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試論電力系統(tǒng)中電氣自動化控制技術(shù)實施問題

發(fā)布日期： 2015-01-09 發(fā)布：  

  2014年18期目錄       本期共收錄文章20篇

　　摘 要：隨著電力改革的深入，電力系統(tǒng)管理更加困難，電氣自動化控制技術(shù)的作用日益突出，應(yīng)用越來越多。本文先對其功能和應(yīng)用進行了分析，然后結(jié)合實例探究了一種新控制系統(tǒng)ESC系統(tǒng)。
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　　關(guān)鍵詞：電氣自動化控制技術(shù)；ESC系統(tǒng)；安全穩(wěn)定
　　0 引言
　　電氣自動化控制技術(shù)是建立在電子信息和自動化技術(shù)之上的，以電氣控制系統(tǒng)為核心，以電動機為主要傳輸動力，具有自動檢測、信息控制等多項功能，利用自動化技術(shù)可使各項電氣設(shè)備自主控制完成電力生產(chǎn)任務(wù)。將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，可有效解決其復(fù)雜結(jié)構(gòu)帶來的一系列問題，降低工作難度，減少人工勞動量，進而維護系統(tǒng)穩(wěn)定運行，提高生產(chǎn)效率。然而在實際應(yīng)用時，還有一些不足之處應(yīng)引起重視，促進該技術(shù)在未來有更好的發(fā)展。
　　1 電氣自動化技術(shù)的功能及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　1.1 功能
　　首先是自動控制功能，即對電力設(shè)備的自動控制，是自動化技術(shù)的一個重要體現(xiàn)。多采用分散式控制方式，實現(xiàn)對整個操作系統(tǒng)的控制，運行中若有設(shè)備出現(xiàn)異常，自動控制系統(tǒng)會及時發(fā)現(xiàn)， 并將故障電路切除，以免有電流經(jīng)過，使得故障進一步擴大。而電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，線路復(fù)雜，要想準(zhǔn)確切斷電路，還需依靠分散控制來完成，所以說自動控制功能是維護系統(tǒng)整體穩(wěn)定的一個重要保障。
　　其次是保護功能，受內(nèi)部運行或外部環(huán)境影響，電力設(shè)備難免會出現(xiàn)各種故障，進而影響到系統(tǒng)安全。而電氣自動化控制技術(shù)則能夠保護設(shè)備運行安全，如輸入電壓不穩(wěn)定時，自動控制系統(tǒng)會控制設(shè)備自動將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓，保護設(shè)備內(nèi)部的元件和導(dǎo)線不被損壞，將可能會出現(xiàn)的風(fēng)險降至最低，盡可能地保護設(shè)備安全。電力設(shè)備運行時的承受能力有限，一旦電流過大，必將受損，所以說自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，可提高設(shè)備的使用壽命。
　　此外是監(jiān)督功能，主要是監(jiān)督不穩(wěn)定電流，因為電流不穩(wěn)定時，對設(shè)備危害較大，，自動化控制系統(tǒng)則能對其加以監(jiān)督。此時顯示器上的指針會有所偏移，且信號燈閃爍，提示工作人員對線路進行檢查。進而控制不穩(wěn)定電流，避免故障發(fā)生。
　　1.2 應(yīng)用
　　首先是電氣產(chǎn)品的設(shè)計，為生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，設(shè)計者必須具備極強的專業(yè)知識，并了解當(dāng)前需要解決的關(guān)鍵問題，以及產(chǎn)品的用途和工作環(huán)境。以往多以經(jīng)驗為主，缺少科學(xué)性，而且工作量較大，精確度低。而現(xiàn)代化產(chǎn)品則要利用高科技和現(xiàn)代化工具，如計算機等。另外，控制理論也越來越成熟，尤其是專家系統(tǒng)、遺傳算法等的應(yīng)用，為產(chǎn)品提供了質(zhì)量保障。
　　其次是設(shè)備故障的診斷，現(xiàn)代化電氣設(shè)備功能增多，智能化程度越來越高，故障也變得更加復(fù)雜，具有非線性的特點，檢測處理難度加大。傳統(tǒng)的方法顯然已不適用，而當(dāng)前則逐漸形成了一套設(shè)計理論，以此對故障進行檢測。這是一大創(chuàng)新，在智能化產(chǎn)品故障檢測中較為適用，效率很高。當(dāng)然還可以結(jié)合模糊邏輯系統(tǒng)等使用，進一步提升檢測效率。
