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1远程监控式设计理念
远程监控系统是指通过一个电脑终端对所有其他地方的设备进行控制的技术。在电气工程中应用这种设计理念不仅可以大幅度减少电缆的增加量,还可以节约安装及材料方面的成本支出,产生较高的组态灵活性和可靠性,并实现高效益的生产规模。但由于电气工程中电气通讯量比较大,且现场总线通讯速度较低,在遇到信号较差的地方时就会限制这种远程监控式的功能。所以远程监控式的设计理念只能应用于系统监控相对较小的电气工程中,而不适用于建立全长自动化的控制系统。
2集中化监控式设计理念
所谓集中化是指所有的运行项目都在一个系统中运行。具有操作简单、对控制站方面的要求较低、系统运行及维护方便的特点。单个分散的监控无论是处理器的安装,还是电缆的连接,都非常繁琐,而且众多的电缆搅合在一起,对于处理速度会造成严重影响,不但使得投资成本增加,而且还使系统的安全可靠性能下降。而将集中化的监控式设计理念应用于电气工程中不仅可以减少成本支出,还方便实行统一监控,促进电气工程的有序运行,满足工程的需要。因此集中化监控式的设计理念被广泛应用于电气工程中。
3现场总线监控式设计理念
现场总线监控式技术是现阶段电气工程中应用最为广泛的一项技术,具有高效性。该项技术是建立在电气工程实际应用基础之上的,不同间隔采取相对应的技术性措施。在具体操作中,主要采取现场安装的工作方式,电缆连接方式要不断优化,以有效地降低电气工程中设备的投入成本。在简化电缆连接方式,并降低设备投入的同时,还要减少设备的隔离以及端子柜的使用,不但提高了电气工程安全可靠运行,而且增加了电气工程的运营效益。
二、电气自动化在电气工程中的实现方式
1计算机自动控制、调节及操作的实现方式
这种实现方式是指在遵照调度方案的前提下,为实现能够对电缆起关闭作用的设备进行控制和调节,电力系统能够自主并合理有效地利用现场控制命令。转换和设置相关设备的运行方式如电网开/闭、限制修改操作、各种整定值以及报警信号复归等。
2人机联系功能
这种实现方式是指电气自动化系统通过允许电气设备的操作,其中包括鼠标、键盘与打印机等设备,达到调整所有电气设备运行画面并对定值进行不断修改、实时监控、调节与打印数据的目的。而且,利用这种方式开发应用程序也非常方便。但只是操作人员在操作台上操作,则只能完成控制调节和监控所有的电气设备以及设置参数值等操作。
三、电气自动化在电气工程中的融合应用
1电气自动化在电气管理中的应用
在电气工程管理中应用电气自动化技术充分体现了对高新技术的应用,这一过程中注重对编程的调试。不仅要采集流量、温度及压力等等数据,还要对于所获得的大量数据进行检测,发挥其输出控制功能以及技术处理功能,使得设备的维护量和投资额大幅度降低,有效地保证了设备管理及控制的精度和温度性。对于电气工程管理而言,应用电气自动化技术能够有效地遏制可能出现在电气工程施工过程中的弄虚作假、敷衍了事的情况。
2电气自动化在电网调度中的应用
对于实现电网调度过程的自动化而言,电气自动化技术主要是其应用性领域的界定,即利用电气系统局域网络实现电厂、变电站终端以及下级调度中心三者之间连接。在应用领域中,由网络连接中心服务器、电网调度打印设备、大屏显示器等。在电网调度中,电气自动化技术的应用,不仅可以对电气系统的运行状态进行实时性的评估,还可以对电力负荷进行预测为基础进行经济调度,为实现电网安全可靠的运行还可以对数据进行实时性采取、处理和监控,以适应现代化市场运营的需求。
3电气自动化在分散测控系统中的应用
其应用采用的是分层分布的结构,主要由以太网、工作站、数据高速通讯网以及过程控制单元等组成。对工作站而言主要分为两种:即工程师和运行员,主要负责提供人机接口。其中,直接应用于生产的过程控制单元,其运行状态的实现是通过检测设备,并对于设备以有效控制,实现对于整个生产过程的检测并实施连锁性的保护和控制;而过程控制单元以及工作站所输出的信息以及发出的指令,都要由运行员工作站接受。工程师工作站的职能,是负责设置工程师并进行必要的诊断及维护工作。
4电气自动化在变电站中的应用
传统变电站的自动化实现监视的功能主要是采用电磁装置,而现在的电气自动化技术可以自动地进行监视和操作,在变电站中应用电气自动化技术不仅加强了变电站的监控能力,还大幅度地提高了变电站的运行水平和效率。另外电磁装置被全微机设备所取代还实现了操作及监视过程的屏幕化与运行及管理过程的自动化。
四、结语
初步设计内容包括:设计采用的标准规范、电源状况、用电负荷、负荷等级、功率因数补偿、全厂供配电系统、变电所布置、主要设备选型、控制信号和计量、继电保护、防爆区域划分等。对初步设计进行审查应注意:设计范围和概算范围应一致;初步设计应能够实现且科学合理;设备选型应能够满足实际的需要并留有裕量;对总变电所设备和全厂其它设备的微机监控系统整体思路;对系统短路电流的处理方案;根据区域介质类型对防爆区域划分应正确;全厂各变配电所系统图及布置图进行审查;对场地和设备应留有一定的裕量等;
2 电气设备询价采购、供货商返资料给设计院
根据设备交货周期,到货时间,倒排设备采购说明书编制完成日期及技术附件签订日期。采购说明书应对电气设备的主要参数及配置作出明确要求。在与供货厂家签订的技术附件中应包括遵循规范、供货范围、产品性能、材料清单、试验项目、包装运输、资料返回时间及数量、联系方式等并附采购说明书,一般情况下选择 3~5 家资质优良,业绩较好的厂家进行谈判,尽量做到相关技术性能、供货范围一致,以便商务报价的可比性。根据技术协议中资料提交要求,供货厂家应按时提供相关资料,资料要求签字盖章、准确无误,以便提交设计院进行详细设计。设备资料包括但不限于设备平剖面图、基础平面图、安装图、荷重等。设计院按照供货厂家提供资料进行土建及电气详细设计。
3 详细设计及土建施工
