浅谈电气自动化在电力系统的应用与发展趋势

摘要：电气自动化是工业现代化的重要标志和现代先进科学的核心技术、电气自动化的发展对国家经济发展有着极其深远的影响、现着重阐述了电气自动化发展的重要性，并探讨一下电气自动化在我国电力系统的发展趋势。

关键词：电气化；电力系统；发展；应用

1.电气自动化概述

电气自动化运用电力电子技术、微机控制技术和计算机网络技术来实现电气自动控制，以计算机技术实现程序控制，并且通过系统集成实现自动控制电力系统和运行维护功能。其明显特征是集成化、智能化和综合化、故障反映迅速自动化。

电气自动化范围较广，包括配电自动化、变电站自动化、馈线自动化。配电自动化包括配电系统所有硬件设施和控制流程，通过输电、配电和用电实现配电自动化流程。变电站自动化通过馈电自动化实现系统监控和管理。而馈电自动化方面，则是高度集成化，除了常规的遥测、遥信和遥控，包括自动重合闸、馈线故障监测、电能质量等监测，还集成了断路器监视功能，逐步发展成为智能化开关。

2.电气自动化技术在各行业的应用

2.1电气自动化在水厂方面的应用

在水厂方面：第一，自动化提高了效率，节约了能源，降低了能耗，减少了污染。第二，对水厂的监管和控制更加系统化专业化。让监督和控制的范围更加广泛，更加及时。第三，水厂的管理更加信息化，网络化，现代化。第四，应用电气自动化系统，使企业效率更高，提高综合效益。整个系统更加完善，同时具有更高的性价比。保证了水厂在各方面的高效运行。电气自动化技术在水厂中的应用，提高了水厂的工作效率，让水厂更加现代化，科技化，智能化。

2.2电气自动化在港口方面的应用

对外开放也带动了港口的发展，为了使我国港口更快发展，港口方面应用了很多新技术。比如港口电气自动化的发展，应用自动定位，动调度管理系统，无线数据通讯等，让水路工作能够高效运行，这样满足经济发展和国际贸易的飞速发展。提高了效率，降低了成本，节约了劳动力。这些促进了电气自动化技术应用达到更高的水平，从而促进了经济的进一步发展。

2.3电气自动化在火电厂方面的应用

电气自动化在火电厂方面的应用发展也是很快的。电气自动化应用系统的功能在电气方面得到充分发挥，比如监视功能的发展，信号警示功能更加发达，与主信号之间联系更加方便，网络通讯更加发达，火电厂通信通道也更加迅速，便于火电厂更快的发展，更加现代化，科技化，智能化。电气设备管理也更加系统。发电机运行状态监视功能，自动化系统网络的通信也更加快捷，更加发达。

2.4电气自动化在电力方面的应用

电气自动化在电力方面的应用更多的是新技术的创新，电力在经济发展中占有重要地位，新的应用让电力发展方面更加发达。第一，新电力电子开关标志着运动控制的新时代。MOS控制晶闸管将驱动电路、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，统一成一个整体，这样电气自动化系统迎来了一个新时代。第二，变换器的组成部分电子器件的更新促使变换器的新发展，让电气自动化的应用更加方便与快捷。电气自动化对电力系统做出了巨大的贡献。第三，交流调速控制日渐成熟拥有新颖的控制思想，简单的控制结构，控制手段更加直接，响应迅速，且无超调，信号处理物理概念明确。这方面的新发展让电气自动化的工作效率更高，成本更低。这些让电气自动化应用更全面发展速度更快。

2.5电气自动化在电楼宇控制方面的应用

在楼宇控制方面，电气自动化也发挥了重要作用。为了让整个楼宇控制系统更加现代化，安全化，科技化，智能化。在楼宇的应用主要有两种系统：

2.5.1 TN-S系统

TN-S是一个三相四线加PE线的接地系统。通常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。这种系统让楼宇系统更加安全更加可靠。楼宇中因为单相用电设备多，新的方式可以有随机电流。智能建筑应设置电子设备的直流接地，可以确保安全，防止雷电，还可以防止静电。

2.5.2 TN-C-S系统。

TN-C-S系统由两个接地系统组成，第一部分是TN-C系统，第二部分是TN-S系统，分界面在N线与PE线的连接点。这种系统的优势是保证楼宇系统电力系统工作更加安全，高效。让电力系统的综合管理更系统化，全面化，科学化。

