机电一体化在电力系统中的应用研究

摘要：稳定的电力系统可以保障人们的用电安全。文章以机电一体化相关概述作为出发点，分析了机电一体化和电力系统之间的联系，并探讨了机电一体化在电力系统中的应用，以期为提高电力系统的智能化水平提供一些参考和意见。

关键词：机电一体化；电力系统；变压器；用电安全；智能化水平 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）19-0052-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.024

电力系统的稳定是保障人们用电安全的关键因素，随着社会经济的不断发展，电力系统机电一体化要求逐渐加大，电力系统智能化水平逐渐提高。因此，国家应该加强对电力企业的扶持力度，电力企业和发电站应该提升电气设备的机械化程度，加强对机电一体化人才的培养。电力设备的运用不仅可以大大提升电力系统的工作效率，还可以促使电力系统走向数字化、系统化、智能化、自动化，实现电力系统机电一体化。

1 机电一体化概述

随着科学技术的进步和信息技术在电力系统中的广泛运用，电力系统逐步走向数字化、智能化、系统化、机电一体化。技术和产品是机电一体化的两大核心内容。其中技术是指计算机技术、自动调控技术、机械技术以及其他新型技术的有机组合，这些技术的组合能够大大提高机电机械设备智能化水平。产品是指电器、电子零件品、机械设备等，比如办公用品类产品、家用电器类产品。机电一体化是现代信息技术的外在表现，是现阶段提高电力系统智能化水平的关键因素。随着机电一体化在电力系统中的广泛渗透，其作用和功能逐渐凸显，对于提高电力系统的智能化操作水平和保障电力系统的稳定性具有积极的影响。

2 机电一体化和电力系统分析

2.1 电气设备是机电一体化的产物

发电机、变压器是电力系统中的核心组成部分，是机电一体化的产物。其中发电机在电力系统中的功能是提高电气设备的工作效率。而发电机与变压器之间存在密切关系，将发电机输出电压进行调整的变压器，可以承担电能电压的负荷力，作为输电线路的重要部分。发电机、变压器、电动机、继电器和无功补偿装置等各种具有保护功能装置的设计、制造都离不开机电一体化。由此可见，电气设备是机电一体化的产物。

2.2 机电一体化在电力系统中占据主导地位

电力系统是一个系统化、科学化的系统，但是电力系统涉及的内容比较广，要想保障电力系统在实际运行与工作中的协调性，其难度系数较大。随着现代信息技术的不断发展，电力系统中的变电站、发电站、用户管理、输电配送网络管理等方面都在不同程度上用到了自动控制。例如生产中的自动检测、设置安全保护系统保护相关元件、运用计算机自动检测和管理用户用电情况、网络数据和信息的自动化储存和传输等。将现代信息技术引入电力系统的生产、运输与管理等各个环节，不仅可以提高电力系统的稳定性和安全性，还可以促使经济效率最大化的实现。

2.2.1 信息传输的自动化。发电厂、配电所、变电站和调度中心作为电力系统的四大核心要素，它们之间的信息传输是否准确和及时是影响整个电力系统安全与稳定的关键因素，因此做好电能在生产、传输过程中的调度、保护、控制、调节、测量工作是有效减少电力系统安全事故发生率的重要措施之一，也是提高用户用电管理水平的重要因素。将机电一体化与电力系统中的信息传输系统进行有机结合，不仅可以保证相关信息在第一时间传递给各个部门，确保信息的及时性和准确性，还可以实现各部门之间交流与沟通的智能化。这样一来，电力系统的运行效率和经济效率就会得到有效提升，电能运行质量也得到了保障。

2.2.2 反事故自动装置。作为一种事故报警装置，反事故自动装置可以在电力系统出现危急情况或者电气运行中出现故障问题时发出预警，使相关工作人员能够及时将事故问题进行解决和处理，从而有效避免运行中的安全隐患。反事故装置主要分为两种：一种主要作用于事故发生后；另一种可以防止事故发生。前者主要借助继电器的反应及时发现问题所在，从而帮助相关工作人员及时找到故障点，采取维修或者更换等方式清理故障，进而保障电力系统的稳定和安全运行。后者主要是借助运行系统安全保护装置维持电力系统的稳定性，一旦电力系统中出现故障，运行系统可以自动恢复到原来的稳定状态，防止电压出现震荡、崩溃等情况的发生。