设计院根据供货厂家返回的资料进行详细设计,详细设计包括:配电室布置图,一次系统图,二次线接线图,电缆及桥架走向图,防雷接地图、照明、插座等图纸;还包括相关电气材料清单如动力和控制电缆、桥架、接地线、照明灯具、直流系统、交流系统、插座、轴流风机、防雷接地等材料的规格、数量等;土建施工时,尤其要注意防雷接地线,高、低压柜,保护柜等柜体相应的基础预埋,预埋件预埋时应注意数量和位置。
4 电气设备验收、就位和安装
在土建、结构完成以后,电气设备等相继进场,应组织专业人员对到货设备进行验收,验收包括核实到货设备是否与技术附件要求的设备品牌,数量,尺寸、备品备件数量、专用工具数量、图纸、出厂实验报告、质量证明文件是否要求一致,外观检查是否有破损;大型设备对运输及吊装过程有要求的,还需在设备吊装就位后检查运输或吊装过程中相应记录仪的相关数据,如变压器就位后应对安装在器身上的三维冲击记录仪数据进行检查,设备吊装,就位过程要做好安全保护措施,大件吊装(如变压器吊装)时,需提前制定吊装方案。设备就位后按照相关规范进行安装。
5 电气设备一次、二次连接、试验及单体调试
电气设备就位后,施工单位根据全厂电气系统图对一次部分各电气设备进行连接,根据二次接线图进行测量、控制、保护线路的连接。一次设备连接包括高压电缆连接,如 110 kV 电缆头制作连接过程需要请专业电缆头制作人员进行现场制作,一次设备母线连接应按照相关标准选用力矩扳手对一次导线的连接螺栓进行紧固,一次连接过程中完成以后,由监理人员逐个进行检查,确保每个连接螺栓达到规定力矩,且设备内无螺栓、垫片和工具等金属物品及其他杂物留存。动力电缆应挂电缆标牌,电缆标牌应注明电缆起点、终点、规格型号和长度等。二次回路的连接一定做到连接准确无误,二次线连接紧固,每个导线端应套有按照规定编码的线号管,在检查故障时有利于分辨。一二次连接完成以后,由安装单位聘请有相应资质的试验单位对电气设备按照相关要求进行试验,如对变压器、电缆、母线、断路器等进行交流耐压试验,对变压器油进行试验,GIS 进行气体分析,断路器还需做机械特性试验,直流电阻测量等试验,并对单个开关进行单体试验。对二次回路用实验台做加压通流试验,一方面反映测量是否准确,一方面确保保护装置能够动作;对 CT进行极性校核,保证 CT 方向按照要求指向正确。在一二次设备相应试验完成以后,应现场进行分合开关试验,确保控制回路正常,对于高压柜,应将断路器置于试验位置,通过给保护装置加压通流,使其保护动作跳开断路器,以验证保护传动的正确可靠。
6 微机监控系统组态及联动调试
人工智能是近年来随着计算机技术的不断发展的一个学科分支,是新兴的高科技技术。人工智能与纳米科学以及基因工程被人们称之为二十一世纪的三大尖端科技。人工智能的研究范围涉及较广,在诸多不同的领域都有涉及,比如:数学、认识科学、哲学、心理学以及计算机科学等多门学科,不同学科领域以人工智能为信息交流平台,进行相互的影响渗透,进而形成一门具有综合性质的科学。因此,人工智能也可以称之为社会科学与自然科学的交叉科学。人工智能主要是通过对计算机的研究,对人的某些思维以及智能行为进行模拟的学科,其主要被应用在专家系统、语言的理解、智能控制、遗传编程机器人工厂以及机器人技术等方面。一般而言,对于人工智能的研究的主要目的就是让机器代替人做一些复杂的工作。电气工程的研究长久以来都局限在电气化的方面,随着现代化科学技术的进步以及信息计算机技术的发展,电气工程自动化中逐渐向人工智能的趋势发展,通过引入人工智能进入电气工程自动化的领域,对人类大脑进行模拟并进行数据与信息的分析、收集、处理以及反馈,经过信息的自动化生产,进而提高电气工程的生产效益,进而推动电气工程产业结构的优化与升级。
2.人工智能在电气工程自动化中的应用
2.1人工智能在电气产品优化设计中的应用在电气工程运行过程中,进行电气设备的设计是十分复杂的,其设计不但对电气自动化的各个专业学科与内容有所设计,而且要求电气设备设计人员具有较高的专业文化知识以及丰富的设计经验,进行电气设备的设计只有把电气知识、经验以及科学进行有机的融合,才能够对电气产品的科学性有所保障。人工智能在电气产品设计中的应用有效的对一些依靠人脑无法迅速解决的复杂计算以及模拟过程进行解决,进而大大的缩短了产品设计的周期,提高电气工程的工作效率,并且设计出的电气产品极具科学性与实用性。专家系统对于电气工程的开发性设计有积极的意义,而遗传算法主要应用于产品的优化设计,在进行产品设计的过程中,要求设计人员应该具备设计经验以及较强的智能软件应用的能力,从而便于依据不同情况的沾边选择不同的算法对产品进行高质量的设计。
2.2人工智能在电气设备故障诊断中的应用在进行电气设备故障的诊断时,电气企业通常会使用人工智能中的人工神经网络、模糊理论以及专家系统的引用,其应用诊断的范围包含:发电机、电动机、变压器等的故障诊断。在电气设备中,电气工程遇到故障问题时,所呈现的现象是相对复杂的,运用传统的处理技术很难对问题进行及时准确的查找与判断,人工智能技术对于这种问题科技进行高效的解决,例如:当发电机的设备出现故障时,故障所呈现的不确定性、复杂性以及非线性的特征都是可以通过人工智能中的专家系统以及模糊理论进行综合的处理,人工智能技术大大的提升了电气设备故障诊断的准确性。
2.3电气工程运行过程中的智能控制目前,在电气工程的自动化中智能控制的应用已经十分广泛,逐渐的发展成为电气工程自动化领域中的未来趋势。由于电气设备的控制工作比较复杂且极具综合性,对控制系统的技术含量以及计算的精确度都有比较高的标准,通过对人工智能中的模糊理论、人工神经网络以及专家系统的综合应用,有效的提高了电气设备的计算精度以及计算速度,不仅有利于节约电气企业的资源,而且对实现电气企业资源的优化配置具有积极的意义。
