時間:2022-01-31 16:27:26
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就是借助網絡,通過計算機系統可以實時了解電力的相關參數,并在此基礎上進行配電的設置。自動化技術的應用,一方面有利于降低勞動強度與投入資金,提高工作效率。配電自動化系統可以按照配電容量與規模分為三種:大型、中型以及小型配電自動化系統。通常說來,在進行智能配電自動化系統類型的選擇時,必須要與工程建設目標、要求以及未來的發展規模相結合,以確保其可擴展性、經濟性以及安全穩定性。配電自動化系統最為突出的優點表現在:具有非常好的靈活性,并且在建設初期,可選擇中型配電自動化系統建設類型,裝設主站、子站和終端。在今后的發展中,如果需要擴建配電系統,就需要對主站系統的數量有所增加,并且將其中一個主站當作中心站。在智能配電網自動化系統建設過程中,自動化系統的作用是非常大的,但也有很高的要求,如開關設備符合標準要求,又滿足管理操作系統,配電自動化系統建設過程中的相關技術指標,可參見標準文件。
1.2電網調度自動化電網調度自動化
就是利用計算機和網絡等一系列現代化高科技技術對電網進行自動的調控,所有操作通過軟件進行分析和決策,能夠做到比人工更加精準,同時也能避免一些意外事故的發生。我國的電網不僅能夠供應大量的電力,還要保障供電系統的穩定性和監管系統地安全性,因此電力自動化變逐漸扮演更重要的角色。
(1)SCADA應用系統SCADA系統即為數據采集和監視控制系統。在電力系統中,可以運行的SCADA系統的現場監控設備,實現數據采集、設備控制、測量、參數調整和各種報警信號等功能,即我們所說的“四遙”功能。遠程終端單元和饋線終端單元是SCADA系統的重要組成部分,在目前的變電站綜合自動化建設中起到了相當重要的作用。
()AGC應用系統應用AGC系統自動發電控制系統,能量管理系統是一個重要的功能。應用變頻調速系統AGC輸出模塊以滿足用戶不斷變化的需求,使電力系統經濟運行情況。AGC應用系統的基本功能有:負荷頻率控制、經濟調度控制和備用容量監視。AGC應用系統通過對電力系統安全運行的管控,可以對運行中的故障及時報警,然后運用數據采集與監視控制系統對電力的運行質量把關,以提高電力系統的運行質量和運行效果。
(3)仿真應用系統仿真應用系統,根據系統分析各要素之間的關系的基礎上,建立系統的體系結構可以描述的行為或過程的仿真模型。在計算機中,運用系統仿真技術創建模擬電網模型,提供仿真環境,可供電力調度工作人員使用。此外,利用仿真應用系統有利于工作人員積累實際經驗,提高操作技術。
(4)PAS軟件的應用PAS軟件主要是通過電網各種實時信息,分析電網運行狀態,從而為調度員提供科學的據側依據,使其制定出最優的電網運行方案,有利于進一步提高電網運行的經濟、可靠性。其中,電網各種實時信息主要包括了實時測量值、斷路器隔離開關的實時狀態等。
二電氣自動化的發展趨勢
1.平臺開放式的發展
電氣自動化發展的需要一個通用的平臺,先進的技術才可以發揮作用。電氣自動化的發展趨勢表明,使用標準化接口程序,按目前國家標準,規范使用IEC接口所有電氣設備和管理更加簡單方便,而且使設備運行編程過程縮短。標準化是電氣自動化具有統一接口和編程語法,以及利用互聯網技術在設備允許信息交流更容易。實際的操作方式為利用一個和外界相通的接口,實現對電力系統各個部件和相應系統的監視調節,實現有效的管理控制,是電力系統運動技術、信息管理方面的技術核心。
1.2變電站電氣自動化技術未來的發展趨勢。科學技術的發展是非常迅速的,數字化已成為現實,變電站電氣自動化技術也將迎來新的局面。隨著計算機技術、信號處理技術、網絡技術和通信技術等科學技術的發展和完善,與電氣自動化技術的融合一定會在不久的將來實現,有了這些高端科學技術的融入,電氣自動化技術一定具有大幅度水平的提高。這樣就可以更加科學合理的對變電站進行設計和規劃,同時也可以大大提高變電站運行的自動化水平,從而使變電站系統運行時能夠快速的自動處理各種問題,使變電站的運行更為有效和安全。
2電氣自動化技術在變電站中的應用
