电气功能及其自动化范例(3篇)

电气功能及其自动化范文

关键词：水电厂；电气控制；电气自动化；监控系统

引言

“互联网+”时代的到来，给各个行业都带来了不同程度的影响。对生产制造业同样也造成了较大程度的影响。对于水电厂来说，其控制过程就可以很好的结合互联网技术及电气自动化技术[1]。为了较大程度的提高效率，实现自动控制，采用电气控制系统来进行自动化的监控，下文就监控系统所采取的组态模式以及其所具备的功能进行详细的分析。

1监控系统组态模式

1.1组态模式

由于变电站的综合自动系统中已经广泛采用了以太网等网络技术，其运行经验相当丰富。另外，智能电器设备也在飞速的发展过程中，这些前提条件都为水电厂的电气自动化控制系统奠定了基础。由于采用的监控模式是基于现场总线的。因此，对于系统设计来说大大提高了其针对性，在进行设计时，可以根据间隔情况进行设计，针对不同的间隔应当具有不同的功能属性。其次，与远程监控的方式相比，采用现场总监这一监控模式不仅具备了其全部优点，同时大大减少了远程监控组态模式中所采用的较多的隔离器件以及端子柜等等[2]。此外，所采用的智能电气设备还具有可以就地安装以及可以通过通信线进行监控系统的安装等，大大地节约了所需要的控制线缆以及安装维护的成本，降低了该系统组建所需的成本。

1.2系统构建

水电厂中电气自动化的控制系统其结构可以采用分布式多主板的体系进行设计，针对不同的设备以及子系统可以组成独立的结构层，以实现该结构层所具备的功能。针对于整个系统，可以将其二次设备分为两个结构层，分别为站控层和单元层，其中，站控层应当设置以太网，主要用来在主机之间或是在监控机以及各个单元层之间进行信息交换，包括运行、远动以及操作和通信站、维护站等工作站。运行工作站主要功能是在电气系统运行时对其进行实时的监控；操作工作站主要功能是对下层测控单元的电气运行参数进行处理并进行远程控制；通信站其主要功能是在自动控制系统以及其他系统之间建立连接并进行信息共享；维护站具有的主要功能是对整个系统进行修改以及维护，同时完成设备的维护工作。除此之外，维护工作还可以用作针对技术人员的培训工作站，可以在该工作站预言整个操作流程，并对相关的工作人员进行相应操作的培训及仿真等等[3]。

2监控系统所具有的功能

2.1基本功能

2.1.1数据采集以及处理功能。系统中所具有的现场测控的工作单元主要功能是采集相应数据及相关信息，对于事件以及系统的运行状态以及故障情况等进行检测，检验数据是否具备合理性同时，可以实现数据的预处理，实现数据实时更新。数据采集的信号类型主要包括模拟量、脉冲两以及状态亮灯，在采集过程中，模拟量主要指当前的电流、电压、功率、频率等值；状态两主要包括断路器、继电保护装置以及运行的相关监测信号等等；脉冲量主要包括有功电能、无功电能。

2.1.2显示画面。该系统所具备的模拟画面功能能够将一次设备以及整个系统所具有的实时运行状态进行还原和仿真，模拟量、计算量以及断路器和分离开关等的实际状态都能够实时进行显示，并自动生成趋势图，以作为后来的监测工作的有效参考和分析基础。

2.1.3监视及报警功能。监控系统中采用的显示器是采用阴极射线管的显示器，通过两个该终端，可以显示出不同的信息，并独立且同步将相关的报表生成出来、显示出不同的画面。在该系统中，若模拟量出现越限现象，则可以及时产生报警信息并将其打印出来，报警信息显示的内容主要包括越限的对象名称、其参数值、其编号以及其越限的时间等等。另外，还可以对越限次数进行详细的累积和计算，给检修设备以及排除故障等提供科学的参考依据。另外，报警工作包括事故报警以及预告报警，即已经发生事故的报警和还未发生事故，但有可能发生事故时及产生报警信号，提前进行预警，防止事故的发生，而这两种不同的报警方式应当采取不同颜色和报警铃音来将其区别开。

2.1.4控制操作功能。操作控制可以分为两种模式进行，一种是就地控制，另一种是上位机或是采用DCS系统。操作命令首选应当是就地控制，其次是上位机或是DCS系统的顺序进行，才能有效保障设备现场以及远程监控之间相互结合、相互协调，实现两者之间的协调统一，保证控制操作具有必要的安全性以及统一性。