2.4人工智能在电力系统中的应用在电力系统中应用比较普遍的人工智能主要有:启发式探索、专家系统、人工神经网络以及模糊理论。其具体的应用主要表现为:一是,专家系统。作为一个十分复杂的程序系统,专家系统集知识、规则以及经验于一体,主要工作程序是通过运用电气系统中某领域的专业经验以及专业知识对所遇问题进行分析与判断,接着进行专家决策的模拟,对需要专家解决的问题进行处理,而且在专家系统的使用过程中,应该依据现实情况对系统中的知识库、数据库以及规则库的信息与数据进行更新,从而使用电力系统的应用需要。二是,人工神经网络。其学习的方式十分灵活,存储方式也是呈现分布式,在大规模的信息处理中得到广泛的应用,人工神经网络具有较强的识别与分类能力,对与模型进行合理的分类并进行科学的选择,同时其与元件进行关联分析相结合能够对复杂的电力系统进行故障的诊断,而且能对故障进行识别与定位。三是,模糊理论。模糊理论主要应用于系统规划、潮流计算以及模糊控制之中。有利于操作界面的优化以及工作流程的简化,而系统可以进行自动日志与报表的生成与保存,进而提高系统日常操作的效率,对系统的安全运行具有积极的作用。
3.总结
1.1集中监控技术的应用
集中式监控是指一个监控系统中可以进行所有项目的处理,其优势是操作简单,日常维护简便,在环境要求较低的情况下也能实现运行,因此在电气工程系统中广泛运用。当然,集中式监控也大大节省了传统分散式监控所需要更多的处理器设备,不仅节约了成本,也实现了电气工程的高质量要求。
1.2现场总线监控技术的应用
现场总线监控技术是电气工程中应用最广泛的技术,其在实际电气工程系统操作中,针对不同间隔而采取不同的解决措施,具有很强的针对性,不仅能够降低电气工程系统的成本,而且能够保障系统的质量和安全性。
2目前电气自动化的基础
当前的电气工程项目设备依靠总线的方式连接,通过科学技术协议进行数据传输,然而当前网络通讯标准不统一,再加上机电一体化自身存在缺陷,导致在实际的管理操作中存在各种各样的问题,因此在具体电气自动化系统管理中需要重视设备层的管理和控制,从而实现整个系统的良好运行。
3电气自动化在电气工程中的融合运用
3.1管理运用
电气工程管理最重要的编程的调试,对技术上具有很高的要求,在电气工程管理中,自动化能够有效的进行数据的检测、采集和整理,可以通过对设备的强力监控,能够有效降低电气设备的维护成本,能够提高电气工程的精准性,保障电气设备的安全和质量水平,而传统的电气管理中安全事故的发生,严重影响到整个系统的可靠性和安全性,电气自动化则可以有效避免。
3.2电网调度运用
电网调度自动化包括服务器、调度大屏幕和调度工作站等,该种自动化在技术是将调度中心、发电厂以及变电站相连接,电气自动化在电网调度中的使用能够保障整个电气系统的正常运行,在电网调度中通过自动化的监控以及数据处理,能够更加全面而系统地了解电气系统的工作情况,能够提高电力系统的可靠性和安全性。
3.3在发电厂分散测控中的运用
发电厂分散测控系统中电气自动化主要依靠分层结构,分层结构部分包括工作站、以太网、过程控制以及数据高速通讯网等分单元。工作站主要提供计算机和人工两个接口,相对应的则存在工程师工作站与运行员工工作站,其中工程师工作站设置控制和维护工作,而员工工作站则负责配合收集数据以及传递命令的工作,两者相互协调,共同保障发电厂分散测控系统的正常运行。使用电气自动化能够实现整个生产过程的直接测控,从而保障整个分散测控系统的正常运行,达到安全运行监控的目的。
4新的设计方案
4.1新方案的内容和特点
传统的电气设备中,电气工程设备主要是控制编程程序管理高低变压器的运行,对电气设备的要求较低,因此不需要员工严格控制电气设计的规模,易于控制和计量集中管理信号,不需要再次进行模拟和控制,能够有效避免两者交叉引起的误差。并且传统的自动化设计与电气设计平行,而新设计简化了流程设计,将自动化设计和电气设计合二为一,极大地提高使用效率,并且简化了系统运行的流程,只需要一个特定的软件和网络通信协议就能实现系统的整合,从而正常运行系统。新型的电气自动化设计不仅达到了电气自动化的和谐统一,使电气工程系统智能化,同时实现了共享用户数据。
4.2新方案的发展前景
当前新的设计方案已经运用到现场设备的操作中,实践看来:新的方案能够实现网络的通讯功能,而且能将分层结构上的各个数据传递到现场设备的总线,就相当于一个简单的数据线接口,就能够实现总控的功能。新的电气自动化设备中控制系统进行了进一步地优化设计,提高了数据共享的速度,降低了运营成本,同时兼具高效性和安全性,设备设计人员需要进行完善设计,实现嵌入式控制装置的编程组态以及网络架构的控制组态。
5结束语
【关键词】电气工程自动化;问题;解决措施
前言
随着经济与社会的快速发展,我国的电力行业得到前所未有的发展,并且为国家创造了巨大的社会效益和经济效益。同时,随着信息技术、自动化技术的快速发展,电力工程逐渐的实现了自动化管理,显著的提高了电气工程的工作效率,降低了电气事故的发生概率,对促进电气工程行业的健康、可持续发展具有非常重要的作用。但是,电气工程自动化在实践中存在一些问题,对电气工程的发展产生了一定的影响。因此,电气工程自动化问题的解决措施势在必行。
1 电气工程自动化问题探析
(1)电气工程自动化技术运行中过于受主管的支配和影响。不同的电力企业在对电气工程自动化进行开发和应用的过程中,由于技术人员对电气工程自动化思想理论以及技术掌握程度不同,过分的根据技术人员的主管意识与习惯支配,导致电气工程自动化系统在设计、实施以及运行的过程中出现问题时,会增加相应的维护成本,增加了电气工程自动化系统的整体运行的负担与成本。
(2)电气工程自动化的网络架构存在差异。电气工程自动化的发展是建立在快捷、高校的电气工程以及自动化系统基础上的,但是,许多电力行业自身的网络架构存在一定的差异,导致网络系统发展的差异性限制了电气工程自动化的发展。此外,不同电力企业以及商家在硬件产品以及软件产品交换的过程中,电气工程的信息交换由于程序接口的不一致性,影响了企业之间信息与数据的传输和交流,限制了企业信息与数据的共享,导致电气工程自动化系统在实际运行过程中并不能发挥应用的作用。
(3)电气工程自动化系统的集成性较差。电气工程自动化系统的集成性是提升自动化的必经之路。但是,我国许多电气工程自动化还处在多岛自动化层面,多岛自动化具有信息独享、功能单一、相互不连接等缺点,并不能充分的发挥电气工程自动化的作用与功能,限制了我国电气工程自动化的快速发展。
