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關鍵詞:電氣自動化;數字技術;應用
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
引言
數字技術的應用對我國的經濟建設具有重要的推動作用,尤其是在工業生產中發揮了重要的作用,在生產工藝以及生產技術方面,成為創新的主要動力。數字技術的應用是與計算機技術相輔相成的,尤其是在工業電氣自動化的背景下,數據技術的作用更加的明顯。工業生產是我國經濟發展中的支柱性產業,所以工業生產的經濟效益直接影響到我國經濟建設的質量。數字技術的應用,是實現高速生產的保障,為了適應生產需要,數字技術具有較強的操作性,并且能夠針對實際問題進行更加深入的分析,提高生產效率。
1、電氣自動化中數字技術的意義
電氣自動化行業在國家經濟發展中發揮著關鍵性作用,不僅是科技進步的前提條件,而且還是產業化的依托。由于科技的高速發展,素質技術在自動化行業內得到大量應用,在具體應用中有較多特征存在,例如:良好的實踐性等。還且還能使自動化能力得到不斷提升。目前,在科學計算、人工智能機網絡通信等方面將素質技術的進行較多使用,使數字化技術與電氣自動化系統得到統一融合,能夠為計算機系統產生良好的輔助作用。在實際操作中,素質技術不僅能為計算機產生檢測、制造和管理作用,而且還能輔助計算機實施維護電氣自動化的作用。數字技術能夠使自動化設備的使用得到盡可能減少,有效提升活動的靈敏性,而且極為精準,能夠有機融合光纖網,使自動化的實效特征得到切實提升。其次,在電氣自動化中應用數字化技術,能夠將智能化使用和檢查得到更好地實現,有效提升通行水平,有利于決策的有效開展。除此之外,還能將標準化能力得到提升,確保構造非常的清除,降低了實際費用,使自動化的品質滿足規定要求。也就是說,將其與自動化相結合,使其在多項行業內獲取顯著的應用效果。
2、現代科技手段的發展離不開數字化技術
2.1、計算機技術的發展源于數字技術
現代工業生產流程大多數都經由計算機設備來操控,計算機技術的應用基礎就是數字化技術,最原始的計算機編程系統就是由二進制代碼構成的,要想保持計算機技術旺盛的生命力,就要不斷更新數字化技術,為計算機技術保駕護航。
2.2、行業間的廣泛應用
數字化技術的實質是利用外部信息與數字編碼之間的相互轉換,為人類的生活提供便利,提高生活的品味和舒適度。現代生活中數字化技術的應用比比皆是,電視廣播技術,通訊系統,數碼轉換系統,交通控制系統,安防系統等都是數字化技術的應用實例。數字化技術的原理是通過二進制計算方法實現數字0和1的簡單計算操作,轉換形式具有簡便性和多樣性的特點。
2.3、數字化技術改進了媒體存儲技術
數字技術也廣泛應用于媒體信息的大眾傳播過程中,人們對于文化娛樂方面的需求直接促生了媒體數字技術的發展,如影視和音樂的編碼制作,光盤的刻錄和壓縮等,較傳統的存儲設備而言,數字化存儲方式在保留了原始數據畫面和音質的同時,大大壓縮了設備的體積,提高了存儲設備的便攜度,并且大幅度擴充了存儲容量,滿足了人們的精神娛樂需求。
2.4、家電智能技術的改進
數字化技術的應用領域還在不斷擴大,現如今,越來越多的家電制造廠商開發和利用新型的數字化信息處理系統作為電器的中央控制系統,電器性能更加趨于智能化,操作也更加便捷化。
3、數字技術在電氣自動化中的應用優勢
3.1、安全性與穩定性
高數字技術獲得較快發展的條件和基礎是網絡與智能電氣系統的發展,應用該項技術能降低工業生產依賴傳統設備的程度,從而獲得良好穩定性。此外,該項技術中對先進器件的利用在較大程度上提高了電氣自動化安全性。像數字互感器與光纖?,F在數字技術在電氣自動化中已經具有一定規模和擴大態勢。1.2共享性與經濟性高電氣自動化運行中應用數字技術,不僅能確保機械設備的正常和自動運行,在信息通信上效果也很顯著。另外數字技術還有智能功能,在使用中可以編制統一性好和規范性強的標準,使結構簡潔,確保產品質量,也給公司降低了生產成本。在應用具有開放性數字系統時有利于對電氣自動化的創新,既表現出較強的共享信息能力,也能最大程度上提升運行效率。
3.2、邏輯性與操作性強
數字技術有較強邏輯性,具體表現是可以自我識別和判斷、流程自動化等。操作人員在使用外部相關輸入設備做輸入指令操作時,數字系統可以快速和精確地傳輸信息,并準確識別其中的數字量與模擬量。數字系統的所有操作都是輕松和便捷的,還能做到精確控制,所以可操作性強。
4、電氣自動化技術之中數字技術的應用
4.1、在現實中對智能終端技術進行運用
目前,工業電氣自動化中,數字化技術的應用會有一定的弊端存在,需要對其進行改進和完善處理,最主要的弊端則是較大的應用時限限制,標準統一規定方面有大小不一和標準衡量中存在著一定欠缺,且受到較低智能化水平的影響。所以數字化技術應用的主要方式則是分析和創新智能終端技術,是將光纖作為連接設備,運用智能終端自動化的收集和扣工資數據,雙重設備之間相互配合,其中一個用來對電力終端、遠程測控以及信號發送進行保護,另一個則是給跳閘實施雙重保護,使工業電氣自動化中數字化技術的智能型和可靠度得到提升。作為工業電氣自動化有效運行的主要條件,數字化程序接口的標準化產生一定作用,因此,能夠使個人計算機平臺的自動化問題得以改善,對企業事件相關電位系統與制造執行系統之間的連接產生有利作用。將TCP、IP作為通訊標準,在管理和控制自動化中使個人計算機形成一個接口。
4.2、注重程序化操作理念
之前,工業電氣自動化運用的數字技術上存在一定的缺陷,表現為:技術人員在下達相關命令之前,需將通過審核的數據進行存檔處理,實際操作時需要人工干預設置界面,而且還要進行多次的預演,一定程度上影響了電氣自動化功能的充分發揮。因此,注重程序化操作理念非常必要,這就需要數字技術對信息的處理更為準確、系統與綜合,進而全面將網絡技術與信息處理進行結合。
4.3、提高系統性能,加強操作管理
工業操作系統的性能是決定工程質量優劣的決定性因素,因此應該對工業電氣自動化中各部分的操作系統不斷進行優化和完善,使其能在沒有相關操作人員的管理下自行完成相關的識別、控制操作。眾所周知,操作管理是一個工程的靈魂,這同樣適用于數字技術。因此應該在傳送調度命令之前將通過審查的數據在電腦里存儲,在進行實際操作時,也應該事先進行人為的檢查各方面的工作情況,保證工程的萬無一失。
4.4、使用光纖連接
安裝在信息技術快速發展的電子時代背景下,光纖是數據傳輸最快,可靠性最強的連接材料。因此在工業電氣自動化中,利用光纖連接各端口,進一步保障數字技術在工業電氣自動化中的可靠性。在認證TCP/IP標準的情況下,同時要確保PC系統的自動化改良,有效地將MES系統和ERP系統連接起來,保障信息傳輸的質量和效率。
4.5、增加系統的穩定性
