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1.1電氣工程
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。
4.結語
安全、穩定、可靠的電力系統是每個企業的追求。將電氣工程自動化技術應用在電力系統之中,就是為了維持電力系統的穩定,進一步對其進行完善和管理。本人2009年參建的蘇州港太倉港三期工程、2012年參建的太倉港公用危險品工程的電氣工程部分的采用了自動化技術,更好的實現了電源系統的監控和管理。現結合蘇州港太倉港三期工程的電源監控系統,
1.1設備選型:
為了實現電氣工程自動化管理,在電氣設備訂貨期間就得統一考慮其設備型號及功能需滿足電源監控系統的技術及參數要求。
1.2系統集成
基于設備訂貨期間考慮的設備型號及參數滿足電源監控系統的通信及其控制技術要求,故可以實現1#、2#、3#和中心變的電源監控系統集成,采用華立特公司的FARAD200SEAV5.0系統。
1.3數據分析
通過FARAD電源監控系統可提供實時的數據分析和查看各種實時數據,實時數據主要包括:模擬量、數字量、電度量、設備驅動、事件記錄和電力設備表。通過數據分析可以對設備的運行狀態、電度量的實時值、峰峰電度量、事故發生的時間及故障點、電力臺帳總表、上次檢修時間、計劃檢修時間等進行查閱。
1.4報警管理
報警的類型分為5類,一般事件,一般報警,預告報警,事故報警或自定義報警。報警的狀態分為3種,報警消失,報警未消失,報警。報警狀態還包括確認信息。報警會根據不同的狀態顯示不同的顏色。通過對蘇州港太倉港三期電源監控系統簡要的分析,其系統主要應用了以下幾種自動化技術:
1.4.1智能控制的應用
及時對電源監控系統管理中出現的各項問題進行反饋和報警,保證企業電氣管理部門能夠及時地發現系統中的電力故障和故障點,并進行相應的維護、改進和完善。
1.4.2仿真技術的應用
蘇州港太倉港三期電源監控系統的核心是FARAD200SEAV5.0系統,采用了仿真技術,主要實現了以下幾種功能:各變電所的10KV系統和低壓系統通過在FARAD軟件的界面切換,提供準確的各電氣設備的運行狀態。電氣故障的報警和初步的診斷。對整個電源監控系統運行可以進行動態的監控。對電源監控系統進行了優化設計和調試。
1.4.3集成技術的應用
在以往的電力系統運行過程中,電力分配、電力安全、電力維護等環節是分開進行管理的,而當實現了電氣工程自動化在電力系統運行中的應用之后,就要將不同的環節進行統一化的集成管理。通過運用集成技術,本監控系統首先實現了中心變和1#、2#、3#變電所的集中管理,減少了變電所的值班人員;其次實現了系統的拓展,太倉港公用危險品工程和蘇州港太倉港三期工程為一家營運公司,太倉港公用危險品工程電力系統建成后并入了蘇州港太倉港三期電源監控系統,統一進行管理;再次實現了電力安全和電力維護的集成管理,發生的電力事故和電力維護記錄可查。
2關于電氣工程自動化技術在電力系統中的應用幾點想法
基于對蘇州港太倉港三期電源監控系統的分析,本人淺淡一下工程自動化在電力系統中的應用幾點想法:
2.1推廣、使用統一的國際標準
遵循統一的國際標準,這將會使設備的選型范圍更廣。但目前各個生產電氣自動化設備的廠商生產的設備有所不同,遵循的標準也存在差異性,會導致各個廠商生產的電氣自動化設備之間的兼容性不高,不利于進行系統集成。
2.2適應電氣工程自動化控制技術要求的新產品研究和開發
基本電力安全因素和電氣設備的技術原因,本電源監控系統未能實現完全的自動化控制。如:保護裝置的整定值(速斷、過流和單相接地等)的設定和修改,必需在保護裝置上進行操作設定,不能在系統軟件中直接進行修改。
2.3適當運用以太網技術
電力系統有著越來越復雜的趨勢,其運行過程中,需要進行采集和處理的數據量也越來越大。為了保證電網信息的實時性和有效性,就需要對數據傳輸的處理途徑進行優化,選擇一種更快的手段。運用以太網技術能夠保證大量的數據保持既快又穩定的傳輸,因此以太網技術充分滿足了電氣工程自動化技術發展過程中對數據處理優良途徑的需要。
3總結
首先,加強電氣工程質量的管理力度。具體來說,既是加強電氣工程質量管理隊伍的建設力度,對相關管理人員展開定期的培訓,以不斷提升其對工程質量管理的認識和業務水平;將競爭機制和激勵機制進行不斷完善,以有效提升員工的積極性與主動性。與此同時,對電氣工程的原材料和設備管理進行嚴格的控制。對于進場的材料及設備,要對其出廠報告及質量證書進行嚴格的檢驗,只有通過檢驗的材料或設備才能夠投入到施工現場進行使用,以此有效保證電氣工程的質量控制水平。其次,對電氣工程節能設計進行優化。相關電氣部門應有效找出消耗、浪費能源較高的環節,并在保證滿足實際工業生產需求的基礎上,有針對性的對節能設計進行改良與優化。例如,在建筑的照明方面,應當盡量利用自然光來代替照明設施,并將壽命長、功效高的智能照明裝置安裝在走廊等地方,以充分發揮智能照明的智能化的作用,將照明所需的電能消耗降到最低。
