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电气科技论文范文篇一
电气系统自动化科技的研究及革新
摘 要:本文结合自己的工作现实经验，针对全控型电力电子开关、变换器电路、交流调速控制、通用变频器、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展几方面论述了电气自动化在电力体系中的运用。
关键词:电气自动化;科技;设计思想;将来发展
中图分类号：A715 文献标识码：A 文章编号：
1 前言
文章经过论述电气综合自动化体系的性能，讲述了当下电气自动化掌控体系的规划理念(以发电厂为例子),展望了将来电气自动化掌控体系的发展态势。设备智能化水准的提升促使对现场设备情况的精确掌控变为可能，通讯科技的发展则为大容量的数据传输提供了平台。在工业自动化领域,基于Pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。
2 电气自动化控制系统的设计理念
2.1集中监控方式
这种监控办法优势是运营维护比较便捷，掌控站的防护准求不高，系统规划比较简单。但是因为集中式的主要特征是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控,伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,?隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂,查线不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。
2.2远程监控方式
远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线,CAN总线等)的通讯速度不是很高,而电厂电气部分通讯量相对又比较大,所有这种方式适合于小系统监控,而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。
2.3现场总线监控方式
目前,对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络科技已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,且已经积累了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。
3 探讨电气自动化控制系统的发展趋势
3.1 OPC(OIJEforProcessControl)科技
OPC(OIJEforProcessControl)科技的出现,IEC61131的颁布,以及Microsoft的Windows平台的广泛应用,使得未来的电气科技的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc客户机/服务器体系结构、以太网和Internet科技引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和,电子商务的普及将加速着这一过程。Internet/Intranet科技和多媒体科技在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实科技和视频处理科技的应用,将对未来的自动化产品,如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。
3.2 变换器电路从低频向高频方向发展
随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频船动则是交一直一交变频器。当电力电子器件进入第二代后,更多是采用PWM 变换器了。采用PWM方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电冈的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。
但是PWM 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电 压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 1986 年美国威斯康星大学 Divan 教授提出谐振式直流环逆变器。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上,电力电子器件是在高电压下进行转换的‘硬开关’,其开关损耗较大,限制了开关在频率上的提高。而谐夺式直流环逆变器是把逆变器挂在高频振荡
过零的谐振路上,使电力电子器件在零电压或零电流下转换,即工作在所谓的‘软开关’状态下,从而使开关损耗降低到零。这样,可以使逆器尺寸减少,降低成本,还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此,谐振式直流逆变器电路极有发展前途。
3.3 交流调速控制理论日渐成熟
1971年,德国学者F.Blaschke发表论文阐明了交流电机磁场定向即矢量控制的原理,为交流传动高性能控制奠定了理论基础。矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解耦开来,分别加以控制。这种解耦,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。
1985 年德国鲁尔大学的 Depenbrock 教授首次提出了直接转矩控制的理论,接着 1987年又把它推 广到弱磁调速范围。大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Band 一 Band 控制)产生 PWM 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。它省掉了复杂的矢量变换与电动数学模型的简化处理,大大减少了矢量控制中控制性能参数易受参数变化影响的问题,没有通常的 PWM 信号发生器,其控制思想新颖,控制结构简单,控制手段直接,信号处物理概念明确,转矩响应迅速,限制在一拍之内,且无超调,是一种具有高静动态性能的新型交流调速方法。
结束语
电气系统自动化科技的研究对于水利的进步有着非常重要的意义，只有不断的革新电气系统才能够更好的为水利建设服务。
参考文献:
[1]贺家李、沈从炬,电力系统继电保护原理,北京:中国电力出版社,1994.
[2]范辉、陆学谦,电气监控系统纳入DCS的几点体会,电力自动化设备,2001,21(3):52-54.
[3]薛葵,发电厂电气监控系统,电力系统装备,2002(1):72-73.