目前,大部分的工業電氣自動化控制平臺采用的是美國微軟的Windows操作系統。該系統采用數字技術開發研制,運用視窗的操作界面,提供的可視化操作較強。無論從前期準備、中期生產還是后期維護,其都會發揮著一定的作用。工業電氣自動化中就是將計算機技術和原有的相關技術結合起來,并使其相互滲透相互輔助,從而產生一種更為時效的、科學的計算機維護系統,確保工業電氣自動化運行的更為安全。
4.6、有效提升工作效率
數字技術的應用具有較強的邏輯判斷性,在工業電氣自動化生產中,如果出現程序上的失誤或者是人為操作失誤,數字技術會及時的發現,判斷出錯誤的運行程序,進而對其進行調整,保證生產的正常運行。數字技術具有較強的通信能力,減少了人力投入,降低工業生產的成本投入,有效的提高了工作效率,保障工業生產的效益。數字技術自省能力的運行,有效的降低了失誤的發生,在工業電氣自動化運行中具有較高的性價比。
5、結語
綜上所述,作為目前信息化發展中的一項高新就似乎,素質技術在工業電氣自動化領域中的應用越來越廣泛,因此我們應充分掌握現實應用中數字化技術的重要性,對應用理念及應用形式得到不斷完善,促使工業電氣生產實現數字化、自動化及智能化的預期目標。
參考文獻
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運行管理、記錄統計實現自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網調度自動化不可分割的重要組成部分,是電力生產現代化的一個重要環節。發電廠分散測控系統(DCS)。過程控制單元(PCU)由主控模件(MCU)和智能I/0模件組成。PCU直接面向生產過程,接受現場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關量、脈沖量等信號,經運算處理后進行運行參數、設備狀態的實時顯示和打印以及輸出信號直接驅動執行機構,完成生產過程的監測、控制和連鎖保護等功能。
2在建筑行業中的應用
隨著我國經濟的迅猛發展,建筑行業也迎來了發展的春天。電氣自動化技術以其智能、便捷、節能、降耗的特點,已與建筑設計逐漸融合,形成新型的智能化建筑,引領著建筑行業向高新領域發展。在智能化建筑中,先進的電氣設備和繁復的布線系統是必不可少的,通過這些設備和線路的相互配合,能夠實現辦公、網絡、保安等自動化操作,大幅減少了人力上的投入,同時提高了工作效率和準確性。
3在污水處理廠中的應用
伴隨著城市化進程的加化,現代城市的用水量急劇增加,污水量也相應了增加了,為了有利的保護人們的生活環境,近些年,國家加大了污水處理廠的建設,控制水體污染,實現污水的循環利用。為了實現污水處理的環保性,為了適應不斷增加的污水排放量,在很多污水處理廠選擇了使用電氣自動化處理線,電氣自動化控制污水處理線可以提高污水處理廠的處理能力,可以降低處理的運行費用,提高處理效率。因此,讓污水處理廠實行電動化處理過程,無論是社會效益還是經濟效益、生態效益都能取得明顯的收益。污水處理的自動化控制采用的是當前工業界最為流行的工業自控模式,這旨以開放的計算機網絡技術為依托,借助于PLC模塊來實現的。其系統的設計與實施遵守著盡量少用人值守的原則,還要注重系統的可靠性、先進性、靈活性與實用性。系統的可靠性是指工業控制系統的功能設計要可靠,盡量做到系統硬件簡單,但性能優良;先進性則是指其技術應符合當前自動化系統與污水處理系統的前沿技術要求;靈活性則是指在系統的升級、維護、擴展等方面要靈活度高;實用性則是指自動化系統的控制能力要做到適應性強,實時性強。
4在火力發電中的應用
關鍵詞:火電廠;自動化技術;意義;應用配置;前景
隨著時展,網絡、數字、信息化標志越來越明顯,電氣自動化技術也不斷發展。在這個發展過程中,電氣自動化技術在火電廠的應用力度加深,使得火電廠工作人員的勞動強度得以減輕,提升了火電廠生產的安全性與可靠性,對火力發電廠向著信息化與自動化方向的發展產生了很大的影響。
1電氣自動化技術的意義
電氣自動化技術在火電廠的應用,給企業帶來了不可估量的經濟效益:
(1)從減輕工作人員勞動強度。其通過網絡化、數字化、信息化三個方面對工作環境進行集控管理,比如,可以為企業精準地提供電量日報表、檢修維護表等各類報表,可以實現維修養護的功能,保障電動機健康運行,在很大程度上減少了工作人員的勞動量。
(2)降低事故發生概率。電氣自動化系統除了側重對火力發電廠自動化的監控,還具有信息收集、信息整理、信息備份等功能,其監控設備能及時上報設備的預警信號及動作事件異常等情況,從而為設備維修提供準確的依據與參考數據。這使得操作事故、危險事件等被扼殺在搖籃之中,降低事故發生率。
(3)降低成本。電氣自動化生產技術的應用,使發電所需的燃料能得以更充分地燃燒,改善了傳統發電技術中對煤、油等原材料的高消耗、低利用情況,降低了生產成本。
2監控系統存在問題以及完善措施
國內的火電廠對于監控系統的完善相對而言還是比較落后的,主要設備采用的中央信號光子牌。這樣的監測設備對于故障信息的監測需求難以滿足,從而在很大程度上限制了火電廠設備的運行以及使用,也使生產效率降低,安全性得不到保障等等,實際生產過程中極易發生問題??刂葡到y本身也存在一些缺陷,在多數發電廠內,升壓站還采用著傳統的按鈕進行生產操作,工作時間過長會使按鈕產生磨損等問題,導致操作失敗的情況出現,引發操作事故。并且公用操作系統是由機組工作人員進行輪流操作,也無法納入DCS系統中,容易疏忽,導致發生操作事故。電力自動化技術對火力發電廠整個生產過程實行有效的保護與監控,還可以交換數據,讓火力發電廠實現信息化管理與控制,從而完善其控制系統。
3應用配置
3.1I/0集中監控方式
電氣自動化系統的通信帶寬一般都達到10Mbit/s以上,使用雙絞線、光纖等介質進行信號傳輸。I/0集中監控方式作為電氣自動化技術在火電廠中應用的主要控制方式,是通過硬接線電纜與集控室DCSI/0通道相連的方式實現DCS對全廠電氣設備的監控。對于低壓廠與高壓廠用電這兩種情況,I/0集中監控方式會對前者使用UT-993低壓變保護測控裝置進行監控;而對后者則使用UT-9921綜合保護測控裝置。
3.2遠程I/O方式
這種監控方式主要是針對較遠的現場設立監控系統,通過采取硬接線電纜與采集柜相結合的方式實現對電氣設備的監控。這種監控方式主要利用雙絞線進行信號傳輸,這樣可以節約大量的電纜及安裝費用。
3.3其他方式
在火電廠電氣自動化系統應用配置中,除了I/0集中監控方式與遠程I/0方式兩種主要方式外,還涉及到站控層、網控子系統等方面技術的相關應用。火電廠后臺采取的雙操作員類型的監控手段就是針對站控層,其可以很好地保護管理、維護系統、分析故障等,通常是在站控層內設置一套UT-2000綜合操作系統(如圖2所示)。而網控子系統采用66kV以上電壓等級線路配置方式,并配置UT-600系列控制裝置。
4電氣自動化應用存在問題
(1)監控系統電源安裝問題。對于火電廠而言,其電氣設備數量比較多,安裝的位置也較為分散,而電源又是保障電網安全經濟運行的關鍵。因此,在對監測系統的主要設備進行安置時,需要根據相關的國家技術標準進行安裝。當前一些火電廠監控系統的電源設置缺乏可靠性和靈活性,可以利用雙電源和無擾切電這兩種模式操作,方便且經濟合理。