2電氣工程自動化存在的問題及對策
2.1電氣工程自動化存在的問題
電氣工程自動化存在的問題主要體現在以下三個方面。其一,網絡架構不夠統一。相關企業及部門不統一的網絡架構,嚴重阻礙了電力工程自動化系統的有效建設;再加上不同企業之間在程序接口上的差異性,使得軟、硬件信息數據的交流與運輸受到嚴重影響,不利于實現企業間資源信息的共享。其二,電氣自動化系統的集成性不高。我國現階段的電氣自動化的程度較低,大多數都還停留在多島自動化的層面上。而這種多島自動化往往由于功能單一的局限性,而不能實現信息的共享,這便很大程度上影響了電氣自動化功效的充分發揮。其三,電氣自動化技術的使用一定程度上受主觀支配。相關技術人員在開發和應用電氣工程自動化技術的過程中,往往容易被主觀意識所支配;再加上各技術人員在技能水平上存在差異性,便使得自動化平臺之間的差異也較大,進而造成電氣工程自動化成本的增加。
2.2電氣工程自動化問題的對策分析
1.1電氣工程自動化模型得到了簡化。
通常而言,在電氣工程自動化控制達到智能化目的之前往往需要建立相應的模型,除此之外,在模型建立的時候還需要綜合考慮到很多會直接或者間接影響模型的參數。鑒于此,通過模型來實現自動化控制歸納的說就是通過相關的動態方程來控制和反饋數據的,但是通過這種方式是無法保證在數據傳輸的期間不出現意外狀況來影響數據的傳輸以及反饋,這樣一來數據的及時性和準確性就無法得到保證了,使得理論結果與現實實踐之間出現偏差也就不足為奇了,這會導致電氣工程自動化控制的工作效率大大的降低。然而我們通過實踐得出,引入智能化技術能夠非常有效的跳過設計與建立模型這一環節,可以實現調節的自動化,從根本上降低了出現上述情況的可能性和風險,在很大程度上避免了那些不可控制的客觀因素發生,提高了控制器的精確度和自動化的控制效率。
1.2確保電氣工程自動化控制的統一。
傳統的自動化控制器一般地說都是就某個模型對象來加以控制的,事實證明,這種方式對于單個的模型控制效果良好,但是無法統一而全面的控制電氣工程自動化控制系統,這樣一來就極易造成不同的模型之間各不相同。然而智能化電氣工程的自動化控制就可以有效避免模型設計的這一環節,因此無法控制模型的復雜性這一問題就不復存在了,這不管是對于指定的對象或者非指定對象都能夠保證控制上的一致性,從根本上確保了電氣工程自動化控制的統一,這樣一來不僅大大提高了自動化控制器的工作效率,工作質量也得到了質的提高。
1.3有效控制了電氣工程自動化系統。
前面已經講到,智能化技術能夠控制和反饋對電氣工程中所有設備的數據,與此同時還能夠有效根據響應時間、下降時間和魯棒性變化等參數來對電氣工程自動化的控制程度實現自動調節,這樣一來就可以節省了重新建立模型的時間,另外還可以在第一時間來處理因客觀因素以及預警自動化控制過程中所造成的錯誤。這樣及時的處理和高效的警惕大大降低了風險,節省了很多的人力物力財力的消耗,從而更好的實現了對電氣工程自動化系統的有效控制。
2、智能化技術的有效應用
就目前而言,智能化技術在電氣工程中主要應用表現為以下幾個方面。
2.1模糊邏輯與控制。
一般地說,電氣工程的自動化控制系統中都會含有一定數量的模糊控制器,它能很好的代替PID控制器。就目前而言,模糊邏輯的控制主要有M型與S型兩種應用類型,但是有一點需要強調的是,這兩種控制器都有各自的規則庫,又可以叫做ifthem的模糊規則集。其中S型控制器的規則為if。X是G,y是H,則W=f(X,Y),這里所說的G與H指的都是模糊集,下面分別對這兩種應用類型進行介紹。M型控制器主要由模糊化、知識庫、推理機與反模糊化這四大部分所共同構成,主要用于實現變量的測量、量化、模糊化的目的,其隸屬函數的形式也是多種多樣的;知識庫主要是由語言控制的數據庫與規則庫兩個部分,其開發方式是將專家知識與經歷置于控制及應用目標上。值得注意的是,在建模的過程中,一定要使用神經網絡的推理機與模糊控制器對其加以操作;推理機同樣也是模糊控制器中不可或缺的重要組成部分,它能夠很好地模仿人類決策與推理模糊控制行為;反模糊化主要用來量化與反模糊化,它包括的技術種類也比較多,其中應用得最為廣泛的當屬中間平均技術與最大化的反模糊化這兩種了。
2.2優化設計與診斷故障。
在過去的很長一段時間里,設計產品通常都是依靠實驗或者傳統手工檢驗來完成,通過這種方式所得方案往往不是最優方案。隨著計算機技術的蓬勃發展以及在各個領域的廣泛應用,越來越多的電氣工程產品開始更多的選擇使用CAD來進行設計。這樣大大減短了產品的開發周期,如果在這個過程中很好地滲透智能化技術,可謂是如虎添翼,使其設計質量與效率得到大大的提升,專家系統的設計就是一個典型案例。不僅如此,智能化技術在優化設計還體現在遺傳算法方面。眾所周知,遺傳算法是當前全世界范圍內比較先進的計算法,其最大的優勢之處在于計算精度高,因此在電氣工程中得到了親睞,而且在其中也起到了極其重要的作用。除此之外,故障和它的預兆在電氣工程中的關系是錯綜復雜的,具有不確定與非線性的特點,這給我們的判斷帶來很大的困擾。
3、總結語