2.2.3 供电系统自动化。供电系统在电力系统中的功能和作用是分配电力，电能从发电厂输出后，电力系统工作人员就应该实时监控每个区域供应的电能，实现供电系统的智能化。供电系统的自动化、智能化不仅可以为人们的生活和工作提供便利，还可以大大减少工作人员的工作压力，通过计算机管理系统实时监控电力系统的供电情况，代替以人工值班方式监控电力系统运行情况和供电系统供电情况，从而大大提高工作效率。

3 机电一体化在电力系统中的应用

3.1 机电一体化设备的应用

机电一体化设备是电力系统的中心框架，是电力系统的核心，在电力系统中起到稳定系统运行和提高运行效率的作用。比如变压器、互感器和其他自动装置等都是机电一体化设备的组成部分。其功能主要包括如下方面：一是为电力系统快速稳定运转提供源动力，保证电力系统稳定、安全、快速运行和工作；二是机电设备可以代替电力系统中变压器，可以自动调节电压输出功率，避免电路发生严重损耗和短路等现象。例如，在计算机系统中预先设置好变压器额定功率、额定电流、额定电压等指标系数，引入机电一体化自动控制方式，达到控制高压供电情况的目的；三是机电设备可以充当电力系统中的保护装置，不仅可以确保电力系统安全、稳定运行，还可以促使电力系统走向一体化、自动化、智能化。

3.2 技术的应用

将机电设备引入电气系统中，可以提高电力系统的运行水平。其技术的应用主要表现在以下两方面：

3.2.1 控制应用。为进一步促使电力系统经济效率最大化，并保障电力系统的稳定性，电力系统相关负责人就需要根据电力系统当前运行情况展开控制活动。电力系统在运行过程中，电压覆盖范围较广，每个区域的供电额度、输电情况等都需要工作人员全方位、多角度考虑与分析，并根据每个区域的实际需求量借助计算机管理系统进行协调分配和调度。由于电力系统涉及的内容较多，电力统计工作就比较复杂，其难度系数较大。基于这一点，加强电力统计工作的自动化和智能化分析就显得尤为重要。这就需要将机电一体化引入电力系统中，提高电力统计工作效率。比如，在电力系统中的主要环节中安置自动化检测与管理设备、电力智能化统计设备等，借助计算机管理系统实现电力系统管理、调度、分配工作的一体化和自动化，使总发电站、配电站、用户管理之间形成自动化可控网络，提高电力系统的运行效率。计算机管理系统可以实现电力系统的信息传输，还可以实现调度中心的自动化控制。调度中心在电力系统中的作用和功能主要是合理分配不同用电区域的用电额度、缩小服务距离，进而帮助相关工作人员在第一时间内了解和掌握每个区域的用电情况以及电力设备的使用情况，有利于调度中心工作人员根据系统显示情况统一开展调度工作。控制活动的开展不仅可以促使电力系统协调、稳定、安全运行，还可以大大提升输电线路运输效率，实现电力系统的自动化、智能化、一体化，促使电力系统经济效率最大化的实现。

3.2.2 保护应用。机电一体化可以大大减少电力系统中的安全故障，提高电力系统的安全指数。其表现主要如下：一是传统的控制方式主要是以人工监测方式为主，但是人工监测方式不能完全保障电力系统的安全性。以机电一体化代替人工监测，可以对电力系统实现远程监控，避免工作人员直接接触电力设备，从而降低安全事故的发生率；二是将电流保护装置、自动化调度保护装置、电线安全保护装置安装在电力系统中，可以保障电压的安全，减少电压出现短路、崩溃等现象。但是电路保护装置的安装工作需要建立在继电器稳定基础之上。继电器在电力系统中的作用是避免电路运输系统在电压出现短路时发生异常情况，进一步保障工作人员的安全。

4 结语

随着城市化脚步的加快，机电一体化渗透在生活和生产等各个方面。在电力系统中，无论是在电力系统运输管理方面，还是在信息传递方面，机电一体化的应用均较为广泛。换句话说，机电一体化在电力系统中的应用，不仅加强了电力系统的智能化和自动化，提高了电力系统的安全性和稳定性，还充分证明了两者相互促进的关系。在未来电力系统中，电力系统对机电一体化的依赖性将会增强。无论是在输电运输线路的管理方面，还是在用户用电管理方面，都会对机电一体化的需求大大增加，从而促使电力系统走向自动化。

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作者简介：李克基（1976-），男（白族），中国南方电网鹤庆供电有限公司助理工程师，研究方向：电力安全管理。

（责任编辑：蒋建华）