2 解决电气工程自动化问题的有效措施
(1)体现电气工程自动化的开放性。电气工程自动化的开放性指的是与外界创建接口,保证电气工程自动化系统和外界网络之间的连接,通过计算机网络实现各种信息的交流,实现信息的共享。在电气工程自动化中,通过将计算机网络应用到系统的管理以及调节方面,能够显著的提高电力系统处理以及管理信息的速度,试点电气工程的自动化调度,同时计算机网络还能够通过共享平台和市场部经理做好衔接,保证订单及时下达,将电气工程自动化生产的业务流程准确、及时的输入到系统中,实现电气工程的自动化管理。同时,还应该重视电气工程的信息化管理,信息化指的是电气工程自动化管理中,应该重点突出信息化的地位,通过利用计算机技术、信息技术以及人工智能技术,设计以及运行电气设备,重点凸显信息技术、自动化技术的地位。
(2)创建通用的网络系统,实现电气工程的科技化。通过在电气工程自动化系统中创建通用的网络系统,能够实现对资源的最优化配置,保证商业信息交流的安全性与可靠性。电力企业需要对设备、技术等进行监管和控制,通过创建通用的网络系统,采用网络连接的方式,能够自动化的制作以及更新生产计划滚动表,实现对建设项目订货、设计、生产以及检验等进度状况的跟踪,保证电力工程通用网络系统中数据的交换更加高效,促进电力工程自动化建设的快速发展。同时,电气工程自动化还应该实现科技化,在自动化运行的过程中不断的采用新产品、新技术,在创新的基础上重视节能,加大在新材料、新工艺、新技术等方面的创新和应用,不断的实现电气工程的自动化与科技化。
(3)创建企业之间的统一平台。由于受到实际条件的限制,导致各个电力企业之间的自动化水平存在一定的差异,这样不仅会增加电力企业的经营成本,还给电力企业的快速发展带来了不利的影响。因此,电力企业的技术人员应该克服环境方面的问题,在进行电气工程自动化方案设计的过程中,需要根据研究对象的实际状况,明确研发项目的目标,然后确定具体的设计方案,同时将系统实时之后的维护、运行成本以及运行时间等考虑进去。通过创建企业之间的统一平台,不仅能够实现电气工程的自动化,还能够有效的计生运行成本。
(4)创建标准化的数据传输接口。标准化的数据传输接口是保证电气工程自动化系统高效、快捷、安全进行数据传输的必要条件,由于受到技术、系统设计等方面的影响,导致我国的电气工程自动化并没有形成标准化的数据传输接口。因此,从事电气工程自动化研究的技术人员应该利用先进的科学技术以及借鉴国外的先进技术,尽可能的创建最优化的标准数据传输接口,以此保证不同电气工程自动化系统之间的数据和信息能够完美的交换与共享,降低工程开发的时间与费用,同时加速电气工程自动化系统的建设进程。
(5)提高电气工程自动化安全系统装置的质量。安全是电气工程自动化系统稳定运行的前提,电气工程中自动化安全系统装置对整个电气工程的安全运行具有非常大的意义。因此,提高电气工程自动化安装系统装置的质量势在必行。想要提高电气工程自动化安全系统装置的质量,应该从以下几个方面入手:首先,在选择电气工程自动化安全系统装置时,应该遵循稳定、安全、可靠、实用的原则,在条件允许的状况下,尽可能选择质量高的产品,以此保证电力工程自动化系统能够长期、安全、稳定的运行;其次,保证电气工程自动化装置与装置、系统与系统之间的兼容性,保证装置在发挥远程控制、保护以及测算等过程中相互的协调和配合,共同维护电气工程自动化系统的安全性和可靠性;再者,还应该保证电气工程自动化安全系统装置具有良好的扩展性,便于电气工程在扩建以及改造的过程中也能发挥相应的保护作用;最后,电力工程自动化安全系统装置还应该具有相应的警报装置,当装置发出错误信号或者失灵时,能够及时的发出相应的报警信号,通知维护人员进行调整和维修。
3 结束语
总而言之,随着我国经济的不断发展以及工业化程度的不断推进,电气工程自动化的发展在社会中发挥的作用越来越重要,其不仅影响着人们的生活与生产,还对国家的经济发展具有非常大的影响。但是,电气工程自动化在发展的过程中不可避免的会出现一些问题,限制了电气自动化的发展进程。因此,针对电气工程自动化存在的问题,电气工程技术人员和研究人员应该不断的投入精力研究新技术、新工艺。促进电气工程自动化良性、可持续的发展。
参考文献:
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1.电气工程自动化的现状缺乏较强的系统集成性对于电气自动化的整体功能而言,系统集成为主要的发展趋势,是必然的发展趋势。对于当前的电气自动化,存在多岛自动化的结构,其特点为相互独立、互不影响、性能单一、信息具有较高的集中性,很难发挥电气机动化的整体功能。电气自动化的网络架构存在不一致性对于电气自动化的发展,其主要目标是形成便捷、有效的电气工程师,建立完善的自动化体系。但是,在当前的行业内,缺乏完善的架构,对网络的认识不深入,网络架构存在差异性,使得借助网络结构而发展起来的电气工程自动化在未来发展的道路上受到严重阻碍。同时,不同的主体在使用信息软件的过程中,出现接口不匹配的问题,给信息的有效交流造成的障碍,影响了数据在不同主体之间的分享,在很大程度上破坏了系统运行中的实际效果。
2.对电气自动化进行的积极改进立足科技,电气自动化要充分运用新技术,注重实用性,开发新产品,运用新材料。在具体实践过程中,要侧重自主研发和创新,将节能作为重中之重,提出节能降耗,在运行中使用新工艺和新工具,重视思想的创新,尤其是注重网络信息技术的应用,不断更新,促进与自动化技术的有机整合。从信息方面进行考虑,电气自动化的信息化主要突出信息技术的重要作用。对于设备的研发和制造要广泛采用计算机信息技术,加快智能化的发展速度,在电气工程中,加重网络通信技术的使用。
二、电气工程自动化系统中节能技术的体现