2.1.5事件记录功能。具备了这一功能，若设备在其运行的过程中出现了故障问题，系统能够详细地记录动作继电保护以及断路器的信息和相应的安全自动装置的信息等，其信息内容可以将信号名称、新号编号以及信号状态等详细记录，按照发生的时间进行排序生成事件顺序的记录表格，通过显示器显示或是打印出，也可以储存到硬盘中保存起来，这一功能对于系统故障起因的判断以及判定保护动作等都具有重大意义[4]。

2.2高级功能

2.2.1电气设备管理。主要是保护或自动设置电气设备管理其台帐、相关档案以及维护记录等，并实现实时的在线设备管理，例如，对于设备动作，实时地统计其状态，并将统计结果传送至管理信息系统，对该系统的数据进行补充等。

2.2.2管理故障信息。该功能可以记录、重演或是录波分析动作及常规事件的相关信息，其中重演指的是对事故进行重演，对于查找分析事故原因具有重要意义，能够有效地避免事故的再发生。

2.2.3自动控制发电的功能。自动进行发电控制这一功能，是根据预先设定好的发电条件以及要求，通过快速、经济的方式来对发电厂发电过程中的有功功率实现自动化的控制，更好地满足控制系统的要求。但这一自动发电技术应当以电厂发电系统的安全运行为基础来进行，并严格遵循经济运行的首要原则，根据实际运行过程中的运行方式以及所具有的不同工况，还有全厂的机组来进行实时控制决策的制定。因此，电厂机组的运行台数、组合以及负荷分配也应当由该自动控制技术来进行安排，保证系统频率以及有功功率等都能够自动保持原先设定的值，进一步提高电厂整体的自动运行水平[5]。

3结束语

总而言之，伴随网络技术、自动化技术以及计算机技术的飞速发展，电气自动化在监控系统中的应用成为必然趋势，而将电气自动化技术应用于监控系统中时，应当创建出相对独立的自动化监控系统，按照相应的设备需求来进行组态模式的搭建，了解其功能，不断提高发电厂的控制效率及监测效率。采用电气自动化的监控系统，应当充分利用其优势，利用自动化的电气设备来提高工作人员的操作能力，根据电气设备的事件记录功能、信息采集功能等对发电厂效率进行分析，以便不断改进发电工作中所存在的不足之处，避免事故的发生。

参考文献

[1]何海洋.浅析水电厂电气自动化监控系统功能[J].科技资讯，2013，5（13）：64-65.

[2]李江西，王阳.水电厂电气自动化监控系统的功能研究[J].科技创新与应用，2015，10（28）：219.

[3]乐嘉萍.水电厂自动监控系统的设计与实现[D].浙江工业大学，2012，3（18）：6112.

[4]唐刚.水电厂闸门分布式控制系统的研究[D].武汉理工大学，2014，4（1）：123-124.

电气功能及其自动化范文篇2

【关键词】电气自动化；无功补偿技术

近几年来，随着我国社会主义经济市场的不断发展和人民生活水平的不断提高，而且随着电气自动化技术和其设施设备在社会中得到的广泛应用，其涉及到的范围也紧跟着电气自动化的程度发展而得到日渐扩展。在进行生产过程中尽量的减少和解决能源的消耗和浪费难题，因此，在电气自动化技术和其设施设备中有效的采用无功补偿技术，能够为电气自动化技术和其设施设备在进行运行时提供稳定安全的保航作用。

一、无功补偿技术的总述

（一）无功补偿技术的工作原理

无功补偿技术是指将两种负荷即容性功率负荷和感性功率负荷的两种装置共同连接在同一条电路中产生的能量进行互相交换和交替。在这时候，感性负荷的无功功率就会通过容性负荷的无功功率进行输出补偿，简单来说实际上就是将原先应该由电网或者是变压器进行提供的无功功率变成由交流的电力电容器进行提供无功功率的方式。

（二）无功补偿技术的设计要求

在电气自动化技术和其设施设备中采用无功补偿技术的时候要注意其工艺条件要符合设施的要求，要采用多种措施将功率逐步的提高。而在将功率提高之后仍无法满足所需的能耗要求的时候，即可以通过无功补偿技术的装置来进行补偿。当用电容器作为无功补偿装置的时候，要始终坚持把平衡原则做为最为主要的原则之一。

（三）无功补偿技术的实施方法

1.一般情况下，都是由固定的电容器和电抗器所组成的谐波器进行无功补偿，因此在进行设计的时候，要考虑到去除一些指定的谐波而提高功率，从而降低能源消耗。

2.通过电容器和电抗器进行调节，在进行调节的时候用晶闸管进行通断分接开关而进行调节。在应用的时候，一般也可以通过加装一些设施设备来提供较为稳定的无功功率来实现滤波，从而使其互相抵消因为负荷中产生的相反谐波电流来满足电气自动化和其设施设备的使用要求。

