電氣工程中自動化技術的運用

摘 要：電氣自動化技術是保障供電質(zhì)量和電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的重要保證，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進行就地或遠程的自動管理、監(jiān)視、調(diào)節(jié)、控制。本文從變電站自動化；發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)；電網(wǎng)調(diào)度的自動化；配電自動化等方面就自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用進行了分析，其次，探討了電氣工程自動化系統(tǒng)的人性化設計，具有一定的參考價值。

關鍵詞：電氣工程；自動化技術；人性化設計

1 前言

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，廣大人民群眾對于電力的需求量日益增加。在電力行業(yè)中，電氣工程自動化技術的重要性越來越顯現(xiàn)出來。電氣自動化技術作為當今最富有生機、最充滿活力、最富有開發(fā)前景的技術，在國民經(jīng)濟中的各個相關領域都深入地滲透進去，應用非常廣泛。電氣自動化技術能夠是保障供電質(zhì)量和電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的重要保證，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進行就地或遠程的自動管理、監(jiān)視、調(diào)節(jié)、控制。本文就電氣工程中自動化技術的運用進行探討。

2 自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用

2.1 變電站自動化。自動化技術應用于變電站的主要目的是確保變電站的運營安全，提高變電站工作效率，加強對變電站的監(jiān)控，逐步取代掉人工監(jiān)視和人工操作，它是建立在變電站自動控制技術和變電站應用信息處理、傳輸技術基礎之上的。它能夠?qū)τ谧冸娬緝?nèi)運行的各種電氣設備進行全方位、24小時實時監(jiān)視。特點有：實現(xiàn)記錄統(tǒng)計與運行管理的自動化，將電力信號電纜盡量以光纖或者計算機電纜來進行替代，實現(xiàn)操作監(jiān)視的計算機屏幕化，將常規(guī)的電磁式裝置用全微機化設備進行代替、。變電站的自動化技術是電網(wǎng)調(diào)度自動化的重要組成部分，不單單可以滿足變電站的運行，而且還是電力現(xiàn)代化生產(chǎn)的不可或缺的部分。

2.2 發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)（簡稱DCS）。發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)絕大多數(shù)都是采用分層分布結構，由高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)（以太網(wǎng)）、運行人員工作站（OS）、過程控制單元（PCU）、工程師工作站（ES）等部分組成，過程控制單元（PCU）是其中最為重要的部分，可接受現(xiàn)場變送器、脈沖量、開關量、電氣量、熱電偶、熱電阻等信號，可直接應用于生產(chǎn)過程，它是由能可冗余配置的主控模件（MCU）和智能I/O模件構成，在運算處理之后可實現(xiàn)生產(chǎn)過程的聯(lián)鎖監(jiān)測、聯(lián)鎖控制、聯(lián)鎖保護等。運行人員工作站（OS）和工程師工作站（ES）能夠提供了人機接口，同時為電氣設備維修工程師提供系統(tǒng)診斷、系統(tǒng)維護、系統(tǒng)組態(tài)設置等手段。數(shù)據(jù)的采集、處理、監(jiān)控都采用微型計算機來完成，機組的監(jiān)控水平得到了大幅度的提升，也提高了人機交互界面；無論是進口的機組，還是國產(chǎn)的大型機組，基本都安裝了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)；在很多電廠的自動裝置設備都是采用數(shù)字化儀表來進行顯示控制，而不再是過去那種傳統(tǒng)的機械式儀表，這些措施都將我國的電廠熱工自動化技術推向到了一個新的高度。

2.3 電網(wǎng)調(diào)度的自動化。電網(wǎng)調(diào)度的自動化一般是由電網(wǎng)調(diào)度中心的計算機網(wǎng)絡、大屏幕顯示器、打印設備、工作站、服務器等組成。它由處于調(diào)度區(qū)域內(nèi)的測量控制設備等變電站終端、下級電網(wǎng)調(diào)度中心、發(fā)電廠等構成，由電力系統(tǒng)專屬局域網(wǎng)進行連接。電網(wǎng)調(diào)度的自動化的主要功能有：適應電力市場的運營需求、對電網(wǎng)運行安全情況進行分析、監(jiān)控、實時采集電力生產(chǎn)的過程中數(shù)據(jù)、自動發(fā)電控制、對電力系統(tǒng)狀態(tài)進行評估、自動經(jīng)濟調(diào)度、對電力負荷進行預測等。

2.4 配電自動化。配電自動化與調(diào)度自動化相比，規(guī)模要小的多。配電自動化目標在于實現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行、減輕運行人員的勞動強度、為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務、提高供電的可靠性、改進電能質(zhì)量等，是一項綜合信息管理系統(tǒng)，集合了設備管理技術、數(shù)據(jù)傳輸技術、計算機技術、現(xiàn)代控制技術等為一體。

配電自動化在美國、英國、加拿大等一些發(fā)達國家已有了多年的運行經(jīng)驗，并且有向縱深性發(fā)展的趨勢，如人工智能、光纖通信、大規(guī)模地形顯示等。目前我國的配電自動化技術主要使用了配電管理+集中監(jiān)控模式的配電自動化、集中監(jiān)控模式的配電自動化、就地控制的饋線自動化模式，且使用了分布式總體結構，通過網(wǎng)絡將子站和主站聯(lián)在一起，形成統(tǒng)一的配電自動化系統(tǒng)。

3 加強電氣工程自動化系統(tǒng)的人性化設計

3.1 文化因素。我們在對電氣工程自動化系統(tǒng)進行設計時，應該表現(xiàn)出與技術進步和時代精神的與日俱進，滿足電廠的功能需求，符合電廠的企業(yè)文化特征。

3.2 美學因素。在進行電氣工程自動化系統(tǒng)設計的時候，應該基于人性化設計的角度來進行研究考慮，對人的觸覺、聽覺、視覺等審美情趣進行充分的考慮。

3.3 人機工程學因素。應該采用多學科的方法，如心理學、生理學、人體力學、人體測量學等來提供人體機能特征參數(shù)，研究人體特征和結構，為電氣工程自動化的設計提供人性化的要求。

3.4 環(huán)境因素。對光照、音響、濕度、溫度及其他物理因素采用人性化設計的理念來進行分析，讓人具有舒適感和安全感。

3.5 可靠性因素。人們接受及信賴的基本條件就是電氣工程自動化系統(tǒng)的可靠性。高可靠性的電氣工程自動化系統(tǒng)，重點是要體現(xiàn)出系統(tǒng)對人性的關懷，增加對于人的安全的考慮，其次才是考慮電氣工程自動化系統(tǒng)的使用壽命、可用率系統(tǒng)性能。

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作者簡介：唐杰（1975，6-），女，山東省梁山縣，大學學歷，研究方向：電氣工程及自動化，職稱：高級工程師。