電力工程施工電氣自動化技術

孫海寬

【摘 要】電力設備生產安裝是電力系統工作的重中之重，線路敷設更是工程的首要環節，電氣自動化也是電氣信息領域的一門新興學科。但由于和人們的日常生活以及工業生產密切相關，發展非常迅速，現在也相對比較成熟。已經成為高新技術產業的重要組成部分，廣泛應用于工業、農業、國防等領域，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。

【關鍵詞】電力工程施工；電氣自動化；技術研究方向

該專業培養具有工程技術基礎知識和相應的電氣工程專業知識，受過電工電子，系統控制及計算機技術方面的基本訓練，具有解決電氣工程技術分析與控制問題基本能力的高級工程技術人才。

一、電力系統自動化技術

（一）電網調度自動化

現代的電網自動化調度系統是以計算機為核心的控制系統，包括實時信息收集和顯示系統，以及供實時計算、分析、控制用的軟件系統。信息收集和顯示系統具有數據采集、屏幕顯示、安全檢測、運行工況計算分析和實時控制的功能。在發電廠和變電站的收集信息部分稱為遠動端，位于調度中心的部分稱為調度端。軟件系統由靜態狀態估計、自動發電控制、最優潮流、自動電壓與無功控制、負荷預測、最優機組開停計劃、安全監視與安全分析、緊急控制和電路恢復等程序組成。

（二）變電站自動化

電力系統中變電站與輸配電線路是聯系發電廠與電力用戶的主要環節。變電站自動化的目的是取代人工監視和電話人工操作，提高工作效率，擴大對變電站的監控功能，提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內容就是對站內運行的電氣設備進行全方位的監視和有效控制，其特點是全微機化的裝置替代各種常規電磁式設備；二次設備數字化、網絡化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜；操作監視實現計算機屏幕化；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。

（三）發電廠分散測控系統（DCS）

發電廠分散控制系統（DCS）一般采用分層分布式結構，由過程控制單元（PCU）、運行員工作站（OS）、工程師工作站（ES）和冗余的高速數據通訊網絡（以太網）組成。

（四）智能保護與變電站綜合自動化

對電力系統電保護的新原理進行了研究，將國內外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動控制理論、自適應理論、網絡通信、微機新技術等應用于新型繼電保護裝置中，使得新型繼電保護裝置具有智能控制的特點，大大提高電力系統的安全水平。對變電站自動化系統進行了多年研究，研制的分層分布式變電站綜合自動化裝置能夠適用于35～500kV各種電壓等級變電站。微機保護領域的研究處于國際領先水平，變電站綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平。

（五）電力一次設備智能化

常規電力一次設備和二次設備安裝地點一般相隔幾十至幾百米距離，互相間用強信號電力電纜和大電流控制電纜連接，而電力一次設備智能化是指一次設備結構設計時考慮將常規二次設備的部分或全部功能就地實現，省卻大量電力信號電纜和控制電纜，通常簡述為一次設備自帶測量和保護功能。如常見的“智能化開關”、“智能化開關柜”、“智能化箱式變電站”等。

二、線路敷設

（一）電纜及其附件的檢查

（二）電纜土建工程

電纜的敷設方式主要有直埋、電纜溝、電纜排管三種，在施工時要注意

1.直埋電纜溝開挖

電纜直埋敷設不需要大量的土建工程施工周期較短是經濟的敷設方式。

2.電纜溝建設

電纜溝一般分磚砌溝、混凝土溝，其結構詳見土建施工圖

3.排管建設

電纜排管是一種比較適用、使用比較廣泛的土建設施。

（三）電纜敷設內容包括直埋敷設、預制電纜溝敷設、排管敷設

1.直埋敷設

2.電纜溝電纜敷設

3.電纜排管敷設

4.電纜頭的制作和選型

電纜頭包括電纜終端頭和電纜中間接頭，電纜施工的關鍵部位就是電纜頭的制作。交聯電纜終端頭根據運行環境，有戶內和戶外之分，收縮方式有冷縮和熱縮之分。選擇電纜頭時應根據電纜的型號、規格，使用環境及運行經驗綜合考慮確定使用熱縮頭或冷縮頭。從運行經驗來看冷縮比熱縮安全運行系數高。