选择合理的变压器变压器的损耗会造成电能的浪费,但是,其使用范围有很广,因此,要注重对变压器的类型的选择。首先要注重变压器自身的能耗,其次,要注重节能性,减少有功功率的耗损。降低传输进行中电能的损失电能在传输的进行中,能量损耗无法避免。但是,根本的方式是减小电阻。首先,要重视导线的布局,防止出现弯路,缩短导向的长度;其次,导线材料要进行电阻率较小;再次,在统一的条件下,选择横截面积较大的导线;最后,靠近负载中心,减少实际供电的距离。选择有源滤波器在实际操作过程中,要借助对谐波的去除,降低误操作的频率,其根本途径就是使用滤波器。
三、节能设计在电气自动化中的具体应用
1.不断提升电气系统的运行效率在进行电气设备选择的时候,要注重其节能的特性,目的是为后期的节能功能奠定基础。同时,还可以对无功功率进行补偿,对运行负荷进行有效均衡,减少电能输送过程中的损失,这些做法的目的都是为了提升节能的效果,也可以在设计中,对负荷值进行合理调整,运用科学的设计参数。这样做的目的是确保系统安装和运行进行中,电源的高效、综合地运用,增强设备运行效率,降低能耗。
2.对配电系统的设计进行不断优化电力系统的功能就是为系统安装提供必须的动力。因此,在具体的配电设计中,最基本的就是充分考虑适用性,保障对电气设备的有效控制,与此同时,要达到用电设备对供电设备的综合要求,对各种不良因素进行有效控制。在配电工程中,在达到设备有效运行的基本要求外,还要保障整个电力系统的全面、可靠、稳定的运行,促进系统的灵活性,保障操作的便捷性。另外,要全面考虑系统运行的安全性。要重视导线的绝缘性能,在进行布线的过程中,要保障合理的绝缘距离,以提升导线的稳定性,提升配电和用电的安全性。另外,要做好接地,安排和设置防雷设施。
四、结束语
1.1我国自动化技术的发展及应用
自动化技术的发展是随着科技的不断发展而逐步完善的,从自动化技术本身来看,在上世纪七十年代后从初级的智能控制逐渐地朝着高级智能控制和复杂的系统控制方向发展,在此过程中,无论是在经济领域、国防领域还是科学研究等各个方面都有着较为广泛的应用,同时,自动化技术的应用规模也随着技术的发展进一步的扩大,比如在铁路的自由调度、电网的自动调度以及城市交通的控制等系统中都有着自动化技术的身影。
1.2自动化技术未来的发展方向
自动化技术在未来将会实现更多的智能操作,比如对人的智能模仿以及行为模仿等,其中在海洋开发、宇宙探测等多个生产领域中也有着广泛的应用,同时,地质勘探以及医疗诊断工作也能够通过自动化技术来加以实现,这也说明自动化技术未来还有这非常广阔的发展空间,并且在人们日常生产生活的方方面面都会有着很大的影响。
2.电气工程中自动化技术的具体应用
电气工程的自动化不仅能够提高电力系统的稳定性和可靠性,同时也保障了电力系统的运行效率,对于提高我国社会经济的发展也有着重要的作用。在电气工程中,很多电力技术都是依靠自动化技术来实现的,并且网络通信以及远程控制系统也不再受到空间的限制,在操作上也更加灵活。
2.1自动化技术
在电网调动中的应用电网调动是电气自动化的一项重要组成部分,电网调动自动化从以往的简单遥测、遥信系统逐渐发展到自动化的监控系统也经过了一个相对漫长的时间,但是从电网调动自动化系统的应用来看,从初级应用模式到目前的高级应用模式已经为我国电气工程自动化技术的发展提供了重要的基础条件。现如今,电网调动只需要通过控制中心的计算机网络系统、系统服务器以及工作站和监视设备等就可以实现自动化的全部操作,其主要功能是可以实现电力生产中各项数据的实时采集以及对电网运行的实时监控,通过对采集和监控内容的分析,能够更好的对电力系统的运行状态进行有效的评估,从而有效的对电力系统进行改进和调整,这样也能够更好的保证实现自动的经济调度以及电力系统的经济运行。
2.2自动化技术
在发电厂运作中的应用我国当前自动化技术已经相对城市,在发电自动化技术中主要由动力机械自动控制、自动电压控制系统以及自动发电量控制系统等几个方面组成。发电厂也有着不同的运行方式,按照发电厂不同的运行方式可以将发电厂分为火力发电、水力发电以及风力发电三大类。火力发电厂是通过煤炭、石油以及天然气等燃料来进行运作的,火力发电厂的自动化需要由监控信息系统、管理信息系统、远动系统以及继电保护系统构成。水力发电厂的主要运作方式是水利发电,在水力发电过程中,自动化技术的应用可以分为单极自动化、公用设备自动化、阶梯水电厂自动化以及全厂自动化等,自动化技术在水力发电厂中可以提高水力发电运行的效率,对于保证水力发电厂的供电质量也有着非常重要的作用。风力发电厂主要运行方式是利用风力来进行发电,风力发电厂的主要设备有叶片、主发电机、塔架监控保护以及自动迎风转向设备构成,自动化技术的应用能够提高风力发电的效率,并且对于发电装置的保护也有着重要的作用,同时也可以实现清洁高效发电的目的。
2.3自动化技术
在变电站运行中的应用在变电站运行过程中应用自动化技术可以使变电站的自动控制以及传输技术更好的与信息处理技术相结合,并且利用计算机系统和电气自动化装置能够代替人工完成各种不同的工作,变电站的自动化技术可以提高变电站的管理水平以及运行效率,从而有效的提高变电站的运行质量。通过计算机技术利用可以代替原有的常规设备,这样也可以更好的满足变电站的整体需求,并且对于提高整个电力系统的运行效率都有着非常重要的作用。
3.我国电气工程当中自动化的发展前景展望
电气工程的自动化是当下先进科学中的关键技术,其自身的发展对于我国社会科技的进步有着十分重要的意义,所以,我们必须积极关注电气工程当中自动化应用的发展前景。为了有效提升我国产品,自主创新发展力度已不断加大,并为相关研究人员更高质量、更具创新性的研发工作提供有利条件,促进我国电气工程的自动化发展。另外,我国电网建设的进程正在逐渐加快,自动化技术也为其长效发展进行了空间上的有效拓宽。
3.1电力设备趋于智能化
通常,在电力设备里一次设备和二次设备之间的间距较大,电气自动化系统的智能化系统能够在一次结构设备设计时,将二次设备的相关功能和技术进行设计和实现,将配电网中的电力信号电缆线和控制信号线进行省去,比如智能化的开关等,自动化智能技术主要是针对配电网中的防雷击、电磁干扰、配电网中的通信信号的传输方面等相关内容,实现电网自动化的管理。