2.1電氣自動化技術應用于變電站計算機監控系統。現如今計算機技術已經發展到了相當高的水平,社會各行各業都必須要用到計算機技術。計算機技術對變電站運行具有非常重要的作用,它可以實現對變電站系統內各電氣設備的運行監控、監測,有利于提高變電站運行的安全性。通過與網絡技術和通信技術的融合,電氣自動化技術應用于變電站的計算機監測系統可以有效的擴大變電站計算機監控系統的范圍。與此同時,還可以及時地對變電站運行中出現的各種問題和故障做出相應的處理。
2.2電氣自動化技術應用于變電站中等電位連接。等電位連接就是將電氣結構中,相適應的電氣設備間的導電部位進行連接,這樣做可以保證變電站運行時電源充足。等電位連接對于變電站的運行、維護的安全性具有重要的作用,它可以有效避免變電安全問題。所以將電氣自動化技術應用到變電站等電位連接非常重要。
2.3電氣自動化技術應用于變電站計算機保護。電氣自動化技術應用于變電站中的一個主要的功能是計算機保護功能。各電氣設備通過信號處理技術,將各自運行的狀態信息通過通信技術傳遞給計算機,通過計算機對變電站中的電氣設備進行監測和保護,可以保護變壓器、線路等。當變電站運行發生故障時,計算機對接收到的故障信息進行分析,并發出相應的故障處理命令,由相應的電氣設備執行命令,處理故障。這樣就起到了很好的保護作用,所以將電氣自動化技術應用到變電站計算機保護中是至關重要的,可以很大程度上提高變電站運行的安全性。
2.4電氣自動化技術應用于變電站自行診斷。變電站的自行診斷功能是以電氣自動化技術、計算機技術、網絡技術和通信技術等為基礎,通過對變電站各項運行數據的實時監測、分析對比,迅速找到故障點,并及時自行修復故障。電氣自動化技術應用于變電站自行診斷不僅可以降低發生故障的概率,減少了工作人員的工作量,還可以有效提高變電站系統的運行效率。
2.5電氣自動化技術應用于變電站數據的采集和處理。變電站的數據采集是變電站自動化系統中非常重要的環節,是電氣自動化技術應用于變電站的主要表現。變電站運行中的數字信號和模擬信號是變電站運行數據的基本形式,可以表現變電站運行的各項數據,比如脈沖數據、狀態數據等。變電站的數據處理指的是對各項數據的分析對比,來發出處理命令,比如對故障跳閘的處理、斷路器狀態的處理、故障警告的處理和隔離開關的狀態處理等。電氣自動化技術中的光電隔離方式和通信方式是采集和處理數據的主要方式。
科技與經濟的發展使得電氣自動化技術不斷更新,電力系統的規模不斷擴大,這些變化對我國電力系統提出了新要求:電力系統的調節形式有所變化。在先前著重強調安全高效、安全保護和自動化調節過程的基礎上,更加注重對電力系統容量的高要求,即在實現綜合化管理工作和加強經濟調節穩定性的基礎上,對電力系統的容量提出新要求,其單機容量至少要達到20萬千瓦。
1.2電氣自動化技術
電氣自動化技術大多運用于工業生產控制系統之中,是指在無需工作人員手動操作的情形下,利用機器設備的自動化完成加工生產,并在生產管理過程中完成產品質量檢測、自動處理產品信息、對實際情況分析判斷等。所有這些程序都不需要人工手動操作,全部采用機械自動化控制系統完成。由此可知,電氣自動化技術即指利用電氣設備控制生產順序、控制時間的技術,是與電氣工程和機械設備息息相關的內容。自動化系統的開發、調試、應用、維護與產品研發和電力技術的管理與應用對電氣自動化的要求越來越高。
2電氣自動化設計理念
2.1遠程監控式理念
遠程監控系統是一項高技術、高難度的新技術,是指利用電腦終端對其他各個地方的設備進行集中控制的技術。在電氣工程中運用這項技術,可以大幅度減少電纜使用量,節省安裝支出和材料使用的成本,還可以實現系統之間的組態靈活性和可靠性,獲取更高效益。但監控式對傳輸信號強度依賴性較高,電氣工程的通訊量通常較大,加之現場通訊速度較低,在信號較差時遠程監控式便會受到較大的限制。因此,遠程監控式設計理念更適合于系統控制范圍較小的情況,在全自動化電氣工程控制系統中并不適用。
2.2集中監控式設計理念
所謂集中化即指將所有的系統運行項目控制在一個系統中集中管理、運行,這種設計理念操作簡單、對控制站的要求較低、在系統運行與維護方面較為簡潔。單一分散的監控不管是在處理器安裝方面還是在電纜鋪設連接方面,都十分繁瑣,而且大量的單一電纜攪合在一起,處理器增多就會影響處理速度,使處理速度大為降低,這將導致投資成本增加,除此以外,系統的安全可靠性能也會受到影響。集中監控式設計理念在電氣工程中的實際應用,不僅可以減少投資成本支出,還可以進行統一管理、方便快捷,促進電氣工程的高效有序運行,滿足工作新要求,因此,集中監控式設計理念在電氣工程中應用較為廣泛。