(2)監控系統開關控制問題。目前在一部分火電廠中存在片面追求經濟實惠而節儉開支的情況,監控系統開關連接太過簡單,接線數量又過多,容易出現問題。
(3)自動化系統有限選擇問題以及收集信號的篩選問題。在自動化系統有限選擇方面,對監控系統與自動化系統進行相關調節時,自動化應占主體地位,監控為輔。在對收集起來的信號進行篩選方面,在火電廠電氣自動化系統中,通常采用的分析方法是對事件與事故進行記錄,該方法會受到采樣的速度以及電機內存的影響,記錄的事件與事故達不到分析要求的波形,最終造成信號收集重復進行,對布置電纜也會有一定的不利影響。
5結語
利用電氣自動化技術可以快速、準確地收集電子設備的信息。電氣自動化系統的有效運行,要求電氣自動化技術與網絡通信技術的持續革新。參考文獻
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【關鍵詞】電力系統 電氣自動化技術 應用
【中圖分類號】TM76【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158(2013)02-0285-01
引言:近年來科技的大力發展,使得電子信息科技的價值被廣泛關注,國家各項事業建設都將高科技信息技術作為推動發展的主要手段。自動化技術在電力系統中應用,使得電力系統的整體運行狀況都得到了大幅度的改善。
一、電力自動化技術在電力系統中的作用
電氣自動化技術在電力系統工作中的各個環節中滲透,使電力系統逐步擺脫了電力運行中人為操作的局面,給電力系統的整體運行面貌帶來了質的改變。具體來講,電氣自動化技術在電力系統運行中的應用主要涉及到以下幾個方面:
1.電氣自動化幫助科研人員開展實時仿真工作。使用電氣化驅動技術,可以在更大程度上實現暫時狀態和穩定狀態的同步存在,這使得同步實驗成為了可能。為系統運行提供了大量的精確數據,增加了實驗的精準度。在這種仿真的環境中,工作人員可以進行更多的電力裝置測試,有助于幫助科研人員建立起一個混合型的實時仿真實驗室[1]。
2.實現了電力服務的智能化。當今時代,幾乎每個行業都離不開電力的使用,失去電力系統的支持,許多行業將陷入癱瘓的境地。電力的廣泛使用對電力系統的安全性和自動化程度都提出了極高的要求。電氣自動化相關技術是電力系統智能化的重要組成部分,能夠幫助工作人員更精確地進行系統運行設計工作,并能代替人力做到更精確的系統運行故障分析。這種智能化的控制方式,使得電力系統的運行更加高效準確。這種高度安全的自動化運行體系,使電力系統的服務能力邁上了一個新的臺階。
二、電力系統運行中主要用到的電氣自動化技術
電氣自動化具體技術,可以代替人力完成對電力系統某些功能的控制,減少了人為干擾對電力系統運行的不良影響。具體而言,電力系統中應用到的電力自動化相關技術主要分為兩大方面,計算機技術和PLC技術。
1.計算機技術的應用。計算機技術是電氣自動化相關技術中最主要的技術,其應用涉及到電力系統運行中的配電、變電、供電的各個環節。(1)智能電網技術是計算機技術中較為典型的技術。它在供變電和輸配電中都得到了廣泛的應用,是實現智能化配電的關鍵部分。(2)電網調動技術是計算機技術在電力系統的應用的又一杰出代表,是電力系統自動化技術的主要組成部分,能夠完整對國家電力系統中的信息收集工作,并實現對國家、區域、省、地、縣不同級別的電網的自主調動,有了它,國家的整體電位設備都被結合在一起,是國家電力系統工作中的有效監控力量[2]。電網內的其他組成部分如服務器、變電站終端設備、顯示器、打印設備等,都被連接在電力系統的專用廣域網中,實現由計算機的統一調配控制。(3)計算機網絡的信息化技術能夠對電力系統的信息進行集成,實現對電力系統各項運行中的各項工作信息進行記錄和整合。
2、PLC技術是電氣自動化技術在電力系統中應用的重要組成部分。該技術是繼電接觸控制技術和計算機技術結合的產物。其在電力系統中的應用實現了對電力系統工作指令的自動編程和信息的記錄和運算,降低了電力系統運行中的耗能狀態,使得電力系統運行更加靈活。(1)PLC技術在數據的采集、分析、整合以及轉換、傳遞方面具有優勢,將其吸納到電力系統中的某些控制應用中,可以實現對某些柔性操作的智能化控制。(2)PLC通過對電力系統中的單獨模塊信息進行控制,以及對信息總線進行通信連接兩項功能,實現對電力系統工作的順序控制,極大地推動了電力系統相關生產過程的協調化。(3)PLC技術特有的模擬閉環控制,有效地調節了電力系統各環路的工作狀態。PLC可以實現對數字量和模擬量之間的D/A、A/D轉換,這些都通過PID模塊實現,實現對壓力、溫度、流量等的持續控制[3]。(4)PLC通過對輸入和輸出信號的通電以及斷開控制,可以幫助各種生產過程實現自動化,電梯運行的控制和機床電氣控制都是這類應用的結果。將其應用在電力系統,實現對電力生產過程中的開關進行邏輯控制,輸入和輸出的點數可以隨意擴展,不論是十幾個還是成千上萬個,均可以不受限制地自動化控制,節省人力,提高效益的作用十分明顯。目前,在火力發電系統中采用的多為順序控制和開關量控制兩種。
三、電氣自動化綜合技術在電力系統中的應用發展趨勢
新的電氣自動化技術對現代化的計算機技術實現更高程度的應用,使得電氣自動化技術在電力系統中的應用體現出一種普及化的狀態,具有代表性的是IED電力自動化技術。該項技術可以實現各個廠家對管理信息的共享和操作,是一種性能優良的電氣綜合自動化系統,為了規范這一系統的應用,國際上對這種自動化技術的應用出臺了一些特定的使用標準。我國的研究人員在推動電氣自動化的應用中主動將這種技術向國際標準靠攏,以便該項技術的應用和推廣有一個更好的前景,目前已經按照IEC61850標準開始了電氣綜合自動化系統的研發。另外,電氣自動化技術在電力系統中的大規模應用,也必將推動以計算機技術為代表的現代信息及通信控制技術在智能控制工作中的應用進展,構成國家電力系統控制的主干。未來,多媒體、計算機、通信等技術也都將被吸納成為現代電氣自動化技術的一個重要組成部分。這些技術的綜合應用也必將推動計算機技術在電氣自動化控制中的應用更加深入。
結束語:電氣自動化技術在電力系統中的運用起到了助力作用,在自動化技術的支持下,電力系統的運行效率更高,服務質量得到了提升??萍际堑谝簧a力的優勢在電力企業中得到顯現。隨著科技的進一步發展,這些高端的信息科技產物也將在未來得到更為完善的應用,從而為我國的基礎事業發展提供更大的助益。
參考文獻
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關鍵詞:電氣自動化;數字技術;試驗方法
1 電氣自動化中數字技術的重要性