在現實當中,電氣工程及其自動化的設計應該從軟件和硬件兩方面來考慮,在一般情況下,硬件的設計要放在軟件設計的前面,根據實際電氣工程的需要,對電子元器件進行針對性選擇,第一步,應該設置一個中央服務器,將先進的計算機系統作為整個電氣工程自動化的核心;第二步,對的輔助設備進行選擇,比如控制器以及傳感器;第三步,對所有設備進行連接,組成一個完整的具有發出指令、傳達指令、接收指令以及完成指令工作程序的電氣工程自動化設備。
然而在實際的電氣工程及其自動化設計時,不僅要遵循以上說的理論,還要根據實際的情況,包括環境、空間等因素,對電氣工程及其自動化的設計進行合理化更改。由于生產線是現實已經存在的,電氣自動化設計必須依靠原本的生產模型進行設計,因此,對硬件的安裝也有著相當高的要求,設備的體積不能過大,也不能過小,過大會導致空間的擁擠,過小又會影響操作,所以設計人員一定要到安裝地點進行實際的考察,然后,根據實際的數據,對設備的型號進行最終的確定。在硬件設計順利完成之后,還要設計相應的軟件系統,現進市面上,有著很多不同類型的自動化控制系統軟件。但是為了將自動化水平提升到最大化,企業都會選取優質的軟件公司,這些軟件公司將會根據企業生產情況以及硬件安裝情況對自動化軟件進行設計。
2電氣工程及其自動化的應用
2.1電氣工程及其自動化技術在變電站的應用電力設備運行的平穩、安全以及可靠是電氣工程及其自動化技術的基本保障,所以對電力設備進行在線監控、系統保護以及調動控制等措施是必不可少的,但是由于社會經濟的不斷發展,科學技術的不斷進步,變電站的電力設備也逐漸增多,并且電力設備之間的聯通方式也越來越復雜,為了確保電網的安全運行,電業部門,投入了大量的人力物力和資金,將電氣工程自動化技術引入到了變電站的設備控制之中,應用全微機化設備代替了原有的常規電磁式設備,應用計算機光纜或者電纜作為了電力信號電纜,使得變電站控制中心對變電站設備的控制變得快速而又安全。所以電氣工程及其自動化也成為了變電站建設過程中的重要組成部分,進而保證了變電站的自動化調控模式的高效率,所以對變電站實施自動化改造是必不可少的。
在我國當前的電力系統中,自動化技術已經得到了廣泛應用,其組成結構主要包括電網調度和變電站的自動化技術,以及分散測控系統。其中,分散測控系統主要運用的是分層分布方式,具體由運行員工作站、過程控制系統、高速數據網絡通訊設備、工程師工作站等四個部分組成。電網調度自動化主要由調度計算機電子系統、顯示裝置、服務系統等組成。變電站自動化主要由發電廠、變電終端裝置以及下級電網調度中心等幾部分組成。
2建筑電氣工程自動化技術的體現
建筑電氣工程自動化技術主要體現在以下幾個方面:首先,需要對建筑進行接地性測試,并一定要在接地性測試通過以后,再對建筑進行施工,尤其要對防雷自動技術充分重視,以保證接地引下線。另外,在對建筑施工的過程中,相應施工人員需要對鋼筋進行標記,以防止施工現場出現混亂。其次,關注相關的接地支線,也就是說,在建筑電氣工程中,不是所有的裝置與配件都需要應用金屬材質,也可以使用新型的塑料制品,因此,相關施工人員應當對接地的支線種類與作用進行系統明確的區分。再次,施工過程中需要對接地的支線與分線進行合理選擇,其原因在于不同用途的接地線其線路直徑也各不相同,如果出現差錯,不僅會在很大程度上影響接地效果,還會給用電戶帶來安全風險。最后,建筑工程完工以后,工作人員需要運用電氣工程自動化技術對接地線路進行監測,以防止線路被腐蝕,同時也對火災事故做出預防。
3建筑電氣工程自動化技術的應用
3.1變配電系統
1)變電系統的施工過程。
變電系統對建筑電氣工程自動化系統來說,有著非常重要的作用,因此,在整個施工過程中,應充分重視變電系統的施工,其具體的施工過程主要涉及到以下幾個步驟:首先,準備好建筑電氣工程施工所能夠應用到的一系列材料與裝備,之后對變電系統進行定位與測量,與此同時,還需要對設施定時開箱檢驗。其次,裝置變電系統設施所需要的基礎型鋼,并測量母線槽上下角度的水平與尺寸。最后,裝置變電系統所需要的電纜橋架,之后進行連接與鋪設,再進行試驗,并根據變電系統的情況做出合理調整。
2)低電壓配電系統。
所謂的低壓配電,事實上指的是以低壓電線為載體的配電,其配電方式主要有樹形結構、放射性結構以及鏈形結構三種。當前的很多建筑中,其電氣工程系統普遍使用的都是低電壓干線這種配電方式。一般情況下,低壓配電系統主要由配電線路以及配電設施共同組成,從我國當前的電壓標準來看,低壓配電設備的使用標準為1kV以下,在建筑工地中,常用的低壓配電裝置包括熔斷器、開關、低壓配電柜、接觸器等。在進行電氣工程自動化時,還要對其安全性進行充分考慮,低壓設備往往容易引發火災,在施工過程中,一定要對其倍加關注。
3)高電壓配電系統。
我國當前規定的高壓配電設備需要保證其電壓值要在1kV以上,但如此高的電壓值會令配電系統承受相對高的放射性電壓,因此,在選擇配電方式的過程中,要充分注重客觀條件,進行科學合理的選擇。在建筑施工過程中,常用的高壓配電裝置主要包括高壓的隔離開關、熔斷器、開關柜、避雷器、負荷開關、互感器、斷路器等,在建筑中運用電氣工程機器自動化技術,會很大程度上提升配電設備的電壓,因此,在整個施工過程中,要充分注意電氣事故的預防與控制。