2.3現場總線監控式設計理念
現場總線監控式技術在當前的電氣工程中應用最為廣泛,究其原因不外乎其高效性的特征。這項技術具有實踐性特點,是在大量應用實踐經驗基礎上不斷發展起來的,不同間隔采取不同的技術措施是這項技術能夠廣泛應用的重要原因。在具體的操作實踐中,主要的工作方式是現場安裝,同時不斷優化電纜連接技術,以能夠有效降低電氣工程中設備的投入成本。在優化電纜連接技術、降低設備成本的同時,還要盡量減少設備的隔離和端子柜的使用量,不僅可以降低成本,提高電氣工程的安全性、可靠性和有效運行,還可以增加運營效益。
3電氣自動化實現方式
3.1計算機自動控制、調節、操作的實現方式
利用計算機進行相關設備的操作,是在遵循調度方案的前提下,對能夠使電纜關閉的設備進行調節與控制,電力系統不僅能夠自主的、合理的利用現場控制命令,還能夠轉換和設置相關設備的運行方式,如電網的開和關,限制修改操作命令,各種整定值,報警信號復歸等。
3.2人機聯系的實現方式
人機聯系的實現方式是指電氣設備,包括鼠標、鍵盤、打印機等,通過電氣自動化系統的允許以后,為達到實時監控、調節與打印數據的目的而調動一切可利用的電氣設備來運行畫面并對定值不斷修改的方式。此外,這種實現方式是開發新的應用程序的絕佳方式,極其方便。但其缺點也顯而易見,操作人員只能通過操作成控制調節、監控電氣設備、設置參數值等簡單操作。
4電氣自動化在電氣工程中的實踐與應用
4.1在電氣管理中的應用
在電氣工程領域實現電氣自動化是高新技術走入各行各業的顯著表現,是高科技發展的代表,這一應用過程注重編程調試。在應用時采集相關流量、溫度、壓力等數據,并對這些數據分析檢測,發揮電氣自動化的輸出控制功能、技術處理功能,使設備的使用量和投資額大大降低,有效實現了設備控制的精度。對于電氣工程來說,在施工中應用電氣自動化技術能夠有效遏制工作人員弄虛作假、敷衍了事的情況發生。
4.2在電網調度中的應用
對于電網調度中電氣自動化的應用來說,其技術主要表現在應用性領域的界定,即指實現電氣系統局域網中電廠、變電站終端和下級調度中心三者之間的有效連接。在應用領域中,由網絡實現連接中心服務器、電網調度、打印設備、大屏顯示器等設備。在電網調度中,電氣自動化的實際應用不僅可以實時性評估電力系統的運行狀態,還可以對以電力負荷為基礎的預測采取及時調度策略。不僅可以保證電力系統的安全可靠運行,還可以對數據及時的收集整理分析和監控,以適應現代化市場的營銷需求。
4.3在分散測控系統中的應用
在這方面的應用主要以分層的結構實現,包括太網、工作站、數據通訊網和過程控制單元等四部分組成。工作站主要包括兩類,分別是工程師和運行員,是人機接口的主要負責人。過程控制單元是直接應用于生產的,其運行狀態主要通過設備的檢測實現,并能夠有效控制設備,以實現整個生產過程的連續性和過程的檢測、保護和控制。過程控制單元和工作站輸出的所有信息,發出的所有指令,都必須經由工作站運行員接受。工程師工作站的主要職能是負責實行必要的診斷與維護工作。
電氣工程,作為一門頗為引人關注的技術學科在現代生活中發揮的作用越來越大了,尤其是和我們的日常生活的密切程度越來越深了,并且其對于計算機網絡技術的進一步發展和普及也做出了最為突出的貢獻,在不知不覺中逐步地改變著人們的生活方式和工作模式,在極大的方便了人們的日常生活的同時為我們的工作也帶來了很大的便利,值得我們進一步的研究和探討。
1.2電氣自動化技術
電氣自動化,其實也就是我們常說的電氣工程及其自動化,從名稱我們就可以看出其和電氣工程之間存在著密不可分的關系。電氣自動化技術的開發和使用在很大程度上提高了人們的生活水平和生活質量,并且其對于電氣工程的推動作用最為明顯,可以說電氣自動化技術的開發使用給電氣工程的發展帶來了新的活力,使其發生了天翻地覆的變化。
2.電氣工程中電氣自動化技術的應用方向
2.1電氣自動化技術在遠程監控中的使用
