浅谈电气自动化技术的应用

浅谈电气自动化技术的应用

李海军

李海军

（上海置信节能环保/电力建设有限公司上海市200335）

摘要：随着如今高新技术不断发展和电气自动化的逐渐普及，电气自动化将占据愈来愈重要的地位，其所涉及和涵盖的领域将更为广泛，技术更新也将愈加复杂和频繁，所以优化其应用愈发显得任重而道远。这就要求电气自动化的工作人员与时俱进，坚持学习，不断积累经验，提高自己的专业技能，从而从提升对电气自动化相关技术水平，使其更加完善。

关键词：电气自动化；特点；应用；发展

引言：

社会在不断的发展进步，科学技术水平也在不断的提高，科学技术在各个工程领域所占的比重也越来越大，许多行业实行的智能化、自动化技术都离不开电气自动化与之配合设置。我国的电气自动化技术经历了几十年的发展之后，已经获得了不错的成绩。与国际水平相比我国的电气自动化技术水平还是不够高的，伴随着市场经济规模地不断扩大，电气自动化市场中出现了大量的竞争对手，加剧了企业的市场竞争环境。企业要充分发挥自身的生产优势，才能在一些行业中占有重要的位置。

一、电气自动化控制系统的特点、功能及其发展历程

1.特点

与热机设备相比，电气控制系统的控制对象少、信息量小、操作频率低，但具有快速、准确的优点。由于电气设备要求较高的保护自动装置可靠性和快速反应能力以及较高的抗干扰能力，电气控制系统具有较多连锁保护，能够满足有效控制的要求。

2.功能

基于电气控制的特点，电气自动化控制系统要实现对发电机—变压器组等电气系统的有效控制，必须具备以下的基本功能：发电机—变压器组出口隔离开关及断路器的有效控制和操作；发电机—变压器组、励磁变压器、高变保护控制；发电机励磁系统起励操作、灭磁操作、增减磁操作、稳定器投退、控制方式切换；开关自动、手动同期并网；高压电源监视和操作及切换装置的监视、启动、投退等；低压电源监视和操作及自投装置控制；高压变压器控制及操作；发电机组控制及操作；LPS、直流系统监视等等。

3.发展历程

“自动化”一词最早是由美国的福特公司机械工程师D.S.哈德为描述发动机气缸自动、传送和加工的过程提出的。20世纪50年代，随着经典控制理论和自动调节器的产生发展，自动化进入局部自动化发展阶段；60年代，电子计算机的应用发展，将自动控制和信息技术处理结合在一起，形成自动化综合发展阶段；70年代是电气自动化发展的重要时期，这一时期中，IT电脑技术、微电子科学技术、现代通讯技术都得到了发展，其自动化方法、理论得益众多技术的革新，最终形成了融合了通讯技术、系统工程、电子网络技术和人工智能技术的复杂的智能控制系统。80年代以来，电气自动化技术成为现代技术的重要组成部分，在电器制造行业上，运用其自动化的程序设计，发挥了主要效能。通过其发展历程可见，电气自动化技术是一门综合性的技术，其技术特点主要包括：电子化、智能化、信息化、自动化、人性化。

二、电气自动化技术应用方向

1.电力系统自动化实时仿真系统的应用

该仿真系统在可提供大量实验数据的前提下，还可与多种电力系统的暂态及稳态实验同步进行，还能用以协助科研人员测试新装置，且多种控制装置都能与其构成闭环系统，从而为灵活输电系统及研究智能保护的控制策略提供了一流的实验条件。电力系统数字模拟实时仿真系统的引进，方便了对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行深入研究，从而建成具备混合实时仿真环境的实验室。

2.综合自动化技术与智能保护的应用

目前，国内的综合自动化领域的研究已达到国际先进水平，智能自动化保护技术领域的研究相对处于国际领先水平，研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。将国内外最新的人工智能、网络通信、微机新技术、自适应理论、综合自动控制理论等应用于电气自动化保护装置中，对电力系统自动化保护的新原理进行了研究，可以大大提高电力系统的安全水平，使得新型保护装置具有智能控制的特点。

3.电力系统中人工智能的应用

电力系统及其元件的故障诊断、运行分析、规划设计等方面将模糊逻辑、专家系统以及进化理论应用到实际研究，并且结合电力工业发展的需要，开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，同时也开展了在上述实用软件研究的基础上提高电力系统运行与控制的智能化水平工作。

三、电气自动化技术的新发展

1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管

第一代电子电力器件晶闸管的出现广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起，相继出现了全控式器件——GTR、GTO、P-MOSEFT等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。IGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件复合化的同时，模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上，其发展便是功率集成电路PIC。在PIC中，不仅主回路的器件，而且驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起，形成一个整体，这可以算作第四代电力电子器件。

2、变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也必然要换代。应用普通晶闸管时，直流传功的变换器主要是相控整流，而交流变频动则是交—直—交变频器。当电力电子器件进人第二代后，更多早采用PWM变换器，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。谐振式直流环逆变器的出现，使开关损耗降低到零，使变逆器尺寸减少，降低成本，还可能在较高功率上使逆变器集成化。

3、通用变频器开始大量投入实用

一般把系列化、批量化、占市场量最大的中小功率如400kVA以下的变频器称为通用变频器。采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制控制器，具有挖上机和“无跳闸”能力，也称为“无跳闸变频器”。电力半导体器件以IGBT为发展趋势：变频器的可靠性、可维修性、可操作性功能也由于采用单片机控制动技术而得以提高。

4、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展

以MCS-51代表的8位机虽然仍占主导地位，但功能简单，指令集短小，可靠性高，保密性高，适于大批量生产的单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器、仪表或不太复杂的工业控制场合。在集成电路方面，需要重点说明的是集成模拟乘法器和集成锁相环路及集成时基电路在自动控制系统中运用很广。在逻辑电路方面，值得注意的是用专用芯片(asic)进行逻辑设计。

四、结束语

总之，电气自动化在现代工业和人们日常生活中有着举足轻重的作用，是促进我国生产力的发展不可或缺的助推器，人们在各行各业的工作中都会用到相关产品，这就要求我们必须重视电气自动化工业，重视这个领域的开拓创新，否则就会给社会主义现代化进程增加负担压力。当我国电气自动化技术能够达到国际先进水平时，我国生产力和人们的生活质量也会达到新的高度，我们对此充满期待。

参考文献：

[1].贾启展.浅析电气自动化技术.[J].城市建设理论研究.2013.(03).

[2].黄海波.浅析电气自动化技术发展及其应用.[J].消费电子?理论版.2013.(10).

[3].钱建峰.浅谈电气自动化技术的应用.[J].城科技探索.2013.(03).