從近年來數字技術在電氣自動化中的應用效果來看,該技術的應用不僅減少了自動化工作自身的危險性,同時也提升了工作效率,側面提升了企業的經濟利益。截波沖擊、局部放電等,是電氣自動化工作中比較常見的實驗方式,并且這些實驗都需要在250kV的環境下進行,具有較高的危險性,威脅到工作人員的生命安全。但是隨著數字技術的不斷發展,類似實驗的危險性被大大降低,保證了工作的安全性。從宏觀的角度對數字技術在電氣自動化發展中的重要性進行分析可發現,其對穩定控制平臺有著至關重要的作用。許多自動化控制平臺都依靠數字技術作為系統的基礎,與之前的操作系統相比,數字技術模式下的控制平臺操作更加簡潔、平臺穩定性優良且操作指令比較全。通過實踐證明,類似操作系統即使長時間循環工作,也可以保證自動化控制平臺的穩定性。除此之外,數字技術的應用還可以提升控制過程效率,使總、分線中的控制系統可以有效的對各式信息進行處理,將搜集到的設備運行過程中所產生的參數應用到自動化中,減少設備監測工作人員的工作量,同時也可以控制自動化運行狀態,在設備出現異常運行時,第一時間采取措施對異常參數進行控制,不僅可以提升系統運行的穩定性,還可以提升工作效率。
數字技術需要依靠計算機系統作為基礎,操作簡潔、邏輯性強,與傳統自動化相比具有更好的穩定性與安全性。通過計算機編程技術將指令輸入到代碼中,便可以自動運行自動化系統。該技術中具有一些數字電路,這部分電路可以對指令進行識別,而且指令可以通過設備這一媒介進行傳輸,配合計算機的觸屏技術來實現便捷化操作,可靠性較強。
因為數字技術的開發與應用都要依托計算機與互聯網,且目前數字技術與智能化沒有必然聯系,所以將數字技術應用到電氣自動化時可以最大限度的減少傳統生產設備的使用量,使生產生設備更加精簡,操作更加簡便, 除去了不必要的生產環節,從而提升了生產效率。隨著光纖技術的發展與應用,使數字技術在電氣自動化中的應用更加安全。據不完全統計,數字技術在電氣自動化中的應用率已經超過78%,且這一數字正在逐漸增長,可見其實用性。
2 數字技術在電氣自動化中的試驗措施
作為不具有破壞性的試驗――局部放電試驗,在試驗中目前采用的有兩種試驗方法,第一種試驗方法是將工頻耐壓作為預激磁電壓,將其電壓值降低到與局部放電試驗的電壓值相同的狀態下,經過幾分鐘,在進行局部放電量的測量。第二種方法是使用變壓器,將Um作為預激磁電壓,同樣將其電壓值降低到與局部放電試驗的電壓值相同的狀態下,經過30至50分鐘的時間,對局部放電量進行測量。在局部放電量的測量中,必須避免試驗周圍的噪音污染,對電源局部的其他放電量也要進行及時的隔離。在局部放電試驗中,放電量的多少和接地電極表面的場強有直接的關系,而和電源頻率沒有任何關系。截波沖擊試驗在試驗過程中必須與全波沖擊試驗的一些儀器交替進行,才能確保試驗的順利進行和試驗結果的準確性。
作為高壓試驗的主要儀器――高壓試驗變壓器,其在發展過程中,主要應用于發電廠、供電單位和科研部門等,這些單位主要是將高壓試驗變壓器作為交流耐壓試驗的基礎設備來使用的。目前在高壓試驗中主要應用的高壓試驗變壓器有YDQ充氣式高壓試驗變壓器、絕緣筒式試驗變壓器、變頻串聯諧振試驗變壓器等。
在電氣自動化中進行科學有效的試驗可以提高電力系統運行環境的安全性、可靠性。高壓試驗與普通的電氣試驗相比,具有特殊性和危險性。在高壓試驗中必須做到以下三點:
1、高壓試驗過程中,試驗場地必須具備一定的安全措施,避免觸電現象的產生,在一些試驗場地必須有專業人員進行查巡。
2、在電力設備進行加壓時,必須對接線進行詳細的檢查,確保其正確性;加壓過程中必須禁止人員的接近,才能確保試驗設備加壓的正常運行。
3、在高壓試驗結束后,必須切斷試驗設備的接地電源,避免觸電事故的發生。
在電氣自動化高壓試驗中要擴大其數字技術的應用范圍,確保高壓試驗的安全性。數字技術在電氣自動化高壓試驗中主要應用于計算機輔助測試系統、計算機控制等方面,利用數字技術對試驗數據進行分析、修正,這樣能夠增加試驗結果的準確性。對高壓參數和大電流參數的進行試驗可以采用小型的計算機測試系統,增強測試參數的準確度。數字技術的應用可以有效地提高高壓試驗設備的安全性,降低工作人員的操作難度,保障試驗中工作人員的安全。
3 數字技術在電氣自動化應用中的創新
1、采用光纖連接,實現就地化的安裝。 在電氣自動化的實踐中,可以采用光纖進行連接,通過智能終端和間隔層對數據進行采集和控制,這樣可以進一步增強數字技術在電氣自動化中應用的可靠性。此外,電氣自動化的優良運作還需基于標準化的程序接口上,因此PC 平臺自動化的解決便顯得尤為重要,它將有利于ERP 和MES 的系統連接,而將TCP/IP 作為辦公環境通訊的標準,便能有效地解決這一問題。這樣,更加標準化的程序接口便可以用來滿足用戶需求,例如軟硬件產品數據的交換,并在一定程度上,優化了智能結果,且提高了通訊的質量。
2、GOOSE虛端子的運用。 GOOSE 虛端子理念的提出和運用,是設計和裝置上的革命。①GOOSE 虛端子改良了二次回路,使得工程調試既便于理解,又方便運用;②GOOSE 技術對電氣自動化的作用于智能終端和測控裝置間信息交互上可見一斑,它能有效地控制全站線路、母線、開關和主變等,并能開啟跳合閘功能,從而保護測控遙控裝置及使用聯閉鎖的間隔層;③GOOSE 對傳統二次回路的改良與替代,主要依靠于其本身的系統設置如更高效的智能本體終端,它使得信號管理、溫度調試和信號的管理等非電量信息得到更為便捷的操控;④MMS 網、GOOSE 網采用雙網配置,簡潔方便,結構清晰,層次分明,將相關接口組屏進行集中。通過MMS 網對各IED 與主機之間的通信管理,以實現GOOSE 跳閘保護、測控遙控及聯閉鎖。
3、加強程序化的操作理念。執行力向來是各企業都在強調的軟件能力,數字化也亦然。在調度命令下達以前,還有部分的前期工作需要完成,例如核實之后的票據需要先存入電腦中,實際操作來臨時,還需設置人工的預界面,進行諸如閘刀、開關等設備的確認設計。這有利于不斷完善系統的應用功能,更可明朗電氣自動化信息化、開放化的未來。在現代社會,數字化技術在電氣自動化的應用越來越廣泛,作為目前信息化發展中的高新技術產業,因其與居民的日常生活氣息相關,其重要性也表現得越來越突出。
4 結束語
綜上所述,隨著社會的發展和科技的進步,在電氣自動化的發展領域里,數字技術應用的范圍越來越廣泛,但在其發展過程中還存有一些問題,這些問題的存在嚴重阻礙了數字化技術的發展?;诖?,我們必須做好電氣自動化數字技術的創新工作,必須加強程序化操作意識、智能終端的引入及GOOSE虛端子概念的加強等,才能提高電氣自動化的技術水平,才能促進電氣自動化行業的快速發展。
參考文獻
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關鍵詞:電氣 自動化控制 智能技術 應用
中圖分類號:F407.6 文獻標識碼: A
正文:
隨著社會和科技的發展進步,人工智能技術的應用領域和范圍也越來越為廣泛。對它在電氣自動化控制系統中的應用上,許多高等院校及科研機構也開展了一系列的研究活動,如將智能技術應用在電氣產品的優化設計中,或者用于預測和診斷電氣系統的故障,還或者用于電氣系統的控制與保護等相關領域。