遠程監控系統的應用范圍是比較廣泛的,在電氣工程中的很多地方都可能會用到遠程監控系統,而電氣自動化技術在電氣系統中的一個主要的應用方向就是在遠程監控中的使用。在遠程監控系統中合理的運用電氣自動化技術能夠在很大程度上節省人力、物力和財力,在節約成本的同時還能夠提高遠程監控的效果,使得監控變得更加靈活,更加有效,尤其是在一些對于通訊信號要求較高的遠程監控系統中更是能夠發揮突出的效果。
2.2電氣自動化技術在集中式監控中的使用
相對于原有的監控設施的散亂性和獨立性,當前監控設施主要體現出了集中性,這種集中式的監控對于電氣工程來說是極為合適的,這種方式能夠有效改變原有的監控模式對于電纜數量和處理器數量的高要求,在很大程度上節約了投資成本,雖然原有的監控模式能夠很好地對于整個的電氣工程進行監控,及時發現問題并且予以解決或者報警,但是相對于其高額的資金投入也是很不劃算的,一直是困擾著電氣工程負責人員的重要問題,而現在集中式監控模式的使用就很好的解決了這一問題,其不僅僅投資小,在監控效果上甚至比原有的監控模式更好,這主要就是得益于電氣自動化技術的合理使用。在集中式監控中合理的使用電氣自動化技術能夠更為簡便的發現電氣工程中出現的問題并且能夠自動化的給予解決的辦法,這些都是以往的傳統監控模式所不能達到的,也是現代化的電氣自動化技術在電氣工程中的一個重要應用方向之一。
2.3電氣自動化技術在現場總線監控技術中的應用
現場總線監控技術可以說是當前電氣工程中應用最為頻繁的一種技術,其應用的效果也頗為受人歡迎,應用這種技術的優勢還是比較明顯的,比如,這種技術的使用能夠有效減少隔離設備的使用,還能夠有效的控制端子柜的應用,最終能夠起到節約成本,提高效率的目的。這種現場總線監控技術在各地電氣工程中都有應用,尤其是融入了電氣自動化技術之后其效果更為突出,也更為明顯,更為受人歡迎,使得電氣自動化的應用范圍進一步擴展。
3.電氣工程對電氣自動化技術的融合使用措施
3.1電氣自動化技術在電網調度中的應用
電網調度是電氣工程的主要工作之一,在電網調度中融合使用電氣自動化技術能夠起到較好的效果。電氣自動化在電網調度中的應用離不開自動化設備的參與,因此,融合了電氣自動化技術的電網調度設備都是采用的一些自動化系統裝置的顯示器、打印機、計算機網絡設備等,這種自動化設備的應用能夠更好地進行全網電力的調配,更加科學合理的進行電網調度,通過自動化的分析和計算,針對整個的電網中電力的需求狀況進行合理的調度,確保整個電網的正常運行,避免電力調度事故的出現。
3.2電氣自動化技術在發電廠分散測控系統中的應用
發電廠是電氣工程的一個重要組成部分,在發電廠中合理的運用電氣自動化技術能夠有效提高發電廠的生產效率,有效減少發電廠發生事故的概率,尤其是在發電廠分散測控系統中融合使用電氣自動化技術的話能夠直接監控到每一個的執行單元,進而對于整個的電氣工程流程進行監控,并且所獲得的各種數據和效果圖都是高質量的,在確保發電廠正常運行的同時提高了整個運行的安全性和穩定性。
3.3電氣自動化技術在變電站中的應用
變電站是電力系統中電力運輸過程中不可獲取的一部分,在變電站中應用電氣自動化技術能夠完全取代電力人員的作用,采取全自動化的裝置來進行電力的轉換,在確保安全的同時提高了電力轉換的效率,并且其多層次的監控模式還能夠為變電站的高效運行提供有力保障。
(2)顯示控制屏按鈕齊全,顯示直觀,指示燈壽命長,光效好,可靠性強。控制計算機不僅具有動態協調能力,還可以存儲記錄,分析相關報告。其啟動控制方式大小不一,如小功率采用直接啟動的控制方式,大功率采用星形或三角形啟動控制的方式,還有的采用變頻調速控制的方式。這些不同的控制方式很好的確保了生產設備的運行穩定。
(3)確保運行時各種數據處理和信息收集的準確性,同時提出相應的應急措施,確保電氣系統可以在最好的狀態下運行。設備一旦出現故障,人可以馬上進行連鎖控制,非常人性化。
2電氣自動化控制系統的設計原則
(1)優化供配電的設計,促進電能的合理利用。設計時首先考慮的是設計的適應性,滿足工程的動力、供應、控制和安全等要求制定,以滿足建筑運行的要求,同時可以使它的運行處于一種安全的環境中。