3.2实现DMS系统的建立
电气工程当中DMS系统能够有效促进电气管理工作的进一步发展,促进电力系统中自动化各项技术的有效适应,提升各系统的设备保护工作,确保电力资源的顺利供应,从科学合理的角度建立事故处理各项措施,最大程度上降低电力事故的损害,让管理人员能够准确、全面地把握系统运行各方面状况,包括设备适应状况、电压电流状况等。另外,DMS系统能够做到准确、详细的计算,实现无人控制下自然运行的状态。
4.结束语
[关键词]电气工程;自动化;问题;措施
中图分类号:TM85 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)12-0048-01
引言:电气工程,是我国工程建设的重要的组成部分,随着科学技术的发展,实现自动化,是提高工程建设质量和效率的有效手段,是降低施工成本的重要的环节。但是目前我国电气工程之中的自动化设计还不够完善,存在一定的问题,这就导致了自动化管理出现了漏洞。所以,依据存在的问题,主要提出了加强节能措施,实现高质量管理,符合相关标准的方法。其次,则是对自动化系统进一步的完善,并且构建了一个完善的网络,实现自动化全方位的管理,保证工程质量。
一、电气工程及其自动化存在的问题
(一)能源消耗大
能源消耗大,是目前我国电气工程之中,实现自动化系统设计的一个重要的问题。这是因为自动化系统,提高生产的效率和质量,因此相关材料的消耗也更大,而且电气工程的运行次数和频率也变高,对系统的材料和设备的磨损也变得更高,从而产生了能源消耗更大的情况,这对于实现全面推广电气系统具有一定的影响,而且与我国的可持续发展要求是相悖,所以,应该手中能够是自动化系统带来的能源消耗比较大的问题,并且有针对性的解决这个问题,促进自动化的推广。
(二)施工标准不达标
电气工程的施工标准要求是很高的,不仅仅能够保证电气工程的施工质量,还能保证施工安全。而自动化系统的引进,在一定程度上,可以提高施工的质量,但是目前存在的问题,施工标准达到不相关要求。一方面是因为自动化系统的设计存在一定的问题,不能精准的控制相关的施工环节,一方面是因为施工人员技术不达标,或者是与自动化管理不熟悉,导致施工要求和标准不到标的情况发生。所以,应该重视施工标准不到标的问题,并且积极的解决相关的问题。
(三)自动化集成系统不完善
自动化集成系y,是实现电气工程自动化的主要环节,但是目前继承系统是不健全的和不完善的,主要是因为在设计的过程之中,系统的平台设计不健全,不能起到信息交流的作用,其次则是设计模型存在一定的缺陷,依据模型设计的系统不完善,最重要的是,自动化集成系统的运行的独立性不够,不能独立处理相关的问题,导致系统和功能之间不匹配,不能指令到达就完成相关的工作。因此,需要重视集成系统不完善的情况,然后依据实际的情况进行改进和完善。
(四)网络构架存在差异
在电气工程之中,实现自动化系统,需要构架一个网络构架,只有这样才能保证信息互相交流。但是目前的网络构架不统一,存在一定的差异性,导致结构不一致,不能顺利的使用相关的平台,数据共享不了,这样不利于自动化集成系统的运转,也是影响自动化发展的主要原因。而且网络构架存在差异,也导致了系统之间不兼容的情况发生,不利于电气工程之中的自动化发展。所以,应该针对这个问题进行解决。
二、电气工程及其自动化问题解决措施
(一)实现节能措施
自动化系统设计,主要是为保证电气工程的施工和建设全面实现节能的作用。因为自动化系统,可以提高施工效率和施工质量,同时可以对施工所需要的材料以及设备进行精准的控制,这样可以进一步的减低施工材料的浪费,达到节能的目标。但是目前自动化的节能存在一定的问题,所以应该依据节能问题进行设计,实现全面节能的设计要求和标准。因此,需要采用的是低阻值的绕组,进行设计变压器,这样可以保证降低变压器的能源损耗,而且还可以减少变压器运行过程之中,维修和维护的成本,有效的起到节能的作用。
(二)提高质量管理标准
提高质量管理标准,是解决电气工程的自动化管理的一个重要的环节。首先,是从施工人员的素质管理标准的培养和提高,进行专业的培训计划,提高施工技术,同时提法施工人员管理技术标准的意识和概念。其次,则是对材料和设备的管理需要达到标准,按照专人对材料以及设备进行检查,是否符合相关的标准,这样才能保证后期的施工达到相关的要求。最后,则是对不同环节的施工标准进行重新定义,而且对不同的环节进行监督和管理,达到相关的施工标准和要求。同时电气工程之中的自动化标准,也要随着技术的发展,不断的提高相关的标准,这样才能保证施工的质量。
(三)提高和完善自动化集成系统
在电气工程之中,自动化的实现是科技进步和社会发展的需求,目前因为技术以及相关条件有限,所以导致自动化集成系统存在一定等问题,但是随着技术的不断发展,在一定程度上,可以有效的弥补和完善系统之中不完善的地方,这样可以保证自动化系统全面的发挥作用,保证了电气工程的进步和发展。因此,需要提高和完善自动化集成系统,主要是采用高效编程系统的模型进行设计,结合绿色和科技设计理念,进行全面的设计和完善,让自动化系统可以满足电气工程之中的不同需求和要求。而且需要开发系统平台,保证系统具有一定的兼容性,以及容错性,同时还需要保证系统的主观能动性,这都是自动化集成系统的关键环节和内容,而且还可以降低自动化系统的运行成本,同时也起到了节能的作用。
(四)构建统一网络
网络的构建是实现自动化的一个核心环节和重点环节。因为构建的网络不同,会导致各个网络之间不兼容,从而导致出现了命令传达和信息传输不畅通的情况。因此,想要实现电气工程的自动化,就构建统一的网络,这样才能保证全面调动系统,实现接口一致,这样方便了不同的的商家,对于电气工程的自动化推动和发展也具有一定的重要作用,同时实现了信息和资源的共享,保证了整个网络运行的更加的稳定。因此,构建一个统一的网络,对于建设自动化的电气工程系统具有重要的、积极的作用。
结束语