电气科技论文范文篇二
试论建筑电气节能科技
摘 要: 这几年来，国家党中央国务院非常关注能源节约问题，连续出台一些节约能源的政策、相关文件，节约能源逐渐变成每一位公民的责任和义务。本文针对建筑电气规划中潜在的常有问题，讨论电气设计节能的有关策略。
关键词:建筑电气;节能;TT系统;控制系统
中图分类号：TU201.5文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013)
当下全世界范围内都出现能源缺少的问题。我们国家是一个能源损耗的大国，每一年都要从外国引进大量的石油及天然气能源等，我们国家人均能源是非常缺少的，达不到国家平均水准的一半，再加上我们国家的能源利用状况非常差，大概约为30%。我们国家建筑面积能源损耗与发达国家相比为其2--3倍，为此可以得知，节能的任务是非常巨大的。节能事业关系到科学技术的进步及所需环节的能源矛盾，是支撑国民经济快速进步的一个关键性方面。
1 建筑设计常出现的矛盾
1.1 TT系统配电线路接地故障保护问题
大家都知道，室外照明灯具装在室外，需要承载很多方面的因素的影响，譬如，风吹、日晒、雨淋等， 非常容易使得使灯具受机械损伤和绝缘下降而造成事故的出现，它暴露于公共场所， 又无等电位联结， 增大了电击死亡的危险性。当采用一系统供电时，因所有灯具的金属外壳都是通过线互相连通的，当某个灯具发生接地故障时，其故障电压沿线传至其它灯具上，在户外无等电位联结而导致电击危险。故室外照明常采用竹接地系统， 为户外灯具专门设置接地极， 引出单独的线接灯具的金属外壳，以避免由线引来别处的故障电压。许多设计者在设计时往往不进行灵敏度校验，低压断路器在线路发生接地故障时拒绝动作时有发生，为了提高低压断路器的灵敏度系数，所以室外照明线路在采用TT配电系统的基础上，应为电源线路装设漏电保护器作接地故障保护。
1.2 负荷计算问题
JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》，(以下简称《民规》)3.4.2.3条规定用电设备台数较少， 各台设备容量相差悬殊时， 宜采用二项式法进行负荷计算， 一般用于支干线和配电屏箱的负荷计算。
1.3 用电设备接地问题
《民规》14.1.3条：用电设备的接地一般可区分为保护性接地和功能性接地。保护性接地又可分为接地和接零两种型式。许多设计者在作功能性接地设计时， 往往忽略接地线截面问题。例如成列配电柜PE母排接地线截面不应小于其PE母排截面。
1.4 漏电开关极数选择问题
漏电开关极数选定应遵循下列原则：第一、单相220V电源供电的电气设备应选用二极二线式或单极二线式漏电保护器;第二、三相三线式380V电源供电的电气设备， 应选用三极式漏电保护器;第三、三相四线式380V电源供电的电气设备， 或单相设备与三相设备共用的电路， 应选用三极四线式、四极四线式漏电保护器。
1.5 住宅插座选择问题
GB50368-2005《住宅建筑规范》第8.5.5条：住宅套内的电源插座与照明， 应分路配电。安装在1.8m及以下的插座均应采用安全型插座。许多设计者在居室设计时都采用了安全型插座， 但设在厨房的插座当高度为108m及以下时却采用了普通防溅型插座， 此现象应引起注意。
2 电气节能的方法
2.1 充分利用天然光源
照明节能工程中的一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源。随着人们对能源和环境保护的日益关注，建筑物中如何充分利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视。天然光源是取之不尽、用之不竭的能源。在照明节能的实施工程中，应当充分加以利用，制定建筑物的采光标准，确定采光方式，将采光和照明有机地结合起来。白天尽可能地利用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照条件。同时，室内引入阳光，既能大大节约照明能耗，亦有助于提高室内温度，对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。
2.2 目前应用的方法主要有:①导光管法。②采光搁板。③反射高窗。④ 棱镜窗。
2.2 高效的照明控制系统设计
照明控制是照明设计中一个重要的内容，是照明设计基础理论的一部分，与灯具、光源一样是照明节能实施中不可缺少的。主要体现在以下两个方面:(1) 能营造良好的光环境。通过控制光环境来划分空间，同一空间中可创造出不同的环境氛围，体现了照明环境的舒适性。(2) 可节能。使用者需要时才开启照明，尽可能减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度，以有利于照明的节能。虽然我国现有的照明设计标准几乎没有照明控制的具体内容，对照明控制也没有给予应有的重视，但工程设计人员应当充分认识到它的重要性。
2.3 科学合理地利用太阳能照明技术与产品
其一、太阳能是无处不有、取之不尽、用之不竭的清洁能源。太阳能照明技术的开发利用，可节省资源，减少废气排放，减少对地球资源的使用和破坏，保护地球环境。科学合理地利用太阳能照明在节能、环保方面具有重大的意义。其二、 太阳能照明技术通常利用太阳能光伏发电系统，将入射的太阳辐射能直接转换为电能，提供给照明负荷.