三、高低壓配電設備安裝

配電柜安裝要求是：配電柜應用不可燃材料制作；觸電危險性小的生產場所和辦公室，可安裝開啟式的配電板；在觸電危險性大或作業環境較差的加工車間、鑄造、鍛造、熱處理、鍋爐房、木工房等場所，應安裝封閉式箱柜；在有導電性粉塵或產生易燃易爆氣體的危險作業場所，必須安裝密閉式或防爆型的電氣設施；配電柜各電氣元件、儀表、開關和線路應排列整齊，安裝牢固，操作方便。落地安裝的柜底面應高出地面5～10mm；操作手柄中心高度一般為1.2～1.5m；柜前方0.8～1.2m的范圍內無障礙物；保護線連接可靠；柜以外不得有裸帶電體外露；必須裝設在柜外表面或配電板上的電氣元件，必須有可靠的屏護。

（一）設備要求柜（盤）本體外觀檢查應無損傷及變形，油漆完整無損。柜（盤）內部檢查：電器裝置及元件、絕緣瓷件齊全，無損傷、裂紋等缺陷。

（二）作業條件配電柜安裝場所土建應具備內粉刷完成、門窗已裝好的基本條件。預埋管道及預埋件均應清理好；場地具備運輸條件，保持道路平整暢通。

（三）配電箱定位：根據設計要求現場確定配電箱位置以及現場實際設備安裝情況，按照箱的外形尺寸進行彈線定位。

（四）基礎型鋼安裝、配電柜（盤）安裝

（五）柜（盤）試驗調整、送電運行的條件、送電

四、架空電力線路的施工要點

（一）必須線進行實地勘察，詳細了解現場情況，并盡可能考慮多種設計方案。

（二）在可能的條件下，應使路徑長度最短、轉角少，特殊跨越最少，水文地質條件好，投資少。

（三）沿線交通便利，便于施工、運行。

（四）線路應盡可能避開樹林、綠化區、防護林、建筑物、不良地質地段、良田、沼澤地、水草地、易積水地、鹽堿地、污染地區、洪水淹沒的地段和徒坡、滑坡、崩塌、不穩定巖堆、泥石流等不良地質段等。

（五）線路轉角點不宜選在高山頂、深溝、河岸、堤壩、懸崖、徒坡或易被洪水沖刷、淹沒之處。

五、建筑電氣設計

傳統建筑電氣設計只包括供電和照明，而今天一般將其設計的內容形容為強電和弱電。將供電、照明、防雷歸類在強電，而其余部分，如電話、電視、消防和樓宇自控等內容統統歸于弱電。這種分類以電壓的高低為依據，強調了電氣設計中所增加的消防、電訊和自控內容與傳統電氣設計內容完全不同，容易理解，所以很快被人們所接受。但是，這種按電壓高低進行分類的方法并不嚴謹，如：動力設備的二次控制回路，其電壓可能很低；而消防回路中的聯動也不宜與配電箱完全分割開。又如人防設計、防雷設計、保安設計等功能性設計，其內容不僅僅是弱電信號的報警，也包含有動力、照明的聯鎖反應。又如防雷接地，強弱電都要求，而且有向等電位聯結發展的趨勢，實際上又很難分開。如果電氣設計僅僅以電壓高低進行分工，勢必造成強弱兩個子工種之間交叉過多，界限不清楚。還可以嘗試一種新的分類方法，就是按功能分類。既然建筑設計是為業主的功能需要服務的，將滿足某一類需要的相關設計內容放在一起考慮應該是合情合理的。建筑電氣設計包括變電所電能質量提高，生活用電、照明安防、信息通訊

六、結束語

眾所周知，電力工程施工是民生建設中不可缺少一部分，電氣自動化技術是當今世界最活躍、最充滿生機、最富有開發前景的綜合性學科與眾多高新技術的合成。其應用范圍十分廣泛，幾乎滲透到國民經濟各個部門，隨著我國科技技術的發展，電力工程自動化技術也隨之提高。

【參考文獻】

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