(2)提高設備運行效率,力求簡單、經濟、使用以及維修方便。在整個的設計過程中,安全和滿足工程的運行時整個設計的基本前提,在該前提下,一方面要注意不斷的擴大工程的效益,另一方面也要注意不斷的降低工程的成本,這就要求工作人員不僅僅應該使控制系統簡單經濟,而且還要使得系統的使用、維護方便、成本低,不宜盲目的追求自動化和高指標。
(3)合理調整負荷,提高設備利用率。在設計的過程中,要盡可能的提高系統的質量,使它的的負荷量在一個合理的范圍內,當在一個特殊的用電環境中,可以合理的選取節能方法,提高店的利用率。
3電氣自動化控制系統發展的現狀
我國的電氣自動化技術和國外發達國家相比差距仍然很大。到現在為止DCS系統的應用在自動化控制系統中仍然有著重要的不可取代的地位。
(1)電氣自動化工程的分散控制系統,它是由過程控制和過程監控來組成的計算機系統,該系統的基本思想是集中操作、分級管理、配置靈活和組態方便四大方面,在生產、生活中的應用非常的廣泛。但是該系統缺點明顯,如可靠性能低,維修困難;生產廠家之間缺乏統一的標準,維修互換性低;價格昂貴等。
(2)WindowsNT和IE是電氣自動化控制系統的標準語言規范。第一點是,在電氣自動化領域,具有靈活性和易集成化等優點的人機界面操作,已成為一種主流的發展方向。第二點是,對于電氣自動化控制系統的維護難度減小。
(3)監控的集中化。其缺點是處理速度緩慢,成本費用大,可靠性能低、設備很難擴容操作、故障查找難度大等。
(4)信息的集成化。在存儲和讀取信息時,需要使用規定的瀏覽器才可以訪問到信息,并且信息技術會在電氣自動化設施、系統和機器中進行橫向擴展比較。
4電氣自動化控制系統的發展趨勢
隨著我國經濟的不斷發展,科技的不斷進步,伴隨而來的是電氣自動化控制系統技術方面的競爭,不但競爭愈演愈烈。同時,此系統對節約有效資源,降低成本費用,甚至改變我國工業的發展都有著積極意義。所以,我們必須根據自身的發展情況,來對自動化控制系統進行相應的規劃,積極的發揮自己的有力的條件,實現我國的自主研發,只有這樣才有可能在有限的時間內搶占先機。
(1)軟件地位大大提升。隨著信息技術的發展,網絡技術以及計算機發展與應用的廣闊前景,尤其是OPC技術、IEC61131標準和Win-dows平臺的發展與廣泛應用,計算機在電氣自動化控制系統融合方面的作用,已無可替代。
(2)電氣自動化控制系統統一化、信息化。為了獨立開發系統,更為了方便達到客戶要求,使得電氣設備、計算機監管體系和企業工程管理體系之間數據信息能夠及時的傳遞和暢通的交流,那么需要對電氣自動化控制系統進行統一化的管理。此外,信息化是電氣自動化控制系統的另一發展趨勢,即實現設備與網絡技術結合,實現網絡自動化和管控一體化。也就是說信息技術不僅滲透在管理層面上,同時在應用信息技術的基礎上迅猛發展。
(3)科技的不斷發展是電氣自動化行業的關鍵,由于電氣自動化是結合了多門學科的一項技術工程,在它的組成原件方面科技的含量比較高,由于在自動化的關鍵技術是大部分的企業都沒有屬于自己的知識產權,造成同行業的企業以較低的價格和各種的渠道來加大自己的競爭力,所以,技術的不斷發展的選擇是整個自動化行業的突破點,也是關于電氣行業長遠發展的關鍵所在。只有在不斷的科技發展中,電氣自動化制系統不斷突破,才能在全球化市場競爭中,立于不敗之地。
2軟件設計
根據設計好的各子系統的硬件配置,設計PLC控制軟件、組態監控軟件和觸摸屏控制軟件,以泵站控制系統為例,其任務是按照控制中心的指令,向水廠提供水源,并對泵站的水泵運行情況、供電等信息進行實時采集,然后傳送給控制中心,實現泵站無人值守。根據泵站工藝,在SMS工作原理指導下,提供短信息服務,發送規則為開機/關機、系統出現故障、定時設置和控制中心命令。為達到泵站無人值守的設計要求,可通過標準的RS—2485串行通信網絡和自由口模式,自主選擇通信協議,以此構成PLC的分布式網絡。PLC軟件設計流程為:初始化接受信息并處理水泵控制壓力、流量采集并處理故障信息采集并處理信息發送;根據系統的工藝要求,開發界面應包括啟始界面、模式選擇界面(分為自動運行和手動操作)、報警界面及幫助界面等。
3水廠自動化監控系統的特點及功能