2.4 建筑电气设备的节能
①空调系统。其主要内容包括: a.冷冻水与冷却水系统的优化控制;b.冰蓄冷系统的优化控制，现行的冰蓄冷控制技术还很不成熟，冰蓄冷控制策略仍需作深入研究，尤其是在蓄冰装置优先方式下的融冰策略的研究，对于提高冰蓄冷系统的能源利用效率，促进冰蓄冷技术的商业化应用具有决定性的意义; c.热交换系统温差与流量的优化控制; d.变风量系统等控制技术。②给排水系统的优化控制。③电动机。包括电动机的正确选型、调速方法、基于负载检测的台数控制。④电梯。包括电梯的合理选型(如速度、载重量、调速方式等) 、停层计划及群控策略。⑤电动门窗。包括门窗的节能控制、遮阳系统的自动控制等。
2.5 能源的综合利用
2.5.1 太阳能光伏电源系统。《措施》规定了太阳能光伏电源系统的适用环境、系统设计方法、电池技术要求、逆变器的技术指标、控制系统技术要求等技术原则。(2) 冰蓄冷系统。提出了冰蓄冷系统的常用控制策略及系统配置。
另外，一些其他节能方法还可以利用：①减少变压器的功率损耗，合理选择变压器的负载率。②减少线路能量损耗。在一个工程中，线路纵横交错，使用的导线及电缆不计其数， 所以在线路上消耗的有功功率相当大， 必须减少线路能耗。③提高系统的功率因数。一是变压器无功功率损耗很多， 应考虑在一次侧装设静电电容器进行无功补偿;二是目前的建筑设计绝大部分采用二次集中补偿。④减少照明系统光能损失。其一，电气设计要与建筑设计配合。其二，要合理选择照明器具。最后是合理选择照明的配光曲线以提高照明利用系数。
3 结束语
我们国家进入世贸组织以后，在建筑电气节能规划空间上面临很多当面的挑战，由于外国的规划单位在设计当中非常关注环境保护及能源节约，假设我们在规划中不注意能源节约，就有可能被淘汰。然而节电能工作关乎的范围是比较宽泛的，从发电厂出发到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。针对设计工作人员来讲，是需要科学运用器械，合理制定供电电压等级以及运用新原料、新科技等。建筑电气节能规划潜能是非常大的，应该细心准备规划策略，挑选高效能节能设备，运用先进的科学技术，沿用节能准则有效规划。为人们供应健康、舒服、安全的居住环境，与此同时，又能够切实实行节能的策略，这是每一位规划工作者需要兼顾到的问题。
参考文献
[1] 陈众励, 赵济安, 等. 建筑电气节能技术综述[J]. 楼宇自动化，2007.4.
[2] 朱英. 建筑电气节能设计方法[J]. 科技信息化，2007.2.
[3] 任元会. 提高认识实施标准推进建筑照明节电[J]. 建筑电气，2005.3.