3.通过可控的饱和电抗器磁程度来改变电气自动化及其设施设备中的电流，从而使其并联的滤波器中产生的多余的容性无功功率之间达到平衡。而使用这种可控性饱和电抗器的装置产生的一些谐波电流都会通过其电子电力的装置中产生的电流进行互相消除从而来满足进行无功功率的能源消耗的要求。

4.反并联的晶闸管在与电抗器进行串联的时候，都会产生一些多余的能源消耗，而将晶闸管与固定滤波器进行并联的时候，滤波器中产生的一些多余的容性无功功率就会与晶闸管进行无功补偿而达到平衡，从而满足能源消耗的要求。

二、无功补偿技术的基本类型

（一）分散补偿

分散补偿是按照分级补偿的原则来进行工作的，一般分为随机补偿、跟踪补偿和随器补偿三种分散补偿方式。随机补偿具有故障率低、维护方便、安装容易和控制性高的优点；跟踪补偿具有安全可靠的运行方式、较好的补偿效果，但其缺点就是在前期的时候投入的成本比较大；随器补偿的优点是适用性的经济型比较高，但是其缺点就是具有较大的局限性。因此要根据不同的设备采用不同的分散补偿方式。

（二）集中补偿

集中补偿是目前经常使用的一种无功补偿方式，一般情况下集中补偿装置是按照负荷情况的大小来进行自动的运行从而对电容器中的损耗进行无功补偿，以此有效的提高功率。此补偿方式能够有效的提高补偿效率，而且还方便管理和进行维护。

（三）就地补偿

就地补偿是指以就近原则为主，电气设备经由附近的电容器通过就近的原则提供所需的负荷的无功功率。就地补偿能够有效的减少电能的损失，很好的改善电压的质量，从而来改善电气设备的运行条件和启动方式，能够很好的起到节能的作用。

三、电气自动化中无功补偿技术的作用

（一）电气自动化中无功补偿技术的现状

由于现在电气自动化技术都在不断的发展和进步，提高功率也成了电气自动化的主要要求之一，尤其是在近几年来，我国结合国外的先进技术与我国的实际情况也都制定了一些国家标准。因此，在电气自动化中也都会在治理方面和补充方面提出各种各样的无功补偿技术，从而降低能源消耗。

（二）电气自动化中无功补偿技术的作用

由于电气自动化技术的普遍应用，在一定程度上对我国各行业的发展都起到了极大的促进作用。电气自动化技术从其自身拥有的特点上来说，极大地降低了在进行操作的时候人工的技术难度，也大大的减少了劳动力，使人力资源得到合理的配置，同时增强了操作系统和工作过程中的安全性，为社会主义市场经济的发展和社会的不断进步提供了巨大的作用。

但是，随着电气自动化技术的不断进步和程度的渐渐提升，电气自动化在应用领域中也存在着一定的问题，尤其在电气设施中存在的电能浪费问题都得到了普遍的重视，因此，缓解用电能源成了我国的重要任务之一。尤其是在当今各国国际能源紧缺的前提下，我国在进行电气自动化建设的时候将无功补偿技术应用到各个用电设备设施中对促进我国社会主义市场经济的发展和建设节约型社会具有重大的意义。总的来说，无功补偿技术的普遍应用在促进我国的电气自动化各个行业发展中具有重要的地位和作用，对我国的现代化社会发展起到了极大的推动和促进作用。

伴随着我国电子电气设备的不断研发和发展，电子电气技术水平和控制水平也都在不断地提高，将会有更多的无功补偿技术设备装置投入到生产技术和应用中，而这些具有无功补偿技术的设备装置投入到生产中，能够在一定程度上满足市场上的需求。再加上对系统装置灵活的运用无功补偿技术能够大量的减少电气自动化系统的一些能耗，从而确保系统能够安全稳定的运行，进一步加强我国电气自动化行业的竞争能力和推动我国电气自动化行业的高速发展。

参考文献

[1]欧阳效贵.探讨无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].建材发展导向,2011,9,（23）.

[2]梅舳.浅谈电气自动化中的无功补偿技术[J].科学与财富,2011,(11).