3WN6是一種經濟型低壓智能斷路器,通過模塊化的工程設計,可確保通訊、保護、測量等功能更為可靠穩定,且便于拆卸和維修,能夠在線對開關功能進行數字化編輯。正常生產時,操作人員通過S7-315系統上的觸摸屏模擬流程和觸摸按鈕,便可以準確掌握各系統的工藝流程及設備運行情況,并可以通過自動運行或手動操作兩種控制方式來控制各設備的開和停,便于設備的檢修及事故的處理。本系統聯網后,便可實現現場監控、遠程控制和后臺在線組態等功能,操作人員在后臺微機上便可以準確掌握各配電室低壓開關的分/合情況及水廠裝置的運行情況,系統可以動態顯示各電氣設備的電壓、電流的波動情況,實時性更強。此外,還可以隨機記錄越限事件、報警信息等,為生產管理和事故控制提供了很大的便利性。PLC的推廣應用是水廠自動化監控系統得以建立的關鍵,該編程控制器簡單易用、可靠性高,而且通訊聯網功能強,根據水廠的水處理工藝和工程設計要求,對各凈水環節的硬件系統和軟件系統進行設計,滿足了水廠自動化生產和管理的需求。
2電力無功補償的關鍵技術
在電氣自動化工程中,電力無功補償的電力負荷功率因數是重要的技術指標。在電力系統中,功率因數越大越好,功率因素越大,無功功率的傳輸就會大大減少,從而減少有功功率的損耗。因此,在電氣自動化工程中,應該適當提高電力負荷的功率因數,有效改善電壓質量。另外,并聯電容器補償無功功率也是電力無功補償的重要關鍵技術。用電容器的無功補償能夠有效降低電網線損,為用戶提供優質的電壓。其中,在電容器投入和切除的過程中,無功補償電壓會發生變化。
3具體應用
3.1設計真空斷路器
在電氣自動化中,利用無功補償設計能夠有效節約成本,被廣泛應用于實際工作中。借助于無功補償技術,將固定濾波器與合閘管調節電抗器有機結合起來,從而形成新的無功補償裝置。在實際使用過程中,有效保證了濾波器的電流平衡,最大限度地滿足電氣自動化系統的功率因數需求,在短時間內實現對系統的無功補償,從而在降低能耗方面發揮重要的作用。
3.2對用電客戶進行無功補償
在對用電客戶進行無功補償的過程中,主要的實現途徑有2種:①利用無功補償使用戶的實際電力功率因數與國家預期的電力功率因素相符,逐漸增多電費補償,增強群眾的節能意識,對用戶實現無功補償;②將無功補償技術應用于用戶內部配網中,有效降低無功消耗,減輕能源壓力。通過這2種途徑可以有效降低能耗,減輕用戶的經濟壓力。
3.3對回路電流進行無功補償
在對電流回路進行無功補償的工程中,主要手段是借助固定濾波器來實現。借助固定濾波器調節飽和電感器,改變其內部的磁能飽和程度,從而改變感性電流,最終實現對回路電流進行無功補償的效果。在這個過程中,回路中的感性電流與固定濾波器中的多余電容性相互抵消,從而保證了電流的平衡性。然后,用串聯的方法將濾波器和電抗器連接在一起,實現兩者的電壓串聯,調節降壓按鈕就可以實現對電壓的調控,降低電網中的電壓,最終實現無功補償的效果。
3.4應用實例——以某變電站為例
在實際生活中,該變電站是一個供電中心,承擔著整個區域的供電任務。由于區域內用戶的需求不同,所以,其供電的電壓等級也分為好多不同的類型。在配電過程中,按照“分級補償、就地平衡”的原則,在配電過程中普遍采用了無功補償技術,平衡了配電線路和電力用戶的無功功率,使變電站無需再單獨承擔無功電力。在該變電站的配電過程中,容性無功補償裝置得到了廣泛的應用,在該區域的電力配網中發揮著重要作用,極大地降低了電力輸送過程中的能量損耗,并且對負荷兩側的無功補償也起到了兼顧的作用。在使用過程中,容性無功補償裝置的相關性質是根據主變壓器容量來確定的,一般確定為主變壓器容量的10%~30%.在變電站的實際操作過程中,如果主變壓器的最大負荷為35~110kV,則必須保證高壓側功率因數要大于0.95.如果主變壓器的單臺容量大于40MVA,則應該為每臺主變壓器配置2組以上的容性無功補償裝置,以確保無功補償技術能夠正常運轉,保證技術的使用效果,實現降低能耗的目標。在該變電站的實踐過程中,應該以自身的無功損耗補償為主。為了確定最佳的補償容量,在實踐中應該遵循以下3個原則:①保證無功補償技術的主要應用場所是主變壓器的無功損耗,空載狀態和負載狀態下的無功損耗都包含于其中;②如果主變壓器長期處于輕負荷狀態,則補償容量可以直接選取最小值補償;③對于負荷重的主變壓器,應該先提高電壓幅度,根據電壓幅度的具體狀態選擇補償容量。