3.2樓宇自動化系統
普遍意義上講,樓宇自動化控制系統的核心為分散控制集中管理,而該系統中的分散控制器一般情況下使用的是數字控制器,即Charge-CoupledDevice簡稱CCD,也叫電荷耦合原件,該裝置主要利用上位計算機來控制與管理想用的計算機畫面,而其主要的方式則是由一系列專門化的動畫、文本、曲線、控件、數據、腳本等組成。樓宇自動化控制系統內部主要分為消防、電梯、照明、通風、給排水、保安、電力等幾大系統,在對樓宇自動化控制系統進行設計的過程中,其根本目的在于將系統中的基點設施進行分析與整合,并對系統整體裝置進行統一管控,從而保證整個系統中的其他子系統可以協調有序,將其工作場所搭載得更加舒適、安全、高效,并在最大限度內降低能源與成本的消耗,節省工程造價。
3.3電氣安全
自人類進入電氣時代以來,用電安全問題便一直得到社會大眾的普遍關注,而建筑電力工程的電力安全問題始終威脅著施工人員的生命財產安全,因此,保證建筑電力工程的電力安全,是當前急需解決的主要問題。
1)安全載流量。
所謂的安全載流量,指的是建筑電氣工程中,能夠不間斷在導體里通過的相應電流量。正是因為其電流量不間斷,因此,在其內部的電流超出了安全載流量時,便會導致導體發熱,而當導體發熱到一定程度之后,隨著其溫度的升高,便會造成絕緣裝置的損壞,嚴重時還可能會造成漏電,甚至產生火災,對整個系統的用電安全產生嚴重威脅。因此,在建筑電氣工程中,采用適合的導體安全載流量,能夠有效幫助相關人員對設備進行選擇,同時也對確定導體截面有著非常重要的作用。
2)安全距離。
所謂的安全距離,指的是人或物在接近帶電物體的過程中,能夠保持安全的距離,這個距離能夠在最大限度內防止帶電物體中的電流對人體或物體產生傷害。舉例來說,在建筑電氣工程中,帶電體與人體,或與其他設備之間,都需要保持一定的安全距離,不僅如此,帶電體之間以及帶電體與地面之間,也都需要保持安全距離。所以,在建筑電氣工程的配電與變配電工作中,需要注重保持設備之間的安全距離,另外,在檢修以及安裝變配電方面,也需要注意安全距離。
3)電氣絕緣。
因為電具有一定的傷害性,所以在建筑電氣工程中,需要對電氣裝置以及配電線路進行絕緣處理,這樣做能夠在最大限度內保證施工人員的人身安全。同時,還要對電氣裝置進行絕緣檢驗,以在最大限度內避免電氣工程中電力安全事故的發生。
4結語
關鍵詞:電氣自動化技術 電力系統 應用
引言
隨著科學技術的發展,電氣自動化技術在電力系統中的應用與日俱增。目前,電力系統中電氣自動化技術主要涉及以下3個方面:變配電站集中監控、繼電保護和遠程調度管理部分。我國對電力系統中電氣自動化技術的研究起步較晚,近年來雖取得了一定的成績,但與國外先進水平相比仍存在較大的差距。因此,對電氣自動化技術在電力系統中的應用展開研究迫在眉睫,我們必須在結合本國實情的基礎上,研究和開發出更加符合我國國情的電氣自動化綜合技術化系統。
一、電氣自動化技術在電力系統中應用的研究方向
目前我國對電力系統中電氣自動化技術開展的研究,主要可以概括為以下4個方面:
(一)對電力系統智能保護和綜合自動化技術開展的研究
我國對智能保護和綜合自動化技術的相關原理展開了大量研究,將先進的綜合自動化控制理論、人工智能理論、自適應理論、微機和網絡通信技術等引入到電力系統的自動化保護裝置中,使得保護裝置更加智能化,極大地提高了電力系統的可靠性和安全性。經過多年努力所研制成功的分層式綜合自動化裝置,突破了傳統裝置所受的限制,能夠廣泛應用于各種電壓等級的電站,極大地拓寬了綜合自動化裝置的應用范圍。
(二)對電力系統配電網自動化技術開展的研究
我國對電力系統配電網自動化技術開展了大量的研究,主要表現在配網模型、中低壓網絡數字、信息配網一體化、高級應用軟件等方面的突破。其中,高級應用軟件將配電網的實際情況和輸電網的理論算法結合在一起,使用最新的國際標準公共信息模型,利用配網遞歸虛擬流算法對潮流進行計算,利用人工智能灰色神經元算法對負荷進行預測,極大地提高了計算結果的準確性和可靠性。
(三)對電力系統人工智能技術開展的研究
我國對電力系統人工智能技術開展了大量的研究,主要體現在將模糊邏輯、專家系統和進化理論等先進理論運用到電力系統及其設備的故障分析、運行分析、規劃設計等方面,確保了電力系統運行的安全性和可靠性,并能及時診斷各種故障信息,將損失降低到最小,提高了電網規劃設計的科學性和合理性。
(四)對電力系統自動化實時仿真技術開展的研究
我國對電力系統自動化實時仿真技術開展了深入的研究,重點研究了電力系統實時仿真建模和負荷動態特性建模,同時將國外先進的電力系統數字模擬實時仿真系統引入到國內,構建了基于混合實時仿真環境的實驗室。電力系統自動化實時仿真系統不但能夠對電力系統的暫態和穩態進行試驗,而且能夠聯合多種控制裝置,形成閉環系統,從而確保科研人員能夠完成對新裝置的測試實驗。