1 智能技術的內涵特點
1.1 內涵
智能技術,也稱作人工智能技術,主要意思是指,以探索有關人類智能的理論為基礎,并對探索得到的理論進行實踐和模擬,進而研究出一種新的技術手段,這種新的技術手段就是人工智能技術。從本質上來說,人工智能技術僅僅只是計算機技術的一部分,目的是為了實現智能機的生產,就我國目前的智能技術研究情況來看,機器人與專家系統兩大領域是人工智能技術的主要研究方向。一般來說,人工智能技術所研究的問題都是復雜性的思考類問題,它可以模擬人的大腦進行思考活動,對所面臨的問題進行思考,通過對搜集到的信息的研究分析,得出相應的解決辦法并作出動作回饋。正是因為智能技術具有了模擬人腦的特點,所以當前大多數行業都將它看做了實現行業自動化的一個主要手段。
1.2 特點
首先要清楚的是,智能技術僅僅只是計算機技術的一個組成部分,它隸屬于計算機領域,所以,該技術只能隨著計算機技術的不斷發展而產生。其次,該技術依附于計算機技術,但有別于基本的計算機技術,它具有一些較為突出的特點,如代替人腦思考活動、利用計算機編程系統來收集信息、識別信息,并對信息進行分析,制定出問題的處理方案等 ;再次,如果將智能技術應用到電氣自動化行業中,不僅可以提高電氣計算的精確性,還可有效降低電氣施工成本,為企業創造更大的經濟效益 ;最后,如果在電氣自動化中引入智能技術,那么最能發揮出該項技術實際價值的部分是人工智能控制器。
2 智能技術在電氣自動化控制中的應用
智能技術是行業實現自動化的一項重要手段,尤其是在電氣行業。為了實現電氣生產、管理的自動化,相關人士將智能技術引入到電氣行業中,用智能技術來優化電氣設備功能,精化電氣操作,切實實現了電氣行業的自動化。下面對智能技術在電氣自動化控制中的應用情況加以論述。
2.1 智能技術在電氣設備的中的應用
眾所周知,在尚未產生智能技術之前,幾乎所有大型設備在運行時都是需要人工操縱的,電氣系統中運行著的各項設備也是如此。而鑒于電氣系統的正常運行需要牽涉到各個專業的學科知識,所以系統對操作人員的綜合是素質要求很高,間接的,高素質人才的聘請會消耗企業一筆不小的開支。而在智能技術產生并得到應用之后,以前需要人工操作的工序現在在智能技術的控制下可自行操作,不僅實現了電氣設備的自行化運行,從根本上提高了設備的運行效率,還從根本上降低了勞務人員的開支成本,為企業創造了更大的社會經濟效益。
2.2 智能技術在電氣控制中的應用
電氣管理控制工作是電氣系統運行中的一項重要工作,對保障電氣系統安全、穩定運行有著重要作用。對于電氣行業來說,如果電氣控制過程也能實現自動化,那么所獲得的利益將不再是保障系統正常運行那么簡單,還包括降低勞務成本,節省企業人力等多方面的好處。事實上,如果電氣控制過程要實現控制自動化,必然也要應用智能技術。電氣控制中常提到的模糊控制,神經網絡控制便是智能技術在電氣自動化控制中的兩種主要表現。
2.3 人工智能技術在日常操作中的應用
電氣行業與我們平常的生活和學習有密切聯系,所以,將以前繁瑣的操作進行簡化,提升電氣系統的操作效率是很有必要的。在平常的電氣系統操作過程中應用人工智能技術,便能夠使復雜的操作程序變得簡單,在家中利用電腦就可以完成有關操作,從而實現遠程遙控。不僅如此,我們還可以簡化界面,將有些重要的信息及時進行保存與處理,便于以后的查詢和使用。除此以外,利用人工智能技術還能夠自動生成報表,這節省了很多時間,提高了工作效率。
2.4 人工智能技術在事故和故障診斷中的應用
模糊理論、神經網絡與專家系統是人工智能故障診斷技術的主要構成部分,其在電氣事故以及故障的診斷中非常重要。受多方面原因的影響,電氣行業時常會有故障問題產生,假如對故障診斷不正確或者不及時,引起的損失將會是非常巨大的。以前的故障診斷方式是非常復雜的,并且準確性不是很高。例如,就變壓器而言,以前常用的故障診斷方式是先將變壓器油里分解出來的氣體收集起來,之后再對收集的氣體進行分析,以判斷是不是存在故障。此種方法不僅浪費時間,而且浪費精力,并且需等待很長時間才會有結果,還會出現診斷不正確的情況。電氣系統中設備的故障有著不確定性和非線性的特點,并且它與故障征兆之間有著錯綜復雜的關系,用傳統手段很難準確及時的檢測和診斷,而智能技術的方法在這一方面有著其特有的優勢。目前在電氣系統的設備故障診斷上,主要應用模糊邏輯、專家系統和神經網絡這幾種自動化智能技術。
2.5 人工智能技術可以簡化電氣自動化的控制流程
電氣自動化領域的操作流程非常的繁瑣,對于操作的步驟要求也非常嚴格,一旦出現細微的操作問題,則可能引起嚴重的機器故障發生,并造成無法估量的損失。如何保證電氣設備能夠有效穩定的運作,并在控制過程中盡量實現操作的簡單化、程序化是每個研究人員關心的難題。人工智能技術的出現與發展有效的解決了這個難題,通過對日常資料的儲存與分析,可以在機器發生事故時采取有效及時的措施,最大程度上保證社會的和諧發展。
2.6電氣產品的優化設計
設計電氣設備是一項極其復雜和繁瑣的工作,它是在電氣產品設計的大量經驗基礎上,運用電路、電磁場、電機電器等相關專業知識來進行設計的。傳統電氣產品設計手段較為簡單,首先它的實驗手段較為簡單,在此基礎上用手工的方式來進行設計,因此獲得的方案就很難達到最優。隨著計算機技術的日益發達,在電氣設備的設計上,由計算機輔助設計的方式逐漸取代了手工設計,人工智能技術的引進與應用,縮短了電氣產品開發的周期,大大提高了產品的設計效率和質量。智能技術應用在電氣產品的優化設計中時,主要是運用遺傳算法和專家系統來進行。作為一種較為先進的優化算法,遺傳算法非常適合用于產品的優化設計,因此在進行電氣產品的自動化設計時,也大多采用這種方法或者以這種方法為基礎衍生的改進方法。除了遺傳算法,專家系統是產品優化設計中的另一個強有力的武器。但從目前專家系統的總體情況來看,還處于開發應用的研究階段,還沒有做到完全應用到實際設計中。在電氣產品的設計上,河北工業大學就專家系統做了一些嘗試和實驗,他們將專家系統和計算機輔助技術結合起來,開發出了由最初設計、優化設計和零件結構設計這三個部分組成的電磁繼電器計算機輔助專家系統。這個專家系統在進行產品優化設計時非常方便,在設計電磁系統的結構尺寸、線圈匝數和觸頭材料等相關內容時,只需要輸入繼電器的參數,系統就能按照要求自行設計,還可以將特性曲線和結構圖一一描繪出來,從而實現電氣產品優化設計的自動化控制。除了遺傳算法和專家系統外,在進行電氣產品的優化設計時,還可以使用模擬邏輯和神經網絡實現等方法來進行自動化的智能設計。
3 結語
綜上所述,隨著經濟社會的不斷進步和發展,高新科技在人們生活、生產領域也就滲透得愈加深,而智能技術作為高科技產物中的其中一種,它自身所具備的優良特點使其在電氣行業中得到了極其廣泛的應用。在本篇文章中,筆者通過對智能技術特點,及其在電氣自動化控制中的應用,得出智能技術是實現電氣行業自動化的重要手段,應該得到大力的發展。
【參考文獻】
[1] 胡碟.人工智能在電氣自動化控制中的應用[J].中小企業管理與科技,2010.
