- 相關(guān)推薦
電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)
一、電力系統自動(dòng)化技術(shù)
(一)變電站自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化的目的是取代人工監視和電話(huà)人工操作,提高工作效率,擴大對變電站的監控功能,提高變電站的安全運行水平。變電站自動(dòng)化的內容就是對站內運行的電氣設備進(jìn)行全方位的監視和有效控制,其特點(diǎn)是全微機化的裝置替代各種常規電磁式設備;二次設備數字化、網(wǎng)絡(luò )化、集成化,盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜;操作監視實(shí)現計算機屏幕化;運行管理、記錄統計實(shí)現自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化除了滿(mǎn)足變電站運行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分,是電力生產(chǎn)現代化的一個(gè)重要環(huán)節。
(二)電網(wǎng)調度自動(dòng)化 。電網(wǎng)調度自動(dòng)化主要組成部分,由電網(wǎng)調度控制中心的計算機網(wǎng)絡(luò )系統、工作站、服務(wù)器、大屏蔽顯示器、打印設備等,其主要是通過(guò)電力系統專(zhuān)用廣域網(wǎng)連結的,下級電網(wǎng)調度控制中心、調度范圍內的發(fā)電廠(chǎng)、變電站終端設備(如測量控制等裝置)等構成。電網(wǎng)調度自動(dòng)化的主要功能是:電力生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)數據采集與監控電網(wǎng)運行安全分析、電力系統狀態(tài)估計、電力負荷預測、自動(dòng)發(fā)電控制(省級電網(wǎng)以上)、自動(dòng)經(jīng)濟調度(省級電網(wǎng)以上)并適應電力市場(chǎng)運營(yíng)的需求等。
(三)發(fā)電廠(chǎng)分散測控系統(DCS ) 。過(guò)程控制單元(PCU)由可冗余配置的主控模件( MCU)和智能I /0模件組成。MCU模件通過(guò)冗余的I /0總線(xiàn)與智能FO模件通訊。PCU直接面向生產(chǎn)過(guò)程,接受現場(chǎng)變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等信號,經(jīng)運算處理后進(jìn)行運行參數、設備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示和打印以及輸出信號直接驅動(dòng)執行機構,完成生產(chǎn)過(guò)程的監測、控制和聯(lián)鎖保護等功能。
運行員工作站(0S)和工程師工作站( ES)提供了人機接口。 運行員工作站接收PCU發(fā)來(lái)的信息和向PCU發(fā)出指令,為運,行操作人員提供監視和控制機組運行的手段,工程師工作站為維護工程師提供系統組態(tài)設置和修改、系統診斷和維護等手段。
二、變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展
隨著(zhù)電力電子器件的更新,由它組成的變換器電路也必然要換代。應用普通晶閘管時(shí),直流傳功的變換器主要是相控整流,而交流變頻船動(dòng)則是交一直一交變頻器。當電力電子器件進(jìn)入第二代后,更多是采用PWM 變換器了。采用PWM方式后,提高了功率因數,減少 了高次諧波對電岡的影響,解決了電動(dòng)機在低頻區的轉矩脈動(dòng)問(wèn)題。
但是PWM 逆變器中的電壓、電流的諧波分量產(chǎn)生的轉矩脈動(dòng)作用在定轉子上,使電機繞組產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出噪聲。為了解決這個(gè)問(wèn)題,一種方法是提高開(kāi)關(guān)頻率,使之超過(guò)人耳能感受的范圍,但是電力電子器件在高電壓大電流的情況下導通或關(guān)斷,開(kāi)關(guān)損耗很大。開(kāi)關(guān)損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。
1986 年美國威斯康星大學(xué) Divan 教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統的逆變器是掛在穩定的直流母線(xiàn)上,電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉換的‘硬開(kāi)關(guān)’,其開(kāi)關(guān)損耗較大,限制了開(kāi)關(guān)在頻率上的提高。而諧奪式直流環(huán)逆變器是把逆變器掛在高頻振蕩過(guò)零的諧振路上,使電力電子器件在零電壓或零電流下轉換,即工作在所謂的‘軟開(kāi)關(guān)’狀態(tài)下,從而使開(kāi)關(guān)損耗降低到零。這樣,可以使逆器尺寸減少,降低成本,還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此,諧振式直流逆變器電路極有發(fā)展前途。