二、電氣自動化技術在電力系統中應用的設計思想
(一)電氣自動化技術在電力系統中應用的選型原則
電氣自動化技術在電力系統中應用的選型原則,主要從遠程調度和自動化系統監控這兩個方面進行考慮。電力系統的保護裝置一般優先選用微機保護綜合自動化系統,電力系統中電氣自動化的選型接線比較簡單,通常以常規繼電保護裝置為主,選用性能可靠且價格合理的智能化開關。
(二)電氣自動化技術在電力系統中應用的設計原則
電氣自動化技術在電力系統中應用的設計原則主要應從以下幾個方面進行考慮:
1.電氣主接線方式按照原設計來執行,要將采用監控系統后所增加的設備種類和數量(如電力監控器、電量變送器等的數量)在單線系統圖的設備型號說明中加以標注;
2.凡是需要利用計算機監控系統進行遠程遙控操作的開關,一定要使用具備遠程分閘和合閘功能的智能開關,從而確保遠程遙控操作功能得以實現;
3.運行狀態需要進入計算機監控狀態的開關,通常需要使用一對獨立的常開接點引入計算機監控系統,此外,低壓自動開關還需多選用一對常開輔助接點;
4.對繼電保護進行設計時,供電系統應該優先考慮使用變壓保護和綜合電氣自動化技術。
三、電氣自動化技術在電力系統中應用的研究趨勢
我國對電力系統中電氣自動化技術的研究還存在很多不足,未來的研究工作還有很多。電氣自動化技術在電力系統中應用的研究趨勢,主要包括以下3個方面:
(一)國際標準的大規模推廣和使用
近年來電氣自動化技術在我國有了廣泛的應用,但是由于電氣自動化設備的生產廠家眾多,導致這些設備的信息共享和相互操作間存在諸多障礙。為滿足不同廠家所生產設備的兼容性,電子工業協會制訂了IEC 61850標準,作為站端與站間進行通信的標準,從而實現站內的無縫通信。我國要大力推廣和使用IEC 61850標準,并基于此標準開發出電氣綜合自動化系統的相關產品。
(二)將測量、保護和控制工作融合為一體
長期以來,受電力行業專業分工、人員配置和運行機制的影響,我國電氣自動化系統主要通過站內監控采集相關數據、單獨進行保護的工作模式。這種工作模式雖然能對事故進行清晰的分析和處理,但是增加了工作量,降低了設備的利用率。為了減少設備的重復配置率和操作人員的工作量,提高事故的處理效率,必須將測量、保護和控制工作融合在電氣自動化綜合系統中。
(三)以太網技術的使用
隨著經濟和社會的發展,人們對電力的需求與日俱增,加之電網系統越來越復雜化,其涉及的數據和信息也越來越多。在這種背景下,電氣綜合自動化系統所需要采集和傳輸的數據日益龐大,對通訊的實時性和傳輸速度提出了更高的要求。以太網具有傳輸數據量大、傳輸數據快的優勢,能夠滿足電氣綜合自動化系統的發展需求,因此,以太網在電氣綜合自動化系統中必然會有更多的應用。
四、現代電氣工程自動化技術的特點
電力系統自動化的主要內容有電力系統調度自動化、變電站自動化、配電網自動化、火電場自動化、水電廠自動化等。現代電力系統技術上的發展主要以“大機組、大電網、高電壓、高度自動化”為特征來描述。21世紀,信息科技革命的到來,使得數字化、網絡化、信息化、智能化技術得到了飛速的發展,它們在電氣工程發展過程中的引進日益提高電力系統的自動化水平。同時,潔凈煤技術、水電開發、核電的發展也越來越得到重視;新能源的開發利用,特別是可再生能源的開發利用也是現代電力技術的發展趨勢。因此,建立健全的電力市場機制是提高效率、降低成本,促進電力資產的合理利用與發展的有效保證。
五、結語
電網調度自動化是電力系統自動化的主要組成部分。伴隨著科技的進步與社會的發展,自動化技術作為一門綜合性技術,它在電力系統中起到的作用越來越顯著,電力體制改革等新形勢對電網調度自動化系統既提出了新的挑戰,也提供了前所未有的機遇。未來調度自動化技術及系統將會有更快更大的發展,但也需要付出艱辛的努力。
參考文獻
[1] 張國慶.電力系統自動化發展趨勢及新技術的應用[J]. 科技風. 2010(23)
關鍵詞 建筑施工 電氣工程 監理工作 建議
由于電氣化設備運用到建筑工程施工當中,電氣工程監理也就成為整個過程施工項目監理過程中的一個不可或缺的組成部分。隨著改革開放的不斷深化和人民生活水平的提高,再加上信息化社會步伐的加快,人們的居住品位也越來越高,對建筑工程的功能有了更高的要求,簡述工程中所體現的電氣化程度也越來越復雜,建筑電氣包含的內容呈現多樣化的特點,涉及的面也越來越廣,從排水功能到消防功能,再到環保功能都離不開電氣化技術的支撐作用。建筑工程的電氣化水平已經決定了建筑工程是否現代化的重要標志之一。本論文先從建筑工程電氣化的特點出發,分析電氣工程的監理工作在整個工程施工過程中的作用,以及為怎樣做好電氣工程的監理工作提出一些可行性的建議。
一、建筑電氣工程的特點
我國的建筑工程的電氣化技術既包括電氣化的設計,也包括電氣設備的安裝、實驗與維護工作,它體現了多門知識與技術的綜合運用。建筑工程規模龐大,內部結構比較復雜,電氣工程的技術涵蓋很多方面。例如,計算機信息技術,廣電技術、智能生物技術等,隨著電子信息技術的快速發展,帶動了其他技術的綜合運用。同時,電氣工程設備的種類也越來越多,更新換代的速度也在不斷加快,新的產品不斷地涌入市場,優勝劣汰的趨勢日益明顯。電氣工程所涉及的標準也是五花八門,與建筑工程中的給排水系統和通風系統等很多建筑專業相互融合,成了一門綜合性的技術。