电气工程在各个行业和领域以及建设之中,起到了巨大的作用。尤其是在信息技术和互联网技术的支持下,实现了自动化的系统设计。但是由于技术问题,以及管理措施等问题,导致自动化存在一定的问题。文章经过讨论,主要从四个方面可以完善电气工程之中的自动化。即采用节能措施,实现绿色自动化的目标,其次则是需要完善管理体系和提高管理标准,最后则是进一步的设计自动化系统以及建设统一网络,这样才能保证电气工程自动化系通过运行的稳定性和有效性。
参考文献
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关键词:客运专线;铁路;电气化;接触网技术;施工质量
Abstract: railway erection along the catenary as special power supply unit supplies power for the electric traction locomotives, its purpose is to change the piezoelectric output power through catenary contact wire for wire of electric locomotive operation. Catenary of the particularity of performance in three aspects: the outdoor equipment, no spare, electromechanical integration, these are the basic characteristics of catenary. In this paper, the technical standard of passenger dedicated railway catenary and simple discussion on the construction quality control and analysis.
Key words: passenger dedicated line; Railway; Electrification; Catenary technology; The construction quality
中图分类号:TM922.5文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、客运专线铁路接触网的组成及要求
客运专线铁路接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路,也称为架空式接触网。
1、从结构形式看可分为以下几个部分。
(1) 接触悬挂:主要包括承力索,吊弦,接触线及连接它们的零件等。与电力机车受电弓直接接触的是接触线。其中以接触悬挂的种类最多。
(2) 支持装置:支持装置由腕臂,拉杆,定位装置等连接件组成,用来悬吊和支持接触悬挂,并将其负荷传递给支柱或者其它建筑物。根据接触网所在区间,车站和大型建筑物而有所不同。
(3) 支柱与基础:支柱与基础用以承受接触悬挂和支持装置的全部负荷,并把接触悬挂固定在规定的位置和高度上。支柱有金属支柱和钢筋混凝土支柱
2、牵引供电对接触网的要求
为了满足铁路接触网全天候不间断的向机车进行供电,保证弓网之间的良好匹配,提高接触网的性价比,接触网需要满足:①设备运行安全可靠,在恶劣气候条件下能保证向电力机车正常供电;②有足够的电气强度,保证在牵引高峰时正常地向电力机车提供电能;③有足够的机械强度,保证接触悬挂具有可靠的稳定性;④网上设备的空间位置不影响受电弓取流;⑤网上设备的质量应轻且分布均匀,保证接触网的弹性尽量一致;⑥有足够的防腐蚀性能各耐磨性能,使用寿命应尽可能长;七在保证接触悬挂稳定性的前提下,结构应尽量简化,有利于施工,维护及事故抢修;⑧在最高运行速度下,弓网离线率应在容许的范围内。
因此,这就需要要求铁路接触网不论在什么条件下,必须要保证良好的供电,使得机车能在线路上高速、安全的行驶运行。还要做到在符合上述要求的情况下,尽量做到节省投资、结构合理、维修简便等,同时还要便于新技术的应用。
3、《客运专线铁路电力牵引供电施工技术指南》对接触网施工的要求
为了更好的指导客运专线铁路接触网工程的施工和验收,铁道部组织编制了《客运专线铁路电力牵引供电工程施工质量验收暂行标准》。为了指导施工单位达到标准的要求,同时编制了与验收标准配套的《客运专线铁路电力牵引供电施工技术指南》,由铁道部经济规划研究院。其中《客运专线铁路电力牵引供电施工技术指南》对施工主体提出了如下要求:
(1)施工单位应采用机械化施工,积极推广施工新技术、新工艺、新设备、新材料。在施工过程中还需制定一系列相应的保护措施,以保证路基的完整性和稳定性。
(2)施工单位应应建立完善的质量保证体系,根据指南制定相应的施工组织设计,施工技术管理制度,施工操作细则,施工技术安全措施等。
客运专线铁路电气化接触网技术标准及施工方法
(3)施工中,施工单位应按本指南和有关工程质量管理办法,严格施工质量自查,采用先进的施工工艺和检测手段,进行严格的过程控制,客运专线铁路电力牵引供电工程每道工序的完成,都应采取相应的检测手段检测施工质量,并作好记录;完工后应对施工质量进行全面的综合检测,并应将检测结果纳入竣工文件。
(4)客运专线铁路电力牵引供电工程施工应根据铁路修建的总体施工组织计划,结合施工单位具体情况,做好以下工作:①必须遵守国家、铁道部规定的安全规程,制定切实可行的安全措施,确保施工安全。②必须遵守国家、铁道部规定的质量验收标准,建立完善的质量保证体系,制定切实可行的质量保证措施,确保工程质量。③应用信息化网络技术,推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备,提高施工管理水平和施工技术水平。④在保证工程施工质量的前提下,节约能源,降低材料消耗,提高工程施工的综合经济效益。⑤积极改善工程施工条件,降低作业人员的劳动强度,遵守国家有关劳动保护法规,确保作业人员身体健康。⑥所用于主体、附属工程的材料进场前应进行相关的试验与检验,各种工程材料必须符合国家、铁道部现行规范和验标的要求后才能进场。⑦接触网工程施工从进场建点到竣工验收,都应把保护环境、文明施工贯穿到施工中的没有个环节。