电气功能及其自动化范文

关键词：电气自动化；节能技术

中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）30-0001-02

电气自动化过程中的节能设计技术在整个自动化系统中起着非常重要的作用，优良的节能技术方案可以降低电力用户的用电成本以及减小能源消耗。在电气自动化系统中，实现节能的前提条件是确保系统可靠运行，并在此基础上不断优化各个电力传输环节，实现电能的高效利用。在节能设计过程中，需要以提高电气自动化系统的运行效率为目标，最大可能地降低电力能源的各种方式损耗。只有充分发挥电气节能技术的优势，才能真正实现电气自动化系统的高效优质管理与传输电能的作用与价值，为国家带来良好的经济和社会效益。

1电气自动化及节能设计简述

在社会和经济高速发展的前提下，电力的需求越来越大，建立稳健可靠的供电系统成为电网公司的首要任务。传统电力系统由于设备陈旧，主要依托人力来实现运行于管理。随着计算机以及自动化技术的发展，电气自动化技术应运而生。电气自动化系统是当前实现电能优质、灵活和可靠传输的最佳解决方案，系统中的节能设计方案也一直在不断研究进步。当电气自动化系统中节能设计方案不能充分发挥作用时，会造成电能的严重浪费并且可能威胁到整个系统的安全稳定运行。当系统受到不利影响后，输电、供电和配电环节就必然产生恶性循环，给生产生活带来严重挑战。当前电网结构复杂，容量增速很大，特别对于城市电网设计性能优良的节能方案十分困难。当前电网中存在的非线性负载，比如变频器和整流器，这些设备会引入大量谐波污染，给节能设计也带来很大的干扰和挑战。因此，如何提高节能系统的可靠性，如何最大限度地提升供电效率，是需要不断投入研究的热点问题。从电力传输的各个环节来看，减少输电线路的传输损耗，提高变压器的效率以及合理布置无功补偿装置都可以达到节能的目的。

2发展电气自动化节能设计的必要性

我国十二・五规划中明确指出节能减排的目标是2010年的万元GDP能耗由2005年的1.22t标准煤下降到0.98t标准煤左右，下降20%。大力发展工业节能、建筑施工节能是中国可持续发展的必然选择。电力作为现代社会的主要能源之一，随着工业以及生活电器的增多、用电量的增大，发展电力节能具有很强的现实意义。目前电能供应过程中出现较多的损耗，如果不改善优化，很可能出现电能供应紧张的问题，影响社会的正常秩序。为了解决这一问题，必须降低电气自动化设备的能源消耗，提高其电能传输效率。只有充分提高了电能的传递、使用效率，才能缓解当前电能供应出现的危机，才能降低电力成本，提高供电单位的效益。

3电气自动化节能技术设计

3.1减少电力传输过程的损耗

电能通常由地处偏远的电厂产生，在到达负荷中心前需要经过架空线或者电缆等导线进行传输。由于导线电阻以及电抗的存在，传输过程中会产生一定量的功率损耗，包括有功和无功功率损耗。根据电路原理，要想减小这部分损耗就需要减小导线阻抗，或者增大电网的运行电压。就导线本身的优化而言，由于导线的电阻是和其横截面积成反比的，因此可以通过增大导线线径的方法减小电阻进而减小有功功率损耗。但是较粗的导线意味着导线成本的提高，另外由于重量以及体积的增大，给安装施工以及后续维护以及更换带来麻烦。所以通过科学的评价方法选择合适的导线线径对于电气自动化的节能设计具有非常重要的意义。在减小导线阻抗方面，还可以选择电阻率较小材料的导线，例如用铜线代替铝线，不过这同时也意味着成本的增加。在线路走线方面，尽量避免走弯路，这样可以减小输电线路的长度，也可以起到减小线路阻抗的目的。总体来考虑，减少电力传输工程中能源损耗的方法就是使用单位阻抗小的导线作为传输通道、优化线路走线，但是需要权衡投入，使得投入和损耗最小，电能产出最大，达到真正意义上的节能减排。

3.2变压器节能技术

变压器作为电气自动化系统中的常用电力设备，在输电以及配电系统中起着至关重要的作用。在实际使用过程中，变压器中的线圈由于存在电阻也会产生有功损耗，称为铜耗；组成变压器磁路的铁磁材料也会产生铁耗，这些损耗都不利用电能的高效传输。对于电力变压器的技能设计而言，有效降低其空载损耗、负载过程的铜耗以及铁耗是节能设计的方向。具体措施比如优化线圈的绕线结构、采用阻值较小的漆包线、使用性能优良的铁磁材料等。在解决了变压器自身损耗的基础上，合理配置其接线形式，提高电能质量，也可以从负载角度提高电能利用效率。