二、建筑電氣工程的監理工作建議
(一)慎重檢查施工圖紙
建筑施工的電氣工程,監理部門在進入施工現場后,應針對施工圖紙,及時組織相關人員進行會審,以書面的形式將其各項可疑問題作詳細備案,待施工設計交底時給予解決。施工圖紙作為工程項目施工的基本依據,電氣工程必須嚴格按照設計圖紙中的技術、尺寸、標準等相關要求進行施工。監理部門,應針對該項工程的重點施工工序,布設質量監控點,對于一些關鍵環節采取旁站監理,全面監督、嚴格控制施工質量;對于潛在的安全隱患,應實施重點檢查;對于電氣工程中的防雷接地、暗敷配管、埋線等隱蔽工程,電氣監理人員應根據施工圖紙的要求與標準,利用不同的檢測工具,通過現場實地的檢驗、測量,實現控制效果的提高。電氣監理人員只有嚴格按照設計圖紙的標準、規范、條件等要求進行工程的檢查、驗收,全面監督施工過程,及時發現、識別安全隱患,才能得到施工單位的認可與支持。
(二)嚴格監督施工材料進場
很多建筑工程事故都是由于施工材料質量的監督和把控出現問題而導致的,施工材料的質量好壞,直接關系到建筑工程的整體質量和使用的安全性。因此,進場材料的管理以及成為整個施工過程的關鍵環節,監理工作不容有失。作為建筑電氣監理部門或單位,應該把進場材料的質量管理和監督擺在首要位置,認真審核檢查材料的規格和類型是否與設計標準相符合,特別是要認真檢驗電氣設備和材料有無問題出現。同時,進場材料的報驗制度是保證進場材料不出問題的重要制度,電氣監理工作者要認真貫徹執行,履行自己的義務。
在建筑工程施工過程中,所需要的工程材料種類復雜,數量也比較大,作為施工單位,要使材料的進場過程有條不紊,在進場之前就要做好充分的準備和周密的計劃,以書面通知為依據。監理人員也要做好進場材料的監督工作,材料必須經過檢測合格并及時驗收,對于不符合規定的材料產品,監理人員應拒絕讓材料入場,并簽發通知單,通知建筑施工單位及時處理檢驗不合格的工程材料。同時,監理人員還要對進場材料進行二次檢查,即對進場材料的質量說明書以及型號和規格進行嚴格檢查,以免出現任何差錯。對材料的包裝以及產品的廠家來源和資質進行隨機檢查和核對。作為建筑電氣監理人員,應隨時作好監理筆記,把當天對進場材料的檢查情況記錄到筆記中。
(三)加強監理人員的業務培訓
以上我們說過,由于科學技術日新月異的發展,使得建筑工程電氣化設備的施工工藝和技術含量不斷提高,電氣化設備的更新換代的步伐加快,很多高端設備不斷地涌入市場,落后的設備逐漸淡出建筑工程的施工過程中。為了保證建筑工程的安全質量和使用功能,作為電氣監理人員,必須要提高自己的業務技術能力,才能滿足社會發展的需要。比如說,一個監理人員連最新的電氣設備的功能和特點都不了解,還怎么能保證電氣工程監理工作的實效性。為此,監理部門和單位有義務加強對監理人員的業務培訓,確保其專業知識和業務技術能力與時俱進。在開展培訓工作的過程中,加強對學員的專業知識和技術培訓是毋庸置疑的,但同時還要加強監理人員的思想道德素質的教育,以及責任意識的培養,使監理人員了解自己的職責所在,明白肩負在身上的重擔,正確認識監理工作。除此之外,監理單位還要注重監理人員溝通的技巧和方式,因為整個施工過程的完成是多個部門和單位共同合作的結果,監理人員在與施工方討論問題時,溝通的方式和態度也是十分重要的,它有利于部門之間精誠協作,提高辦事的效率。
三、建筑電氣工程監理工作的重要性
安裝建筑施工電氣設備的工程是非常復雜的,它是一項系統工程,由于建設工程的規模比較大,技術含量也比較高,僅僅依靠施工單位的管理和監督,難免會出現能力不足而導致的疏漏,已經無法滿足保證建筑工程安全質量以及整體功能的需要,若要提高質量控制工作的有效性及效果,必須引入電氣工程監理。目前,在實際的建筑電氣安裝工程中,其施工管理的各個階段仍然存在經濟效益低、施工進度緩慢、單項工程的銜接不夠緊密、施工操作不規范等問題。電氣工程施工的前期準備、事中的過程、事后的竣工驗收,都需要施工單位進行嚴格的管理,同時又要保證所有目標均是相互制約的,而對于目標控制的跟蹤檢查又是一項長期任務。因此,做好電氣工程監理工作,對于保證工程的質量和功能的實效性等都是非常重要的。
四、結語
作為電氣工程的監理工作者責任重大,因為電氣工程存在于整個建筑工程的方方面面,所以監理工作要貫穿于整個施工過程的始終。隨著科學技術日新月異的發展,特別是電氣設備技術的進步和更新換代,作為監理人員要做到與時俱進,認真鉆研專業的知識,重視業務培訓工作,拓寬自己的知識面和信息來源,同時還要提高自己的管理能力和水平,從而保證施工質量監督工作的實效性,使電氣設備和建筑工程完美結合,提高建筑工程的整體技術含量和功能。
(作者單位為鎮海石化工程股份有限公司)
參考文獻
[1] 喬秀麗,石桂鑫.淺談民用建筑施工中的電氣施工問題[J].黑龍江科技信息, 2009(35).
