電氣類(lèi)科技論文

　　電氣是電能的生產(chǎn)、傳輸、分配、使用和電工裝備制造等學(xué)科或工程領(lǐng)域的統(tǒng)稱(chēng)。下面小編給大家分享一些電氣類(lèi)科技論文，大家快來(lái)跟小編一起欣賞吧。

　　電氣類(lèi)科技論文篇一

　　電氣系統(tǒng)自動(dòng)化科技的研究及革新

　　摘 要:本文結(jié)合自己的工作現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)全控型電力電子開(kāi)關(guān)、變換器電路、交流調(diào)速控制、通用變頻器、單片機(jī)、集成電路及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的發(fā)展幾方面論述了電氣自動(dòng)化在電力體系中的運(yùn)用。

　　關(guān)鍵詞:電氣自動(dòng)化;科技;設(shè)計(jì)思想;將來(lái)發(fā)展

　　中圖分類(lèi)號(hào)：A715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　1 前言

　　文章經(jīng)過(guò)論述電氣綜合自動(dòng)化體系的性能，講述了當(dāng)下電氣自動(dòng)化掌控體系的規(guī)劃理念(以發(fā)電廠(chǎng)為例子),展望了將來(lái)電氣自動(dòng)化掌控體系的發(fā)展態(tài)勢(shì)。設(shè)備智能化水準(zhǔn)的提升促使對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況的精確掌控變?yōu)榭赡?，通訊科技的發(fā)展則為大容量的數(shù)據(jù)傳輸提供了平臺(tái)。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,基于Pc的控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點(diǎn)正在被更多的采納。

　　2 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念

　　2.1集中監(jiān)控方式

　　這種監(jiān)控辦法優(yōu)勢(shì)是運(yùn)營(yíng)維護(hù)比較便捷，掌控站的防護(hù)準(zhǔn)求不高，系統(tǒng)規(guī)劃比較簡(jiǎn)單。但是因?yàn)榧惺降闹饕卣魇菍⑾到y(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理,處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重,處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控,伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來(lái)的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加,投資加大,長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí),?隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線(xiàn),由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位,造成設(shè)備無(wú)法操作。這種接線(xiàn)的二次接線(xiàn)復(fù)雜,查線(xiàn)不方便,大大增加了維護(hù)量,還存在由于查線(xiàn)或傳動(dòng)過(guò)程中由于接線(xiàn)復(fù)雜而造成誤操作的可能性。

　　2.2遠(yuǎn)程監(jiān)控方式

　　遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(如Lonworks總線(xiàn),CAN總線(xiàn)等)的通訊速度不是很高,而電廠(chǎng)電氣部分通訊量相對(duì)又比較大,所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控,而不適應(yīng)于全廠(chǎng)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。

　　2.3現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)控方式

　　目前,對(duì)于以太網(wǎng)(Ethernet)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)科技已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中,且已經(jīng)積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展,這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性,對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能,這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外,還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等,而且智能設(shè)備就地安裝,與監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通信線(xiàn)連接,可以節(jié)省大量控制電纜,節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量,從而降低成本。另外,各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立,裝置之間僅通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接,網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活,使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大提高,任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件,不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。

　　3 探討電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

　　3.1 OPC(OIJEforProcessControl)科技

　　OPC(OIJEforProcessControl)科技的出現(xiàn),IEC61131的頒布,以及Microsoft的Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用,使得未來(lái)的電氣科技的結(jié)合,計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。IEC61131已成為了一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn),正被各大控制系統(tǒng)廠(chǎng)商廣泛采納。Pc客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet科技引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命。正是市場(chǎng)的需求驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和IT平臺(tái)的融和,電子商務(wù)的普及將加速著這一過(guò)程。Internet/Intranet科技和多媒體科技在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器可以存取企業(yè)的財(cái)務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù),也可以對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)畫(huà)面進(jìn)行監(jiān)控,在第一時(shí)間了解最全面和準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實(shí)科技和視頻處理科技的應(yīng)用,將對(duì)未來(lái)的自動(dòng)化產(chǎn)品,如人機(jī)界面和設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接的影響。相對(duì)應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢(shì)正從單一的設(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。

　　3.2 變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展

　　隨著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(yīng)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(dāng)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(shù),減少了高次諧波對(duì)電岡的影響,解決了電動(dòng)機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩脈動(dòng)作用在定轉(zhuǎn)子上,使電機(jī)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(dǎo)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(guó)威斯康星大學(xué) Divan 教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器是掛在穩(wěn)定的直流母線(xiàn)上,電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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。

　　3.3 交流調(diào)速控制理論日漸成熟

　　1971年,德國(guó)學(xué)者F.Blaschke發(fā)表論文闡明了交流電機(jī)磁場(chǎng)定向即矢量控制的原理,為交流傳動(dòng)高性能控制奠定了理論基礎(chǔ)。矢量控制的基本思想是仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方式,把定子電流的磁場(chǎng)分量和轉(zhuǎn)矩分量解耦開(kāi)來(lái),分別加以控制。這種解耦,實(shí)際上是把異步電動(dòng)機(jī)的物理模型設(shè)法等效地變換成類(lèi)似于直流電動(dòng)機(jī)的模式,這種等效變換是借助于坐標(biāo)變換完成的。它需要檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁鏈的方向,且其性能易受轉(zhuǎn)子參數(shù),特別是轉(zhuǎn)子回路時(shí)間常數(shù)的影響。加上矢量旋轉(zhuǎn)變換的復(fù)雜性,使得實(shí)際的控制效果難于達(dá)到分析的結(jié)果。

　　1985 年德國(guó)魯爾大學(xué)的 Depenbrock 教授首次提出了直接轉(zhuǎn)矩控制的理論,接著 1987年又把它推 廣到弱磁調(diào)速范圍。大致來(lái)說(shuō),直接轉(zhuǎn)矩控制,用空間矢量的分析方法,直接在定子坐標(biāo)系下分析計(jì)算與控制電流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。采用定子磁場(chǎng)定向,借助于離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)(Band 一 Band 控制)產(chǎn)生 PWM 信號(hào),直接對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳控制,以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能。它省掉了復(fù)雜的矢量變換與電動(dòng)數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)化處理,大大減少了矢量控制中控制性能參數(shù)易受參數(shù)變化影響的問(wèn)題,沒(méi)有通常的 PWM 信號(hào)發(fā)生器,其控制思想新穎,控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制手段直接,信號(hào)處物理概念明確,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速,限制在一拍之內(nèi),且無(wú)超調(diào),是一種具有高靜動(dòng)態(tài)性能的新型交流調(diào)速方法。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　電氣系統(tǒng)自動(dòng)化科技的研究對(duì)于水利的進(jìn)步有著非常重要的意義，只有不斷的革新電氣系統(tǒng)才能夠更好的為水利建設(shè)服務(wù)。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]賀家李、沈從炬,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理,北京:中國(guó)電力出版社,1994.

　　[2]范輝、陸學(xué)謙,電氣監(jiān)控系統(tǒng)納入DCS的幾點(diǎn)體會(huì),電力自動(dòng)化設(shè)備,2001,21(3):52-54.

　　[3]薛葵,發(fā)電廠(chǎng)電氣監(jiān)控系統(tǒng),電力系統(tǒng)裝備,2002(1):72-73.

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