關鍵字:電氣自動化;無功補償技術;應用
中圖分類號:F407.6 文獻標識碼:A 文章編號:
近年來,各種先進技術層出不窮。無功補償技術作為一種新型的技術被積極地應用到了各種領域中。在電氣自動化中,它有著不可取代的作用。其作用主要表現在提升節能指標和網絡降損兩方面,發展將會具有十分廣闊的前景。
無功補償技術概述
含義
供電系統中存在著電網功率,其因數的提高需要無功補償技術充分地發揮作
用。將無功補償技術運用到供電系統之中能夠降低電能的耗費,改善供電的環境,提升供電的效能,讓變壓器降低對電能的消耗。從某種程度上來說,電力系統中,無功補償相關設備所發揮的作用是非常重要的。在選擇無功補償的設備時,應該使用科學合理的方法,只有這樣才能方便降低對于電能的消耗,提升電網的質量。相反,若是選擇了和供電需求不符或者其它方面不合適的補償裝置,將會引發出不少的問題。例如,諧波增大或者電壓的起伏明顯等等。
(二)特點
1、對穩定電力系統有幫助
所謂無功補償技術實質上就是一種能夠對電壓服務進行控制的技術。其主要就是把無功功率引入到配電網之中,該過程需要發電機組發揮作用,讓電力系統能夠快速化的運行。電壓的波動必須穩定在一定的范圍之內,這能夠讓電力的控制系統具有更加優良的服務技術。若電力在某一個位置出現了一些故障,無功支持將保證整個系統保持一種穩定的狀態,不會中斷。也就是說,電網系統當中,在正常的規定下,無功補償技術能夠正常的運行,一部分功率則會被吸收。電力系統一旦出現故障,不管是否嚴重,電網都能夠安全的運行。
2、感性的無功技術
配電網系統中,有很多的裝置都是利用電磁感應來工作的。比如發電機組,它的原理也是如此,通過電磁感應工作。在極強的磁場下,線圈是用來發電的,用它來切割磁感線很容易產生交流電能,在電磁互相進行感應的前提下,變壓器上的電壓也將隨之發生相應的改變,致使其傳到距離非常遠的地方。通過這種方式,在線路傳輸中對電力損耗進行了彌補。在電磁場中,電流也會注入到電動機之中。通電的線圈因為會受到力的作用而沒有運動。變壓器和電動機,其電與磁的轉化都是在極強的磁場中進行的。在電磁的周期之內,所引用的電力裝置將會具有同一個釋放的功率和吸入的功率。也就是在這個過程中,電力不會出現任何的損失和消耗。所有類似的功率就被稱為是感性無功功率。
無功補償技術設計方法
過濾諧波裝置和電抗器相結合的方法
反并聯晶閘管和電抗器進行串聯能夠和無功功率補償電流保持均衡,滿足功
率在因數方面的要求。它的優勢非常明顯,能夠長期地投入穩定的濾波通路。在具體的補償過程中,該種方法在速度的調整上會非???,容易操作,容易實現,不會和系統之間產生一種諧振??墒潜仨氂煞浅I的技術人員來親自操作。這對技術的要求非常高,過程中會存在著很多風險,所使用的裝置在價格上也不一般。
通過電容器和濾波器來調整壓力
利用此種方法的過程中,應該對變壓器上低壓部分的電壓進行相應的調整,
重點在于和濾波器或者電壓相連接,變換無功的功率。在進行調整的過程中,通過晶閘管來進行切斷,理論上是不會影響到電氣使用期限的。在電力行業實際的運用當中,能夠安裝一些比較先進的裝置來穩固無功功率,從而實現諧波的目標。就是目前的形勢來說,該技術還不是很完善和成熟,為了能夠滿足諧波電流上的要求,研究抵消諧波的方法是當前的一大重要任務。
電抗器和濾波設備相結合的方法
此方法的應用可以讓一些流入到回路的電流在某種作用的前提下受到影響。
從而使無功率得以平衡。此種方法具有很多優點。首先,濾波器能夠不定期的進行投入;其次晶閘管也不需要很多;最后系統處理過程中的速度非常快。唯一的不足之處便是會產生諧波。
無功補償技術所存在的問題和解決對策
存在的問題
無功電流在經過發電廠的過程中會自動輸入到高壓變電站中,在輸電的過
程中,由于還需要將它送到低壓變電站中,使得在比較遠的位置有大量的無功電流進入。在無功補償配置容量時體現出不科學性,很多的變電站都是利用整組投切來補償電容量,無法依據轉變負荷時的要求來保持平衡。當變電站中的負荷狀態很高時,其功率因數將會降到很低。當其處于一種低負荷的狀態時,將會有補償發生。
當無功倒置傳輸到配電網中時,無功的傳送將會讓電網產生極大的消耗和損失。與此同時,在傳輸配電網的線路時,會出現一些不必要的風險,特別是利用電容器來進行用戶的補償。當變電站在低負荷的狀態下時,很大程度上將會發生無功的回送。
解決措施
應該加強對于用戶側的管理
加強對用戶側的管理和節能主要是為了能夠降低其損耗的態勢,讓他們能夠
充分地意識到即使是一個小容量的用戶,在補償技術的影響下,也同樣可以配置損耗。如此能夠在很大程度上降低對電能的損耗。
按照實際情況來確定無功補償的容量大小
針對220KV的變電站,其無功調節的功能會很完善,當城市的用電處于高
峰期時,其功率因數可以達到零點九七。如果地區有所不同,其容量的調節也將會存在極大的區別。為了防止無功回送狀況的發生,第一,工作人員應該多進行一些技能上的培訓,提升自己的專業技能;第二,在電力行業中應該選擇最先進的技術和工藝。
應用補償技術的策略
電氣自動化領域中,自從開始運用無功補償技術,衡量電能質量的標準一直就是對電能進行安全防護,保證其能夠穩定的運行。另外,測評配電網的質量也是一個重要的指標。電力穩固性會受到一定的影響和制約,所以,很大程度上電壓的穩定性直接決定了電能的穩定性。一般情況之下,公路系統和鐵路系統在傳送電能時,會利用到滑動觸摸的形式。一般在裝置可以互相接觸到的位置容易產生火花,這無疑給電力系統造成了巨大的隱患。控制火花可以避免風險的出現,該過程中也需要利用無功補償技術。
結束語