[2] 楊福山,戴福根,蘭海英.建筑電氣工程監理工作的問題分析[J].科技創新導報,2008(26).
“節能型電網限流裝置”的應用使這一難題得以破解。
“目前,寧夏石嘴山供電局投運的35KV戶外電網限流裝置每年可節省運行損耗高達390萬千瓦時,直接節電經濟效益達195萬元。到2020年,寧夏電網采用‘節能型電網限流裝置’的成本約為2900萬元。相比目前應用的斷路器而言,僅此一項可節約2.86億元。寧夏電網的裝機水平和電網規模約占全國電網的1%左右,依此計算,若將該裝置在全國推廣,可節約資金高達286億元。”
以上精辟判斷,出自負責該課題組的寧夏電力科學研究院系統分析室主任黃永寧。
現年48歲的黃永寧,在人生的26年里與“電力系統分析”結下不解之緣。多年來,他以嚴謹的科學態度和爭創一流的職業精神,刻苦鉆研、勇于拼搏,填補了寧夏電網系統分析和仿真計算、電能質量數字化分析、相量測試等電網智能分析領域的空白。
功夫不負有心人。2011年9月,黃永寧被榮聘為寧夏電力公司首席技術專家,成為勇立電力科研 “潮頭”的領軍人。
“寧夏電網必須有自己的電力系統分析軟件系統!”
1981年,18歲的黃永寧考入西安交通大學。懷揣奉獻電力科學事業的夢想,電機系發電專業成了他開啟人生理想的鑰匙。
“在大學校園,我常常凝望圖書館門口錢學森先生的高大塑像。在那里,我種下了此生與電力研究相守的‘種子’。每當遇到困難,科學巨匠的奮發精神總激勵我前行。他們對祖國、對事業的熱忱,不僅在專業學習方面給予我充足養分,更凈化了我的靈魂。”黃永寧深情地說。
1985年,邁出大學校門的黃永寧,作為“支邊”知識分子回到家鄉,進入寧夏電力試驗研究所(寧夏電力公司電力科學研究院前身)高壓室工作。第二年他又調入剛成立的系統室,主要從事電網電力系統短路、潮流、穩定三大計算系統分析工作。
20世紀80年代中期,信息技術已經開始運用于電力系統各個領域,包括電網調度自動化、電力負荷控制、計算機輔助設計、計算機仿真系統等。然而,寧夏電網由于條件所限,海量的計算工作仍需依賴大量的人力計算。當時,電子計算能夠進行電力系統三大計算的設備,離寧夏最近的是西安某科研機構所投運的VAX小型機,高昂的運算費用,往返的時間等巨大的成本使年輕的黃永寧感到“窩火”。他許下承諾:“寧夏電網必須有自己的電力系統分析軟件系統!”