不管是電力工程,還是自動化本身技術,將電氣自動化滲透在電力系統中都具有很強的現實意義,其主要表現在:推動電力系統自動化水平上。它本身屬于高科技的范疇,在電力應用中,以電力設施與技術更新為主,當然也能帶動電力工程信息化水平,特別是電力設施權限上;具體如:電氣設施模糊化,同時運用范圍日漸加寬也極大的推動了電氣自動化技術水平的提高。將自動化技術應用到電力工程中,具有明顯的優勢。同時,電氣自動化和計算機有著密切的聯系,在相關設施維護時,只要經過計算機就能達到要求;然后再由工作人員結合數據信息,利用計算機運行以達到對相關設備運行的維護,同時這也是控制工作人員工作強度的有效方式。將電氣自動化技術運用在電力工程中,能夠有效提高管理效率。為了滿足電氣自動化應用要求,電力設施與技術管理都需要不斷調整。就目前的電氣自動化相關設備來看:由總線連接構成,其連接過程簡單,在總線控制的過程中,同時也是對整個過程進行有效管理的方法。
1.2電氣自動化技術的設計原則
目前,大多數電力系統已經帶有自動保護裝置,故在設備選型時,通常會優先選擇自動化綜合系統,其選型接線方式比較簡單,結合繼電保護就能實現自動化設備的有效應用。從總體來看,電氣自動化技術必須遵循的原則,主要包括以下方面:電氣自動化控制設施的連線形式必須結合原有的系統設計,即使使用的是監測系統也必須添加設備數量與種類,并且在圖紙設計中詳細說明,以保障設備連接的精確性。在計算機遠程開關中,必須使用遠程閉閘、開閘智能開關,以確保遠程操作中的自動化控制順利實現。利用計算機實現開關監控,在接點打開的情況下,將其納入監控體系。如果是低壓開關,必須設置輔助接點。在設置與安裝繼電保護設施時,必須整合綜合電氣與變壓保護技術。
2電力電氣自動化在電力工程的應用
2.1變電站自動化
變電站自動化,是利用站內電氣設施監控,在計算機替代傳統監控設施的環境,確保二次設施的數字化與集成化;變電站利用光纖替代傳統的電纜傳輸,以提高信息傳輸效率在自動化技術的運用,同時它還可以在計算機截面上進行操作,以統一記錄運行狀態。另外,變電站自動化也能滿足各種電氣設施的運行要求,它在電網自動化中發揮了很好的作用。
2.2PLC系統
PLC作為計算機技術與繼電接觸整合的產物,通過電力系統,它實現了工作指令的信息記錄與自動編程,在有效控制電力系統信息運算和記錄的同時,減小電力系統耗能,讓整個系統更加靈活、輕便。PLC在電力系統數據分析、轉換、整合、采集、傳遞、轉換等方面都具有得天獨厚的優勢,在吸納到電力系統進行有效控制的同時,對不份額柔性操作進行智能控制。利用電力系統中的獨立模塊,以及總線信息中的通信連接,不僅能保障電力系統正常控制,對促進電力系統相關工作協調化也有重大作用。
2.3電網調度
電網調度組成,主要包含電網調度中心控制中的工作站、計算機網絡、打印設施、顯示器等。在電網調度自動化中,利用電力系統的廣域網與專用網進行連接,由電網調度范圍、中心控制內的終端和發電廠構成。在電力生產中,它不僅能滿足數據采集、調度自動化,還能對電網監控進行有效分析。另外,它在估算電力狀態、預測電力負荷時也有很大作用,電網自動化不僅有助于調動經濟調度與發電控制功能,對滿足電力市場運營要求也有很大作用。
2.4發電廠測控
在單元控制過程中,控制單元一般由智能模件與主控模件構成。其PCU能直接面對生產中的熱電偶、變送器、電氣量、脈沖量、開關量等各種信號接收。在處理運算中,通過實時顯示運算設施與參數,在打印好輸出信號與執行機構后,以完成過程生產的控制、監測與聯鎖保護。其中,工程師與運行員為其準備好人機接口,工程師主要負責組態修改與設置,以確保系統維護與診斷;運行員接收PCU的信息,為其提供良好的控制與監視手段。
2.5計算機
計算機作為整個電氣自動化最主要的技術之一,它的應用對象主要有電力系統的變電、配電和供電環節。而智能電網則是電力系統應用最廣的技術,調動電網的技術是電力系統應用計算機技術最典型的代表之一,同時也是現行電力系統自動化最主要的部分,它不僅能實現國家電網相關信息的收集工作,同時還能對各個區域、省市、縣級電網進行自動調控與調動。
2電氣自動化系統控制方案的設計意義
