长沙理工大学湖南长沙410114
摘要:电气自动化自开发以来,广泛地应用到电气的系统当中。这对社会的发展起到了推动性的作用。在应用到电力工程系统中,能对一些电气设备进行实时的监控和操作,这便捷了电力工程的开展。科学技术不断的更新实现了系统的优化和维护,提高了电力设备运作的稳定性,增强了其安全性。在国内的电力自动化的体系中日益完善,并得到了广泛的应用。电气自动化的优势,使其在电力工程体系中发挥了重要的作用。本文从以下几个方面对电气自动化进行了简要的阐述。
关键词:电气自动化;电力系统;应用
一、电气自动化系统的发展现状分析
(一)交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必然要被取代。由最开始利用普遍晶闸管到采用PWM方式,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。但PWM逆变器在使用过程中发出噪声,则通过提高开关频率来解决这一问题,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,对开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。
(二)计算机一级电子技术的发展会推动电力系统自动化的进步
在20世纪80年代,单片机技术已经逐渐被人们接受和应用,尤其是在电力系统自动化设备中的应用,更是发挥了重要的作用。我国国产的PC机技术在电厂监控系统以及调度系统中有着重要的影响,在这一基础上进行软件的进一步开发,可以实现电力系统对实际的数据信息进行采取、分类、汇总以及打印等工作,但是在执行这一系列工作的过程中,可能会产生一些问题,比如说:多个厂家之间所使用的设备不能进行互联,当前设备以及计算机两者之间进行通信主要是采用点对点的星形连接方法,此种方式就导致系统所具有的实时性比较差,而且系统在功能以及结构等方面也存在问题。电厂监控以及配电自动化等技术是在20世纪90年代的时候快速发展的,促进其发展的主要原因就是网络技术的快速发展。将新产品和传统的产品进行比较后可以发现,新产品可以有效的降低通信电缆的使用数量,这样就可以使设备的体积更小,进而减少成品建设的成本。将不断发展的电子技术应用到电气自动化系统中,不仅可以提高系统的灵活性,还可以提高配置的互换性以及可维护性。
(三)全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管
50年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的崛起,相继出现了全控式器件———GTR、GTO、P-MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。随着GTR器件各种现象的出现,以及接踵而来的GTO一种用门极可关断的高压器件的诞生,由于GTR、GTO等双极性全控性器件须有较大的控制电流,因而产生了P-MOSFET这种电压驱动器件,IGBT是P-MOSFET工艺技术基础上的产物,它兼有MOSFET高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。MOS控制晶闸管(MCT)的诞生在很多程度上高于IGBT和GTR,在理论上其关断增益极高。第三代器件是由IGBT和MCT这一类复合型电力电子器件组合而成的。在模式化和复合化思路的基础上,创造出PIC,在PIC的不断改进下,第四代电力电子器件油然而生。
二、电力系统在电气自动化中的具体应用
(一)集成技术应用
在电气自动化技术中,其自身集成技术的应用对复杂的电力工程系统具有重要的意义。该项技术能够对整个电力工程系统进行统一的管理。这是由于这项技术使得电力系统众多的部门集成为一个整体,在实际的工作中利用先进的科学技术,增强整个电力系统实力的同时,还能满足不同终端的实际需求,这样就省去了中间不必要的环节,节省了时间大大降低了电力工程企业的资金成本。例如在北京大唐总部系统中与下属电厂进行数据交换过程中使用的是Oracle9IAS数据集成技术。该项技术能将北京大唐公司原有的应用系统和数据,进行有效的整合,通过单一门户的端口进行访问。并能将相关设备中的数据信息进行加工,进而实现了数据的共享,使各个环节的生产和经营进行统一的管理,这就保障了电力系统有序的发展。
(二)模拟技术应用
模拟技术也成数字仿真技术。电气自动化众多的技术中,模拟的技术有效的应用对电力工程系统具有重要的意义。该项技术不仅能对电力工程系统中海量的数据信息进行核算和处理,同时还能对不同的数据信息型号的特点,为开展模拟的试验环境和系统的操作提供相应的数据依据,这样模拟的技术能对电力工程系统中的电气设备工作的环境进行模式,进而提高了对机械设备故障诊断的准确性。大大的增强了电力工程的顺利开展。在电力系统中,对于数字模拟技术的研究与使用,已经取得了相应的成效。例如,RTDS系统。其主要的功能是对电力的系统进行中电磁暂态的过程进行实时的模拟,进而建立对电力工程系统的进行管理。
(三)电网自动化的调度
电网自动化的调度是由电力系统的专用广域网连结在一起的,其应用范围主要包括调度范围内的发电厂、下级电网的调度控制中心、变电站的终端设备等。电网自动化的调度的主要功能是在电力生产过程中将需要的数据进行实时收集,对电网的运行过程进行分析和监控,避免故障的发生,另外,还需要及时有效的对电力负荷进行预测、评估电力系统运行状态等。
(四)电气自动化的研究方向
电气自动化技术还有发展空间,因此,应该对电气自动化的研究方向进行分析,电气自动化的研究可以从以下几个方向入手:①变电站的智能保护。我国变电站在智能保护方面还不成熟,和国外的技术相比相差较远,国外已经将网络通信以及人工智能等新技术应用到继电保护装置中,从而有效的提高了继电保护的效果,提高了整体的安全水平。因此,我国应该针对智能保护方面进行深入地研究,提高此方面水平。②我国电力部门的实施策略。从当前我国电力市场的整体情况进行分析可以发现,现有的电力部门已经无法满足电力系统运行的需求,因此,对电力部门进行调整是非常有必要的。在确定了电力运营的流程之后,可以探索出符合实际情况的运行模式,进而根据问题找出有效的解决措施。
结束语
基于电气自动化技术是建立在多重技术之上的一项技术,在实际的应用中具有多重优势。随着在科学技术、计算机技术、网络通信技术不断的发展,电气自动化具有信息化、智能化和集成化的特点。在其应用到电力工程系统中时,这些优势所发挥出来的作用,有效的促进了电力工程系统的发展。使得这项较为复杂的电力工程,在实际的运作中更具有稳定性。通过本文的论述可也看出电气自动化的发展随着科学技术的更新,而有更完善的功能。这就使得电气自动化在未来的发展中有更广阔的空间,在未来电力工程系统应用电气自动化技术后,会大幅度的提高该系统运行的稳定性。
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