二、客运专线接触网施工的特点
由于客运专线接触网的施工管理与一般工程的施工管理之间存在着一定的差异,要求也不尽相同,主要特点如下。
1、接触网是在一定地域和范围内进行施工的项目,所以每一条线路及每一区段的施工都需要按具体的施工对象、施工环境和条件来确定施工方法,因此,铁路接触网施工针对性较强,对工程施工质量要求也比较高。
2、由于接触网施工完全是沿铁路线路进行施工,这就使得接触网施工的施工点增多、战线过长、施工人员分散的问题较突出,对施工的组织和质量控制影响较大。
3、接触网施工由于整体结构复杂,技术含量较高。因此对接触网施工的质量管理工作必须深入细致,防止出现“一步错,步步错”。
4、受气候和地质条件的限制因素较多,这些客观因素不但制约了施工作业的顺利展开,而且往往会打乱全局的施工程序,影响整个。
5、系统工程中各专业工程在施工中相互干扰的机会和机率相当高,如通信与电力及信号等工程的电缆沟同一路肩侧的布置等,在施工组织与协调过程中一但出现疏漏,也将影响工程的质量。
三、客运专线接触网施工中存在的问题
随着电气化铁路的不断的发展,我们在学习和引进国外新技术、新材料、新结构的同时,广大工程技术人员也自主研发了许多接触网新金具和新设备, 随着新技术、新材料、新工艺的不断更新,传统的施工方法和手段已不能满足要求,主要表现为施工队伍的技术素质和施工技术两大方面滞后。
1、接触网施工队伍
(1)施工人员的整体技术素质不高。在从事接触网工程施工的队伍中,只有极少数的技术人员和管理人员具有较高的专业技术素养,大部分施工人员则是由没有受到专业的施工技术培训、教育的普通工人或者是民工,其专业技能和技术水平相对较差,这就容易造成对施工流程、施工工艺等不能很好的了解,致使施工过程中出现各种问题,进而对接触网工程施工质量造成严重的影响。
(2)技术装备落后
我国国内的各施工单位的技术装备较发达国家,显得稍微落后一些。主要表现在施工设备功能不强、性能不高、新度系数偏低;设备综合性能较低,体积大,较为笨重;检测手段和检测设备的精度系数不高。
2、接触网施工标准和工艺存在问题
(1)施工技术及工艺滞后
从全国范围来看,目前我国除少数施工单位外,大多数施工单位的施工 工艺和施工技术还停留在上世纪九十年代初的水平,很难适应目前客运专线铁路接触网的施工要求。
(2)施工的技术标准不协调
接触网的施工与路基、轨道的施工技术标准不协调,接触网一般是以轨面标高作为施工基准点的,而轨道施工的允许偏差较大,导至接触网工程施工质量难以满足技术要求。
(3)技术规范和操作规范不够完善
我国目前还没有一部客运专线铁路电气化的施工标准,每一条线路的施工技术要求除参照国外相应线路制定外,没有更多的通用性和标准化。
我国目前也没有一套客运专线铁路接触网的施工操作规范,除个别施工单位具有较为系统的施工工艺手册外,大部分施工单位或施工队伍在施工时的随意性较大。
四、接触网施工质量控制措施
客运专线铁路电气化铁路与我国现有的160 km/h以下电气化铁路相比,不仅车速大大提高,而且其接触网受流系统、悬挂方式、布置原则也有所不同。接触悬挂是向电力机车供电的重要设备,也是保证250 km/h以上目标值的关键。为了保证运行时受流的质量,必须具有良好的受流稳定性、理想的弹性及弹性均匀性。因此接触线对轨面的高度、跨中预留弛度及导线坡度以及弓网动态参数等对接触悬挂的受流质量好坏至关重要,而这些必须通过精确的施工安装来保证。施工安装精度需满足设计要求的评价接触网质量的重要指标。即安装精度越高,受流质量越好,接触线和受电弓的使用寿命越长,且速度越高对施工的误差要求越高。因此,对接触网的施工误差控制是保证接触网施工质量的唯一途径。尽管目前国内接触网采用了国外发达国家的程序化、数据化施工和中铁电气化局集团有限公司开发的“四个一次到位”国家级工法。
但由于接触网施工工序和所用材料繁多、安装或加工工艺、机具及环境不尽相同,每个施工工序过程仍均伴有误差,如导高、侧面限界的误差、腕臂和吊弦的测量、计算、预配加工及安装的误差等。因此,产生的原因主要来自施工人员、采用的机具、所用的材料、施工方法和施工环境五个方面。要保证施工质量就必须对以下五个方面加以严格的控制。
1、人:指直接参与施工的人员,作为主要控制对象,要充分调动其积极性、发挥其主导作用。有经验表明,要保证施工质量,还必须根据客运专线铁路接触网施工特点,进行系统化的培训;
2、材:材料在生产过程中难免的会出现公差,因此在使用时需要考虑其影响;
3、机:机械控制主要包括施工机械设备、工具和检测器具等控制。因此在施工过程中要根据不同的施工工艺要求、选用合适的、先进的机械设备、机具等,并正确使用、管理以及保养,确定其处于最佳使用状态。例如用经纬仪取代传统的线坠、接触线多功能激光测量仪取代测量杆等等,不仅能使施工测量的精度大幅度提高,同时也可以将施工误差控制在设计和标准范围以内;
4、施工工艺:需要根据工程实际,制定相应的施工方法,既有利于保证工程施工质量,也能加快施工进度,进而提高经济效益;
5、施工环境:指的是工程技术环境、环境因素对工程施工质量的影响。如吊弦、定位便宜均应根据施工当时的环境温度来进行施工控制。环境温度测不准,将直接影响施工质量。由此,在施工时应根据工程特点以及具体条件,对影响质量的环境因素,采取有针对性的措施并加以控制。
客运专线铁路电气化工程属于结构庞大、工艺技术复杂、需要多工种连续性施工生产的建筑安装工程。为了使工程施工达到连续性和均衡性,实现高效、低耗、优质的目的,就必须根据工程的特点,按照科学、合理的施工程序,择优选取先进的施工生产组织形式和施工作业方法,均衡施工进度,确保计划目标的实现。
参考文献
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