電氣自動化中,無功補償技術是一種極為關鍵的技術。它在電力系統當中有著難以取代的作用,發展前景非常廣闊,無功補償技術未來的發展方向非常明確,雖然還存在著很多的問題,但是只要明確了具體的方向,其技術將會得到進一步的開發,價值將會不斷地攀升。
參考文獻
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關鍵詞:電氣自動化技術 現代工業 發展
電氣自動化是工業現代化的重要標志和現代先進科學的核心技術,是使產品的操作、控制和監視,能夠在無人(或少人)直接參與的情況下,按預定的計劃或程序自動地進行的技術。其具有提高工作的可靠性、運行的經濟性、勞動生產率、改善勞動條件等作用,把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來,能增強人類認識世界和改造世界的能力。
1.電氣自動化控制技術的發展趨勢
PC 客戶機/服務器體系結構、以太網和Internet 技術引發了電氣自動化的一次又一次革命,市場的需求驅動著自動化和IT 平臺的融和,而電子商務的普及將加速這一過程。Internet/Intranet 技術和多媒體技術在自動化領域有著廣泛的應用前景,企業的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業的財務等各方面的管理數據,也可以對當前生產過程的動態畫面進行監控,在第一時間了解最全面和準確的生產信息。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用,將對未來的自動化產品,如人機界面和設備維護系統的設計產生直接的影響,相對應的軟件結構、通訊能力及易于使用和統一的組態環境變得重要了,軟件的重要性在不斷提高。
2.電氣自動化控制系統的特點、功能和設計理念
2.1 特點
與熱機設備相比,電氣控制系統的控制對象少、信息量小、操作頻率低,但具有快速、準確的優勢。由于電氣設備要求較高的保護自動裝置可靠性和快速反應能力以及較高的抗干擾能力,電氣控制系統具有較多連鎖保護,能夠滿足有效控制的要求。
2.2 功能
基于電氣控制的特點,電氣自動化控制系統要實現對發電機—變壓器組等電氣系統的有效控制,必須具備以下的基本功能:發電機—變壓器組出口隔離開關及斷路器的有效控制和操作;發電機—變壓器組、勵磁變壓器、高變保護控制;發電機勵磁系統起勵操作、滅磁操作、增減磁操作、穩定器投退、控制方式切換;開關自動、手動同期并網;高壓電源監視和操作及切換裝置的監視、啟動、投退等;低壓電源監視和操作及自投裝置控制;高壓變壓器控制及操作;發電機組控制及操作;LPS、直流系統監視等等。
2.3 設計理念
電氣自動化控制系統主要有集中監控、遠程監控、現場總線監控3 種設計方式。集中監控方式的特點是由一個處理器集中系統功能進行處理,優勢是設計簡單、防護要求較低、運行維護方便。由于處理器工作量過于繁重,導致處理速度較低,對全部電氣設備進行監控將導致主機冗余降低、電纜數量增多,導致投資加大,而且長距離電纜干擾也會影響系統,隔離刀閘、斷路器采用硬連接也容易產生輔助接點不到位、查線不方便等問題,增大了誤操作的幾率。遠程監控方式有著組態靈活和節省電纜、安裝費用、材料以及可靠性高的優點,由于電氣設備通訊量比較大,而Lonworks、CAN等各種現場總線通訊速度不高,該方式僅僅適用于小型系統的監控,無法滿足大型電氣自動化系統的要求。由于現場總線、以太網等技術的普遍應用和相應運行經驗的積累,智能化電氣設備得到了較快的發展,網絡控制系統逐漸應用到電氣系統中,現場總線監控方式能夠針對電氣系統具體情況進行設計,不僅具備遠程監控方式的所有優點,而且還節省模擬量變送器、隔離設備、I/O 卡件等。另外,智能設備安裝簡便,可以節省控制電纜和相應的投資及安裝工作量和維護工作量,成本更低。由于通過網絡相連的各裝置功能獨立,網絡組態靈活,提高了系統可靠性,裝置故障不會影響其他裝置,更不會使系統癱瘓,是電氣自動化控制系統未來主要的發展方向。
3.電氣自動化及節能設計
電氣自動化作為電氣信息領域的一門新興學科,在人們的日常生活及工業生產中發揮了重要作用。電氣自動化極大地提高了人們的工作效率,企業運行成本以及勞動生產率,并且在提升和改善勞動條件等方面也產生了重要影響。隨著“綠色工業革命”的影響逐漸深入人心,節約能源,倡導綠色低碳生活方式在當下具有重要意義,節能已經成為現階段經濟建設的重要內容和目標。
就目前趨勢而言,積極地推進電氣自動化的發展,采用自動化技術推動各行業節能減排工作的深入開展,已是大勢所趨。在未來全球經濟發展中,誰率先掌握節能的高新技術產業的主導權,那么誰將主導未來的全球經濟。但是就電氣自動化系統而言,由于城市電網在升級改造以及擴大增容過程中,會使用數量龐大的變頻器、整流器等,造成大量的諧波產生,極大地影響了電網安全。因此,為了電力系統安全運行,應該有效地消除諧波,綜合考慮節能因素,從電氣自動化的變壓器、無功補償、有源濾波器等多項技術上努力,減少電路傳輸損耗、優選變壓器、補償無功、使用有源濾波器等多種方法達到電氣系統運行時的節能效果。
工業自動化是現代先進工業科學的核心技術,是工業現代化的物質基石,是工業現代化的重要標志,電氣自動化控制技術是工業自動化的重要組成部分。以上主要介紹了電氣自動化控制技術的發展趨勢,分析了其結構的主要特點,希望能以需要此方面資料的人員提供一定的幫助。
參考文獻:
[1]劉海龍.淺談電氣自動化的現狀與發展方向[J].黑龍江科技信息,2010(6).