在楼宇中应用电气自动化，对工作人员来说工作更加方便更加便捷，对居住人员来说，居住更安全，更放心，更稳定。

3.国内电气自动化现状

3.1 平台开放式发展

OPC技术的出现，Microsoft Windows平台的广泛应用和IEC61131的颁布，为电气技术的发展奠定了良好基础。基于PC技术的人机界面已经成为主流趋势，而基于PC技术的控制系统具有灵活和易于集成特点也正在被广泛的采纳和应用。

3.2 现场总线和分布式控制技术

现场总线是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输分支结构的通讯总线。包括位于中央控制室内的计算机、监视控制软件和PLC的CPU以及位于现场的远程的I/O站、智能仪表、低压断路器和变频器等构成，中央控制室和现场通过一根串行电缆连接，并且将这些现场设备的大量信息采集传输到中央控制室。而信息化技术的发展必将导致基于网络集成自动化系统的基础信息系统的发展。

3.3 IT技术与电气自动化

市场需求的发展促进了电气自动化和IT技术平台的融合，信息技术对工业的影响主要分两个方面：一是纵向渗透管理层；二是横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。其中，信息技术纵向渗透能够帮助企业对当前生产数据进行实时的存取，提高管理数据处理系统工作效率。横向，信息技术已经渗透到了产品的所有层面，包含传感器和执行器，也包含控制器和仪表。

4.电气自动化在电力系统的发展趋势

4.1 测量、控制、保护一体化

当前，由于电力系统人员配备、专业分工及运行体制存在差异，当前自动化系统主要针对站内数据采集及监控，各系统相对独立，这样的好处是可以提供比较清晰的处理界面，降低的重复使用设备、配置及技术的可能，简化了维修工作量。通过对系统的发展趋势进行分析和考虑，如果将测量、控制及保护结合在一起，就能够充分的体现出一体化的优势。由于测量、控制及保护的信息源来自于现场，对设备的故障、异常状态进行采集、统一管理、传输，便可简化设备投入，降低成本，省去多个环节，设备的可靠性也得到提高。

4.2 电力系统一次设备的在线状态检测技术

电力系统具有复杂性特征，系统中设备之间耦合性强，过渡过程快。电力系统中的各类设备的运行数据，尤其是变压器、发电机以及一些开关等一次设备的运行参数，对于系统故障的监测非常关键。如果能这些设备实施在线监测，即时采集有效参数，不但可实现对这些重要设备的实时监控，还可以通过分析监测所得的数据，对故障进行有效的预测，同时也可以根据监测数据判断设备的故障情况，进而对设备采用有效的保养措施。这种情况，对于以往的系统通常采用的是定期维护设备，而定期维护的局限是往往对有些已经出现故障的设备不能得到及时的维护，从而影响到系统的运行效率。当系统实现了自动化以后，可根据监测数据判断设备的状态，做到对设备的实时诊断。因此，近年来我国电力企业加大了对电力自动化建设的投资，虽然进展比较迅速，但是还是存在一定的不足，所以，关于电力系统自动化的发展仍需继续努力。

4.3 电力系统一次设备的智能化

所谓的电力系统一次设备的智能化是指，在进行一次设备的结构设计时，尽量考虑将二次设备的部分功能或者全部功能在一次设备的安装点就地实现。这样一次设备就可实现自身电气参数的测量与保护功能，如智能开关，就是一种现存智能化一次设备。但是采用这种技术也存在一些不足，弱电电路容易受到现场的电磁干扰，从而影响到智能设备的正常功能。

5.总结

随着我国经济的发展，对电力的需求量、电力质量也提出了更高的要求。电力系统的高效稳定运行关系着我国社会的发展，只有大力发展电气自动化，才能满足我国电力系统和经济发展的需求。电气自动化正逐渐向最优化、智能化、人性化和远程化的方向发展。要继续深入对电气自动化的研究，促进电力系统和社会经济的发展。

参考文献：

[1]马玉敏等.工业以太网的最新发展.自动化系统工程，2006（2）：2.

[2]卞正岗.从自动化测控系统看网络技术的发展.测控技术，2006，25（5）.

[3]王尔乾，巴林凤.数字逻辑及数字集成电路[M].北京：清华大学出版社，1994.