生产运行电力系统中电气自动化技术的应用

宋杰+周猛

摘 要：生产运行电力系统中电气自动化的技术的应用范围极为广泛，电气自动化技术的应用，对电力系统能否正常运行意义重大。为此，本文主要对电气工程自动化在生产运行电力系统中的作用、应用及发展进行了探讨。

关键词：生产运行电力系统；电气自動化技术；作用

一、电气工程自动化在生产运行电力系统中的作用

1、快速高效自动控制技术

系统在运行的过程中能够通特定的数据信息对相应的设备做出操作指令，发出的操作指令是能够即时到达的，由于如果设备不同的话，其设备的地址代码也不同，因而发出的指令十分准确，确保了精确操作，比起人工操作来说发生错误操作的概率是十分低的，因此该系统的操作是快速高效的自动控制技术，并且该自动控制技术具有十分良好的交互功能，其所具有的交互功能能够和控制中心进行数据信息的反馈，从而进一步确保了控制的精确和快速高效。

2、便于实现全过程全时段监控

自动控制技术的优势除了快速高效和精确之外，还十分便于实现全过程的全时段监控。人们所实施的电气工程是全天候24小时均需要不间断运行的，按照人们平常积累的经验来进行分析，在深夜等管理的盲区容易导致管理的疏忽，是电气故障的多发时段和区域，在这些容易发生故障的多发时段和区域，人们的传统的管理模式是难以实现全程的有效的监控的。而数字化的自动控制技术恰好弥补了这一缺点，可以对工程进行全过程全时段的监控，从而避免故障的发生，确保工程的正常运行，实现了对整个系统的高效、实时的控制和调配。

二、电气工程自动化在电力系统运行中相关技术应用

1、计算机技术

电力系统运行对于电气工程自动化具体技术的运用，呈现在计算机技术的应用方面。计算机技术作为当前电气工程自动化相关技术中最为主要也最为关键的技术，在电力系统运行的配电、变电以及供电等环节都有较为深入的使用。（1）就计算机技术中的智能电网技术而言，智能电网技术作为计算机技术中最为典型的技术，它在电力系统中的应用涵盖了供变电以及输配电等各个环节的电力工作，使电力系统网络实现了智能化的配网。（2）就计算机技术中的电网调动的自动化技术应用来讲，电网调动的自动化技术作为最主要的电力系统运行的自动化技术组成，通过对不同级别的电网进行自主的调动，将国家的整体电网设备极大地结合在一起，成为国家电力系统工作中的信息收集及有效监控力量。（3）变电站的自动化技术也在电力系统中得到了大力的应用，它通过应用计算机网络的数字化以及信息集成功能，极大地实现了计算机对于电力系统工作各项信息的记录以及整合分析。

2、PLC 技术

PLC 技术也是电力系统对于电气工程自动化的技术运用的重要方面。PLC 技术作为继电接触的控制技术和计算机技术二者进行结合的技术产物，它可以在工作过程中实现对于电力系统工作的各部分指令的自动编程以及信息记录和运算等，帮助电力系统实现了灵活运行以及较低能耗的工作状态。（1）PLC 技术用来帮助电力系统完成信息数据的采集、分析及整合以及转换和传递等工作，使电力系统实现了对于某些柔性操作的智能控制。（2）PLC 还应用于电力系统工作的顺序控制工作，它通过对电力系统运行中的单独模块信息进行控制以及对信息总线进行通信连接等，极大地推动了电力系统的相关工业的协调有序地生产。（3）PLC 技术还通过控制电力系统中的温度、压力以及流量等实施连续的模拟闭环控制，实现对于电力系统各个环路工作的有效调节。（4）电力系统对于PLC 的应用还体现在使用PLC 进行开关量的控制，通过PLC 对于输入和输出信号的通电以及断开控制，帮助各种生产工作实现了高效的自动化生产。

三、电气自动化的综合技术发展趋势

1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管

IGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时，模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在 模块化和复合化思路的基础卜，其发展便是功率集成电路 PIC（Powerl， lntegratcd Cirrrrcute）， 在PIC，不仅主回路的器件，而且驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起，形成一个整体，这可以算作第四代电力电子器件。

2、变换器电路从低频向高频方向发展

随着电力电子器件的更新，由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时，直流传功的变换器主要是相控整流，而交流变频船动则是交一直一交变频器。当电力电子器件进入第二代后，更多是采用PWM变换器了。采用PWM方式后，提高了功率因数，减少 了高次谐波对电冈的影响，解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。

1986年美国威斯康星大学Divan教授提出谐振式直流环逆变器。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上，电力电子器件是在高电压下进行转换的‘硬开关，其开关损耗较大，限制了开关在频率上的提高。而谐夺式直流环逆变器是把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上，使电力电子器件在零电压或零电流下转换，即工作在所谓的‘软开关状态下，从而使开关损耗降低到零。这样，可以使逆器尺寸减少，降低成本，还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此，谐振式直流逆变器电路极有发展前途。

3、通用变频器开始大量投入实用

一般把系列化、批量化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从产品来看，第一代是普通功能型U/F 控制型，多采用16位CPU，第二代为高功能型U/F型，采用32位DSP或双16位CPU进行控制，采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器.具有挖土机和“无跳闸”能力，也称为“无跳闸变频器”。这类变频器！目前占市场份额最大。第三代为高动态性能矢量控制型。它采用全数字控制，可通过软件实现参数自动设定，实现变结构控制和自适应控制，可选择U/F频率开环控制、无速度传感器矢量控制和有速度传感器矢量控制，实现了闭环控制的自优化。从技术发展看，虽然电力半导体器件有GTO、GTI、IGBT，但以后两种为主，尤以IGBT为发展趋势：变频器的可靠性、可维修性、可操作性即所谓的RAs（ Reliabiliry，Availability，Serviceability）功能也由于采用单片机控制动技术而得以提高。

四、结束语

综上所述，伴随着国民用电量的急剧增加，保障用电安全和质量成为了一个刻不容缓的问题，而电气工程自动化技术在这方面具有巨大的优势。在目前的电力系统中，电气工程自动化技术得到了一些运用，但其整体的水平还较低，还有很大的发展潜力，也有一些急需解决的问题。电力系统的自动化和智能化是其主要的发展方向，只有如此才能保证电力系统的稳定运行和健康发展。

参考文献

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