3.3有源滤波器对于节能的积极意义

有源电力滤波器是针对电力系统中的谐波而提出的电力装置。近年来，随着电力电子型非线性负载在电网中的大量使用，系统的电压中出现了大量谐波。谐波的存在使得电能质量变差，对用户产生很大的影响，同时也会造成不必要的电能损耗。电网中的谐波会导致电压变化不正常，可能会引发系统误操作，影响到各种电机的正常使用。随着半导体功率器件技术的进步，利用有源电力滤波器来消除电力系统中的谐波成为解决谐波问题的重要方案。相比传统无源滤波器，利用有源电力滤波器可以更大程度消除谐波，减少不必要的电能损耗，因此对于电气自动化的节能优化也有着积极作用。

3.4无功补偿设备的合理配置

无功补偿技术在电力系统中发挥着重要的作用，它可以改善电网的功率因数、平衡系统电压以及降低输送线路的功率损耗。通过合理配置无功功率装置，可以最大可能地降低电网的能量损耗，改善电压质量。相反，如果没有科学合理的无功功率补偿，电力系统会出现电压波动、功率损耗增大的情况，影响系统的健康运行。

无功补偿设备包括传统的静止电容器、同步调相机以及同步发电机和静止无功补偿器（SVC），也包括利用柔流输电系统（FACTS）技术发展而来的静止无功发生器（SVG）。这些无功补偿装置均能优化电气自动化系统中的功率分布，但同时必须注意各种设备具有不同的工作特性。比如，同步调相机由于响应速度较慢并且自身损耗大，已基本淘汰。利用开关投切电容器的方案简单可靠，但是只能有级调节，无法实现连续的调控能力。因此，在选择无功补偿设备的过程中，就需要有针对性使用。电气自动化节能设计过程中必须科学设计无功补偿装置的配置，具体需要遵循以下几个原则：

①根据系统运行参数选择无功补偿装置，比如电压等级和负荷容量等。

②根据电网的实际负荷状态进行无功补偿设备选择，因为除了系统的具体参数外，必须还要考虑到负荷的特点，比如较大功率负荷适宜选择动态补偿装置，而小负荷则优先选择静态补偿装置，这样的配置方案可以使得电气自动化系统的节能效果十分明显。

③必须合理确定无功补偿装置的投切方式。在实际选择过程中，必须优先选择适用面广和准确系数高的投切方式，避免使用投切迟缓、故障率高的方式。

④优先选择就地补偿方式。就地配置无功补偿装置可以达到更好的补偿效果，同时降低功率损耗。

3.5电气自动化照明系统节能设计

照明系统是电气自动化中一个必不可少的部分，其功率损耗也在整个系统的损耗中占据很大比例。因此，在电气自动化照明系统中采取节能设计，对于提高能源利用率具有重要意义。鉴于照明系统自身的特点，其节能设计可以从以下两个方面考虑：

①应该优化当前照明系统的照明效率，可以从更换更加节能的照明设备入手，也可以从系统角度分析，即对照明系统大范围规划，减少不必要的浪费，提高电能利用率。

②尽可能借助自然光进行照明，是节能的另一个思路，太阳光的大范围利用对于电气自动化的节能具有非常重要的意义。

3.6光伏发电技术推进电气自动化节能发展

光伏发电作为新兴的可再生能源技术，是应对能源危机的解决方法之一。通过对太阳光能的捕捉，光伏系统可以将其转化为电力共人们利用。充分利用太阳能这一绿色能源，对于电气自动化的节能设计具有很强的现实意义。当前光伏发电系统尚处于发展期，在政府持续出台支持光伏产业发展政策的机遇下，电气自动化过程中应该更加注重这方面的节能设计，通过新能源的使用达到节能的目的。

4结语

在电气自动化设备广泛应用于各行各业的前提下，开展电气节能设计具有非常重大的实际意义。本文从减少输电环节的能量损耗、变压器节能以及积极使用有源电力滤波器和无功补偿装置实现节能、照明系统节能和大力发展光伏发电推进节能等方面阐述了具体的节能设计方案及技术措施。随着电气自动化节能技术的发展，电能的使用过程会越来越高效和经济，这对于改善电能使用紧张的现状以及促进经济社会的发展都有非常积极的作用。

参考文献：

[1]张兰兰.电气自动化节能设计技术应用研究[J].科技致富向导，2012，（29）.

[2]于士国.电气自动化的节能设计技术分析[J].硅谷，2011，（15）.

[3]张勇，陈传龙.电气自动化节能设计技术研究和分析[J].电源技术应用，2014，（3）.

[4]陈略.节能设计技术在电气自动化中的应用[J].商业文化（下半月刊），2012，（2）.

[5]黄敏，文茂霖.电气自动化中节能设计技术的应用[J].科技与企业，2013，（22）.

[6]姜峰.电气自动化工程中的节能设计技术探析[J].数字技术与应用，2013，（1）.