互感器在达到饱和状态时引起信号畸变的可能性比较大。于此同时，现今已经研制出的光电式电力互感器同样存在着较多的技术难题，如输出的信号有限、电磁绝缘性和兼容性有限等，当然，这样一些技术难题，也是光电式电力互感器在未来研究的主攻方向。

4 结束语

实际上，电网建设及改造的快速发展对配电网自动化水平的要求是非常之高的，在现阶段，自动化装置主要是根据布线逻辑和模拟电路为主来进行设计的，这样一种设计在切实减轻变电站工作人员劳动强度的同时还极大的提高了变电站实际运行的安全程度。总而言之，电气自动化在电力系统的经济效益和安全运行中都有着非常重要的地位。

参考文献：

1徐东海；中国新技术新产品徐东海浅谈电气工程中自动化技术的运用;2010年24期

2解乃嘉;电气工程中自动化技术的运用[J];科技资讯;2011年33期