關鍵詞:電氣自動化;無功補償技術;應用
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
1、無功補償技術介紹
1.1、無功補償的含義
無功補償在電力供電系統中能夠提升電網功率因數,在一定程度上可以使供電變壓器以及輸送線路的損耗降低,促進供電效率得到有效提升以及電網環境得到有效改善。在大范圍的供電系統之中,無功補償能夠用來調整電網的電壓和提升電網穩定性,在小范圍的電力系統中,無功補償通常用來調整三相不平衡電流。
1.2、無功補償的工作原理
電力系統供電功率一般分為有功功率與無功功率兩種,無功功率難以進行遠距離傳輸,這就需要對一些變壓器及用電的無功功率進行就地補償。這里所說的無功補償就是利用供電系統中安裝的無功補償裝置來進行的,無功補償設備能夠和電路用電設備及其變壓器等互相抵消無功功率,從而提高功率因數,進而實現在整體上來降低無功功率的目的。它通常是將容性功率負荷裝置與感性功率負荷連接于同一個電路,促使兩種負荷之間進行能量的相互交換,從而使容性負荷輸出的無功功率補償感性負荷所需的無功功率。
1.3、無功補償技術的特點
(1)無功補償費用分析具有一定的復雜性
相對于有功補償,無功補償的運行費用比較低,但是其投資費用比較大,分析起來比較復雜。無功補償不需要消耗燃料,但是為了確保其可以和機組運行實現同步,無功補償的費用與整個機組的運行費用是整合為一體的,因此很難將無功補償費用從總的運行費用中分離出來。在電網運行過程中,各個參與部分需要共同承擔控制電網電壓的任務,也就是說,每個用戶和發電廠都應該執行自己的電壓和功率因數限額。
(2)無功補償運行方式具有一定的多樣性
無功補償運行方式具有一定的多樣性。一般情況下,有功補償的運行動力只能依靠發電機來提供,運行方式比較單一,而且費用比較高。但是無功補償運行方式有很多,除了依靠發電機以及負荷來提供之外,還可以通過調相機、靜止無功補償發生器以及輸電線路等多種無功源來提供,這就使得無功補償具有一定的選擇性,可以結合實際情況采用最合適的方式方法,這也是無功補償的一大優勢所在。
(3)無功補償控制具有一定的分散性
無功補償在電壓控制方面還具有一定的分散性,通常情況下,頻率控制需要實現有功補償的平衡。在無功補償中,電壓的控制也要實現無功補償的平衡。但是電壓在每個節點是不一樣的,所以無功補償在每個節點的平衡也是不一樣的,只有將無功平衡與相對應的節點結合,每一節點的電壓才能得到有效控制,才能保證整個電網的平衡。
2、無功補償技術電氣自動化中的實際應用
2.1、對電力用戶進行無功補償
對電力用戶進行無功補償主要有以下兩種途徑:一是經補償,符合國家電力部門所規定的預期功率因數,而且努力獲得較多的電費獎勵。強化宣傳的力度,增強群眾節能意識,加大對用戶的無功補償力度,降低電能流失,緩解電能緊張的局面。當企業實現了自身功率因數最高層次之后,應當采用優質的補償方案及補償容積,為電力用戶開展無功補償;二是把無功補償技術應用到用戶內部配電網之中,使無功消耗得到最大程度的降低,降低電能耗費,促進企業經濟效益的提高。
無功補償能夠分為三類:一是集中彌補,即集中補償,該方式就是將電容器組在變電站母線上或用戶配電室中進行集中安裝,或者同步安裝于變壓器氣壓較高的一側。二是分批彌補,對已規劃好并將要安置的電容器分組,在配電母線上分別進行安裝,進而產生多組群集補償;三是少數彌補,即個別補償,這種方式是建立在分批彌補基礎上的,電容器在分批彌補后并聯在每一個用電設備附近,進而成為個別補償。集中彌補、分批彌補和個別彌補是依據用戶供電范圍和供電方法對無功補償所進行的分類。其中,集中彌補的優勢是與電容器快速地自動安裝搭配,使補償容積自覺調整,從而避免過補償或者欠補償的現象發生,降低電能的流失,使電容器組利用率得到提高,而且方便了安裝以后的檢修和養護,大幅度降低了故障率。但是集中補償也有明顯的缺陷,在為負荷端進行無功運輸的時候,只有經過下級電阻和電抗才可以實現,換句話說就是沒能夠充分地降低內部功率損失;分批彌補優勢是使每一個設備無功電力得到均衡,不向上級線路或變壓器汲取無功,使上線線路所耗用的資源量大幅度的降低;少數彌補優勢是將電動機的使用范圍進行拓寬,可以對大型和中型電動機開展有效且及時的補償。
2.2、真空斷路器投切電容器的應用
在無功補償技術中,電容器組通過高壓母線上的電壓互感器的一次繞組放電,一般情況下不會安裝專門的放電設備。為了防止發生電容器高壓擊穿的現象,通常會在電容器組中裝設熔斷器作為短路保護,同時還會串聯合適的電抗器,這是為了減小電容器組合閘時產生的沖擊,也是為了防止電容器與線路電感發生串聯諧振現象。
2.3、固定濾波器和晶閘管調節電抗器的應用
固定濾波器和晶閘管調節電抗器在電氣自動化中的作用與真空斷路器投切電容器的作用是不同的,固定濾波器是按照諧波的要求進行設計的,反并聯晶閘管和電抗器串聯,依靠改變晶閘管觸發角的方式來調節經過電抗器的感性電流,并使其與并聯的濾波器中多余的容性無功補償電流相平衡,滿足功率因數要求,保障電網運行功率,使其穩定而又高效地運作。
2.4、變電站無功補償技術的應用
變電站是一個供電區域的供電中心,也是電網系統的一個重要組成部分,它是通過不同電壓等級的配電線路向所有用戶進行供電的。一般情況下,配電線路以及電力用戶應按照“分級補償、就地平衡”的原則達到無功功率平衡,從而不會發生向變電站索要無功電力的現象。無功補償裝置一般是以補償主變壓器無功損耗為主,適當地兼顧負荷側的無功補償,達到整個電力系統的相對平衡。
2.5、配電線路無功補償技術的應用
在電網系統中,配電線路的數量很多,并占據著不可忽視的地位,配電線路的線損大約占到總線損的60%~70%,所以對配電線路進行無功補償在電氣自動化中是非常重要的,這將大大降低配電線路的功率損耗,避免不必要的資源浪費。對配電線路進行無功補償的技術在歐美國家已經得到了非常廣泛的運用,目前中國也逐漸采用這一做法。分支線路的無功補償基本上是按照以分支線路的無功功率平衡為主,對分支線路的無功消耗進行補償的方式進行的,在這個過程中要盡可能地減少分支線路向主干線路索要無功的現象,進一步降低無功功率的損耗。
總之,我國電氣自動化程度隨著經濟的發展而不斷提高,而且電氣自動化的應用也越來越廣泛。但是,電氣自動化設備的非線性因素也在不斷增強,以及越來越復雜的單向電力牽引負荷規律,使電網中增加了無功功率和負荷,為了解決這些現實問題,無功補償技術就被普遍地應用在電氣自動化中,降低電能損耗,確保系統安全和高效的工作,以提高電氣自動化設備的穩定性和保護電網系統。無功補償技術在電氣自動化中的作用是至關重要的,具有廣闊的發展前景。
參考文獻
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