電廠電氣的自動化系統與傳統的電廠自動化系統相比較,電廠電氣的自動化系統能夠自動的與電波的脈沖信號連接起來,進而能夠發送出電力報表信號,這也就能實現廠用系統的智能功能,同時也能夠顯示出發電機運行的狀態是否正常,進而能夠更加精準的進行定值管理以及在線審核功能。除此之外,能夠對故障的出現進行及時的診斷和維修工作,有效提升電氣系統的實用性以及有效性。電氣自動化系統控制方案最重要的設計意義就在于,將各個獨立運行的電氣裝置通過連線或者是以太網來連接成一個整體的系統,進而減少傳統連接方式的缺點,而造成的高成本,這對與企業的穩定性發展也有著非常關鍵的作用。電廠電氣的自動化系統可以通過以太網這一通信科技技術來減少員工的勞動量或者是降低整個的運行成本并且提高其經濟的效益,電氣自動化系統控制方案的設計能夠為電廠的技術帶來了進一步的提高。
3電氣自動化系統的監控方案
傳統的電廠電氣監控系統主要能夠實現對于電氣部分信息的采集以及遠程控制功能的實現。但是總體來講,其信息量還是比較小的,而且信息的類型也比較單一。但是電氣自動化系統的監控方案主要側重在電氣系統的監控方面以及自動化監控技術的有效運用。電氣自動化系統監控的模式分為兩種,其一是,優于傳統的監控方案集中模式,有效集中而且非常易于管理但是可靠性很弱。其二是,對于不同的分層結構繼續進行管理以及數據的交換。進行裝置間的數據交換主要通過站控層的轉發以及工作站來實現,有一些非常重要的信息要通過有效的方式連接。還有一些非常重要的信息需要通過主控單元以及雙向數據進行交換,另外一些不重要的信息要通過站控層的轉發或者是相關的工作站來實現交換。電氣自動化系統的監控方案有很高的實時性以及可靠性。在電廠自動化技術以及監控方案的應用中有許多需要注意的問題,如監控系統主站設備,整個系統的裝置分組以及主控單元的保護等等。
2工業電氣自動化數字技術的應用情況
2.1數字技術在航空工業中的應用
航空市場發展問題對于我國的經濟發展都是極為重要的,就我國當前的航空市場現狀而言,已經存在許多的航空巨頭,但是我國實際的航空技術水平與國外航空技術水平相比還是存在一定差距的,盡管隨著我國航空技術也在迅速發展,差距正在不斷縮小,但是對于一些高科技技術缺乏相應的自主創新產權,多數需要依靠國外技術。對于大多數的航空機械加工都是需要高精度的工業技術來實現,但是我國明顯還是無法實現的,如果通過人工也是無法實現的,實際航空機械器件所使用的合金就是我國當前工業技術無法實現的,所以加強我國工業電氣自動化中數字技術的發展對于我國航空技術的發展十分重要。
2.2數字技術在汽車工業中的應用
隨著經濟的發展,人們生活水平的不斷提高,汽車的使用量不斷提高,這對于汽車工業的發展無疑是一個巨大的發展機會。我國當前工業電氣自動化的生產水平要想滿足當前汽車工業的發展,應加強數字技術在汽車工業中的應用,提高汽車工業生產力的發展,提高我國汽車工業加工效率,通過應用數字技術發展汽車工業的柔性生產線,此外,還需要結合虛擬工業技術、集成控制技術等。
2.3數字技術的高性價比
把數字技術大量地運用到實際的工業電氣中去,從而實現工業電氣自動化,這樣就能夠讓設備實現最大化地高效運行等智能化工作狀態。運用數字技術能夠實現設備數據資料收集一體化等功能,實現設備智能化控制和工作。數字技術能夠為企業節約大量的時間和成本。例如,用儀器設備進行數據收集分析時,可以利用數字技術中的測試、樣品分析定位,在線數據分析和結果評估來進行數據的收集和分析,這樣就能夠在設備收集的數據和分析出的數據之間進行很好的比較和分析,并且還可以運用多項數字技術來進行多設備之間的數據收集和相互比較,這可以大大節約因為多設備數據量大而造成的工作量大容易失誤等問題。在工業電氣自動化中運用數字技術可以大大提升設備的精確度,實現最大化的設備性價比的提升。
3數字技術在工業電氣自動化的發展趨勢
數字技術對于工業發展有著重要作用,所以在工業電氣自動化中加強應用數字技術對于工業電氣自動化的發展是極為重要的。在未來數字技術的發展中,數字技術主要用于智能化系統的發展,通過數字技術控制各個模塊進行工業生產,對于工業效率的發展需要重視應該數字技術。在未來數字技術主要是用于智能化控制,例如電機參數的自適應控制、自動識別負載控制、自動選型控制等智能化控制,所以數字技術的發展主要是向智能化控制方向發展。只有不斷加深數字技術在工業自動化方面的影響,才能夠推進我國工業電氣自動化的發展和創新。