三、當前電力系統自動(dòng)化依賴(lài)IT技術(shù)向前發(fā)展的重要熱點(diǎn)技術(shù)
(一)電力一次設備智能化 。常規電力一次設備和二次設備安裝地點(diǎn)一般相隔幾十至幾百米距離,互相間用強信號電力電纜和大電流控制電纜連接,而電力一次設備智能化是指一次設備結構設計時(shí)考慮將常規二次設備的部分或全部功能就地實(shí)現,省卻大量電力信號電纜和控制電纜,通常簡(jiǎn)述為一次設備自帶測量和保護功能。如常見(jiàn)的“智能化開(kāi)關(guān)”、 “智能化開(kāi)關(guān)柜”、“智能化箱式變電站”等。
電力一次設備智能化主要問(wèn)題是電子部件經(jīng)常受到現場(chǎng)大電流開(kāi)斷而引起的高強度電磁場(chǎng)干擾,關(guān)鍵技術(shù)是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協(xié)議標準等技術(shù)問(wèn)題。
(二)電力一次設備在線(xiàn)狀態(tài)檢測 。對電力系統一次設備如發(fā)電機、汽輪機、變壓器、斷路器、開(kāi)關(guān)等設備的重要運行參數進(jìn)行長(cháng)期連續的在線(xiàn)監測,不僅可以監視設備實(shí)時(shí)運行狀態(tài),而且還能分析各種重要參數的變化趨勢,判斷有無(wú)存在故障的先兆,從而延長(cháng)設備的維修保養周期,提高設備的利用率,為電力設備由定期檢修向狀態(tài)檢修過(guò)度提供保障。近年來(lái)電力部門(mén)投入了很大力量與大學(xué)、科研單位合作或引進(jìn)技術(shù),開(kāi)展在線(xiàn)狀態(tài)檢測技術(shù)研究和實(shí)踐并取得了一些進(jìn)展,但由于技術(shù)難度大,專(zhuān)業(yè)性強, 檢測環(huán)境條件惡劣,要開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)意的產(chǎn)品還需一定時(shí)日。
(三)光電式電力互感器。電力互感器是輸電線(xiàn)路中不可缺少的重要設備,其作用是按一定比例關(guān)系將輸電線(xiàn)路上的高電壓和大電流數值降到可以用儀表直接測量的標準數值,以便用儀表直接測量。其缺點(diǎn)是隨電壓等級的升高絕緣難度越大,設備體積和質(zhì)量也越大;信號動(dòng)態(tài)范圍小,導致電流互感器會(huì )出現飽和現象,或發(fā)生信號畸變;互感器的輸出信號不能直接與微機化計量及保護設備接口。因此不少發(fā)達國家已經(jīng)成功研究出新型光電式和電子式互感器,國際電工協(xié)會(huì )已發(fā)布了電子式電壓、電流互感器的標準。國內也有大專(zhuān)院校和科研單位正在加緊研發(fā)并取得了可喜成果。目前主要問(wèn)題是材料隨溫度系數的影響而使穩定性不夠理想。另一關(guān)鍵技術(shù)是,光電互感器輸出的信號比電磁式互感器輸出的信號要小得多,一般是毫安級水平,不能像電磁式互感器那樣可以通過(guò)較長(cháng)的電纜線(xiàn)送給測控和保護裝置,需要在就地轉換為數字信號后通過(guò)光纖接口送出,模數轉換、光電轉換等電子電路部分在結構上需要與互感器進(jìn)行一體化設計。在這里,電磁兼容、絕緣、耐環(huán)境條件、電子電路的供電電源同樣是技術(shù)難點(diǎn)之一。
四、結語(yǔ)
眾所周知,電氣自動(dòng)化技術(shù)是當今世界最活躍、最充滿(mǎn)生機、最富有開(kāi)發(fā)前景的綜合性學(xué)科與眾多高新技術(shù)的合成。其應用范圍十分廣泛,幾乎滲透到國民經(jīng)濟各個(gè)部門(mén),隨著(zhù)我國科技技術(shù)的發(fā)展,電氣自動(dòng)化技術(shù)也隨之提高。
【電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)】相關(guān)文章：
電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中的應用09-09
電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中的運用10-12
電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)國際貿易畢業(yè)論文06-20
電氣自動(dòng)化中節能設計技術(shù)的應用11-01
電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應用研究05-01
電氣工程中運用電氣自動(dòng)化技術(shù)的策略07-28