　　2 新型電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用分析
　　2.1 案例
　　某電力企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，降低故障發(fā)生頻率，于2003年引進了DCS系統(tǒng)。隨著用電需求的增長，電力系統(tǒng)變得更加復(fù)雜多變，DCS系統(tǒng)的應(yīng)用可控制輸入輸出設(shè)備，從而采集系統(tǒng)的有關(guān)信息，并進行分析處理，然后對功率計電壓等加以適當(dāng)調(diào)整。該系統(tǒng)以控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，具有分散控制、分級管理、集中操作等功能，在電力生產(chǎn)中一度發(fā)揮著重要作用。但隨著電網(wǎng)事業(yè)的改革，這種系統(tǒng)的弊端日益顯現(xiàn)，信息處理量有限，抗干擾能力較差，接線復(fù)雜，成本昂貴，且反應(yīng)太慢，往往不能很好地處理瞬態(tài)電信號。為此，企業(yè)于2007年開始引進并應(yīng)用電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（Electric Control System），簡稱ESC系統(tǒng)，這是對計算機、信號處理、現(xiàn)場總線等技術(shù)的綜合應(yīng)用，可對電力系統(tǒng)的自動化裝置進行有效的測量控制，并保護其安全。
　　2.2 ESC系統(tǒng)
　　該系統(tǒng)包括以下3層：（1）間隔層：由多個智能元件構(gòu)成，如直流接地選線裝置、常用電壓保護裝置、自動準(zhǔn)同期控制裝置等，可完成系統(tǒng)的專業(yè)化功能。多是通過嵌入式軟硬件技術(shù)開發(fā)的，由CPU、現(xiàn)場總線等設(shè)備；（2）通信管理層：主要由通信網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的管理裝置組成，利用以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線將DSC系統(tǒng)、各項智能設(shè)備及其他子系統(tǒng)相連，實現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)通信工作；（3）站控層：包括各種專業(yè)軟件、通訊接口、服務(wù)器和監(jiān)控設(shè)備，且軟件都具有數(shù)據(jù)采集、故障診斷的功能。
　　2.3 特點和功能
　　ECS 系統(tǒng)采用通信管理層和站控層組態(tài)一體化的設(shè)計， 可保證組態(tài)調(diào)試的一次性完成， 進行調(diào)試時可以更加方便， 并且符合人的操作習(xí)慣。 并且從整體出發(fā)綜合考慮系統(tǒng)的通信功能，保證站控層、通信層、間隔層的通信速度，并開設(shè)與 DCS、 MIS、 SIS 的通訊接口。并且 ECS 與 DCS 互相通信是不受限制， 還可以節(jié)省大量的通信纜線和變送器。 ECS 采用先進可靠地自動化電氣裝置， 完全可以不受通訊功能限制并可以獨立運行， 保證了系統(tǒng)的安全性和可靠程度。
　　ECS 系統(tǒng)的間隔層采用保護測控裝置， 抗干擾能力強，適用于復(fù)雜環(huán)境。且系統(tǒng)還采用了冗余容錯技術(shù)， 包括雙現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)、 站控層設(shè)備冗余等多種措施，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定。系統(tǒng)保護測控裝置局采用高性能的 DSP 并 IJ 微處理器，硬件系統(tǒng)采用多 CPU 智能化結(jié)構(gòu)，大大提高了數(shù)據(jù)的處理速度。
　　3 結(jié)束語
　　電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中起著重要作用，可保護系統(tǒng)安全穩(wěn)定，提高工作效率。在今后，將進一步朝著智能化方向發(fā)展，有很多事項需注意，對于其中存在的問題，應(yīng)及時解決。
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