1986年年底,黃永寧背起行囊,赴清華大學深造。“那年春節我未能與家人團聚,但那次學習之旅使我真正邁進了智能電力系統計算的門檻,更加堅定了我致力‘電力系統分析’并一生都愿意為之付出的信念。”黃永寧說。
學習期間,他參與了編寫程序及使用說明書,使寧夏電網成功引進了清華大學微機版《電力系統三大計算軟件包》,填補了寧夏電力系統計算工作的空白。
“繁瑣的計算推演,計算機可在下班時間運算。第二天上班時計算機顯示出自己想要的結果,甭提多高興了!”黃永寧的微笑里依然洋溢著昔日的興奮。
那時,他是寧夏電力界最先接觸電腦的“弄潮兒”。他的同事們也從浩瀚的數據計算海洋中解脫出來。當年的黃永寧雖然年輕,但是在大伙的心目中已成為知名的“電力人物”了。
如今,寧夏電科院所使用的電力系統計算分析工具,與當年相比不可同日而語。剛剛建成的“寧夏電力公司電網仿真實驗室”是國內目前最為先進的全數字動態仿真系統之一。借助這一平臺,黃永寧及其團隊將開創寧夏電網電力系統仿真分析工作的全新局面。
“我們要像‘保健醫生’一樣,讓電網運行‘規矩有型’”
又一個喜訊在寧夏電力系統交口相傳――黃永寧主持完成的《節能型電網限流裝置的研制與應用》科研項目,獲寧夏回族自治區科學技術進步獎一等獎,寧夏電力公司科學技術進步獎一等獎,該裝置的實用新型和外觀設計兩項專利獲國家專利局授權。
迄今為止,國內外研究應用的超導故障限流器、串聯諧振限流器及固態限流器等,采用電力電子器件的限流裝置,雖然動作快速但容量有限,價格昂貴,應用量很少,大部分處于試驗樣機階段。黃永寧及團隊研制的節能型電網限流裝置取得了新的突破。在石嘴山供電局投運的35KV戶外電網限流裝置,每年可節省運行損耗高達390萬千瓦時,直接節電經濟效益達195萬元。
目前,黃永寧及其團隊正在推進《戶外高壓可重復節能電網限流裝置研制》科研項目。為克服瓶頸,他創造性地提出了“戶外高壓可重復節能限流裝置”的構想。該裝置以較低的成本和極大的節能降耗效果,實現在高壓、超高壓電網限制短路電流的功能。“這是一項世界領先技術”,黃永寧估算,該限流裝置若運用于全國電網,將產生百億元的經濟效益。
“‘短路與諧波’是威脅電網安全的幽靈,必須像醫生做手術一樣精確診治。”黃永寧做出剪刀的手勢。自從事電能質量分析與測試以來,諧波成為了黃永寧及其團隊直面的一大難題。黃永寧說,這一課題做了20多年,我們要像“保健醫生”,手拿“手術刀”,讓電網運行“規矩有型”。
黃永寧說,諧波是影響電網電能質量的“罪魁禍首”,對電網的污染就像化工廠向清澈的湖泊排污一樣。在理想干凈的供電系統中,在只含線性元件的簡單電路里,流過的電流與施加的電壓成正比,流過的電流是正弦波。在實際的供電系統中,由于有非線性負荷,如整流負載、電力機車、軋鋼機、電弧爐等存在,當電流流過與所加電壓不呈線性關系的負荷時,就形成非正弦電流,造成電網污染。諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低,使電氣設備過熱、產生振動和噪聲,并使絕緣老化,使用壽命縮短,甚至發生故障或燒毀。
“作為從事電網系統分析研究電能質量技術監督的一名工作人員,必須結合當地經濟社會發展現狀,為當地電力建設和用戶使用優良電能,掃清一切技術故障。”黃永寧針對高耗能負荷,提出的無功補償兼帶濾波的措施被高耗能廠家廣泛應用,使得電網電能質量得到顯著改善。
1994年,第一條電氣化鐵路寶中鐵路寧夏段開建,寧夏電網面臨前所未有的全新課題。黃永寧開始研究電氣化鐵路對寧夏電網的影響。當時,他和團隊率先在全國使用CHP電力系統諧波分析程序,進行寶中電氣化鐵道諧波及負序分量計算工作,計算報告《寶中電氣化鐵道寧夏段諧波分量計算報告》獲寧夏電力公司優秀科技論文一等獎。
研究雖有進展,但如何將鐵路機車運行過程模擬出來?機車運行過程中會產生多少諧波?帶電多長時間?對供電電網有什么影響?一系列嶄新的課題面前,黃永寧選擇了重回母校“充電“,同時也為了圓夢。
黃永寧說,四年大學生活對自己而言是一場如癡如醉的夢,現在這個夢依然未醒。這一次尋夢之旅其實并不浪漫,面對電氣化鐵路對寧夏電網影響的整體分析評估,諸多技術難關需要攻克。最終,在導師的指導下,他以該項目為論文選題,如愿拿到了一直心儀的“工程碩士”。
“電網安全只有起點,沒有終點”
見到黃永寧時,他正在電網仿真實驗室指導同事做線路參數測試,模擬實驗電網交直流混合仿真計算分析。偶爾會有爭論,但他親和的語氣讓實驗室氣氛融洽。其實,更多時候是他過硬的理論知識令同事們“折服”。
“與同事們探討問題是一種快樂,爭論會產生靈感,使得分析和實驗能夠走上捷徑。”黃永寧笑呵呵地說。
在實驗室里與他“交鋒”的系統分析專責田蓓,與黃永寧共事7年,是他一手帶起來的技術骨干。
2004年,寧夏電力試驗研究所與銀川電校合并為寧夏電力科技教育工程院。工程院成立后,系統室也進行了重組,只剩黃永寧一人。田蓓等新調入的7位電校老師,具備豐富的理論知識,但實踐能力尚需提高。黃永寧的工作便由原來只管專業轉變為專業、教培“兩翼齊飛”。
田蓓和同事們回憶起當時的情景,感慨萬千:“作為一名只教過電力基礎課程的年輕職工,轉為從事電力系統分析計算,心里完全沒底。黃永寧耐心細致的言傳身教,讓我們很快找到了感覺。”
5年后,黃永寧的團隊不僅承擔起繁重的教學任務,電網分析專業更是突飛猛進,現已能夠承擔電網分析、試驗方面的各項基礎工作和國網公司科研項目,成績斐然:
完成750kV、±500kV及大機組群接入寧夏電網的前期研究項目――短路電流、過電壓計算及其限制措施研究兩個子項目,獲國網公司科技進步三等獎、寧夏電力公司科技進步特等獎;
推進寧夏電網仿真中心建設,完成寧夏電網動態仿真系統開發及應用。完成了基于ADPSS的寧夏電網主網架數字電網建設及其應用,搭建了詳細的寧夏電網主網架電磁暫態仿真模型與機電暫態仿真模型融合,建成了全數字式寧夏電網……