自动化技术论文范文

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机电自动化产品的功能十分强大，可以进行自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护等多种功能，实现了智能化，因此可以满足人们的多种应用需求，可以在多种场合、多种领域得到使用。强大的功能使得机电自动化产品具有很大的灵活性，因此应变能力较强。机电自动化产品的生产以及不断革新，大大改变了人们的生产与生活方式，将人们从繁重的工作压力中解放出来，有助于改善劳动条件，推动自动化生产的进行，提高生产效率与生产能力等。自动化的生产可以更好实现资源优化配置，并能够在不断实践中不断改革工艺与生产技术等，不断减少耗材。

2机电自动化技术的发展趋势

2.1智能化21世纪是一个信息化的时代，计算机技术以及网络技术的发展极大地改变了人们的思维方式，促使了人工智能概念的提出以及技术的发展。目前，人工智能是人们重点研究的方向之一，越来越受到人们的重视，将人工智能运用到机电领域，实现人机智能化是一个重大突破。智能化就是在机器行为等一切理论基础上，运用人工智能，计算机、动力学等学科，使其逐渐成为自动化产品的智能，但是要想使它完全达到人类智能几乎是不可能的，但是通过一些高性能，速度的微处理器，运用多学科的知识，赋予其较低等级的智能却是完全可以实现的，因此在未来，机电自动化技术会逐步实现智能化，由低等级的智能逐步向较高等级的智能水平发展。

2.2网络化网络技术的发展以及普及，将全球各地的人们联系在一起，基于网络技术产生了多种控制技术，其远程控制终端更是为自动化本身产品量身定做的。随着网络和总线技术的推广与应用，网络化的趋势已经无可阻挡，采用采用家庭网络技术连接电器就可以有效实现计算机家庭化，因此在未来，网络化必将会成为机电自动化技术的发展趋势。

2.3模块化机电自动化技术涵盖很多方面，从机电自动化技术可以衍生出多种多样的产品，因此生产机电自动化产品是一个相当艰巨的过程。工作人员研制和开发一定程度上的标准机械接口、电气接口等的机电自动化技术产品单元是很困难的，如果拥有标准的单元，就可以在标准单元的基础上迅速进行产品研发要创新，也可以迅速扩大机电自动化产品的生产规模，这就需要进行模块化，并要在这基础上制定出每个模块的生产原则以及标准等，从而确保生产出的产品合乎要求。

2.4人性化机电自动化产品制造出来的目的是为人类服务，在未来，机电自动化产品会更加注重设计与功能实现的人性化。要使机电自动化产品更加具有人性化就要重点思考两个问题：一是如何给自动化的实现更加人性化的一些功能？这个问题实际上是要求机电自动化产品的设计与制造更加凸显人机一体化技术，如制造家用机器人等。二：如何模仿生物机理，研制出各种机电自动化技术产品？

2.5微型化20世纪80年代末掀起了一股微型化风潮，MEMS就代表微电子机械系统，也就是使机电系统逐步朝着微米、纳米级方向发展，这样生产出的机电自动化产品体积小，便于懈怠，灵活性比较好，消耗的能量比较少，因此可以广泛应用到军事、医疗等多个领域，并有着举足轻重的作用。

2.6绿色化绿色产品要求产品从设计到生产制造的全过程都贯彻绿色环保的理念，在今天具有相当高的利用率。机电自动化产品的绿色化主要表现在无污染、能够进行回收利用，因此，设计与生产有效的绿色机电化产品会具有广阔的前景。

3结语

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1.1恒压频比(V/F)控制

恒压频比控制属于开环调节,通过保持异步电机电压和频率之比近似相同以调节煤矿电机转速的调节方法。V/F控制最大的优点,就是使用简单,没有复杂的算法流程、坐标变换及电机模型辨识过程,用户使用起来十分的容易。而且,由于属于开环控制,即便在负载出现任意扰动的情况下,输出值也保持固定,不会受到什么影响。所以在某些时候,尤其是稳定度要求高的情况下,会采用该种控制方法。但由于其开环控制特性,控制精度低,无法像矢量控制那样实现无偏差控制。这种控制方式主要运用于对精度要求不高的煤矿设备,如风机、水泵等。

1.2转差率控制

根据电机转速计算公式,转差率控制是通过改变电机转差率的大小来实现对电机转速进行改变的控制方法。主要通过改变电机定子电压和转子电阻的方式进行。小功率电机或者电机转速较慢的情况下会采用转差率控制方法。恒压频比控制和转差率控制方式都是基于电机系统的稳态模型和在稳态运行规律下进行控制的。这两种控制方式无法对电机内部磁场的大小和位置进行控制,因而电机只能实现较为精确的转速控制,而转矩控制能力差。要想精确控制转矩,就必须在动态过程中对电动机的磁场大小和位置进行控制。

1.3矢量控制(VC)

矢量控制是目前煤矿自动化领域中比较先进的控制方法。交流异步电机是一个十分复杂的系统。矢量控制的基本控制原理就是通过对异步电机定子电流在不同坐标系下进行矢量变换,最终将电流分解为可以分别控制的用于励磁分量和用于产生电磁转矩分量。矢量控制策略的基本思路就是将交流异步电机的耦合变量解耦,实现各个变量的独立控制,使异步电机和直流电机一样,获得良好的控制性能。

1.4直接转矩控制(DTC)

直接转矩控制技术是基于矢量控制理论而建立的一种新型交流异步电机控制技术,直接转矩控制将不会像矢量控制那样考虑变量解耦的问题,而是直接控制电磁转矩。直接转矩控制不需要将交流异步电机转化为直流电机的数学模型,而只关注电磁转矩的变化。因此,和矢量控制不同,直接转矩控制无需进行复杂的坐标变换和电机数学模型。但是,直接转矩控制也有其缺点,例如低速情况下转矩脉动大,启动电流冲击大等。目前,兆瓦级的大功率电牵采煤设备中直接转矩控制方法运用的较为广泛。

2自动化系统在煤矿采煤中的应用

2.1试验台机械结构及总体布置

变速器试验台是一个综合了机械、电气、液压原理的机电系统。其具体工作原理是驱动电机连续输入额定转速和扭矩,以模拟变速器在煤矿采煤工作中的输入工况。由于驱动电机最高转速的限制,往往无法达到发动机最高转速的要求,因此,在驱动电机后加入一个升速齿轮箱,以满足采煤系统的试验能力要求。为了更接近矿区采煤的真实工况,在变速器输入端增加一个惯量盘,其旋转时的转动惯量与在离合器飞轮和传动轴旋转时产生的转动惯量相同。试验台的末端是加载装置及其匹配的冷却系统,它能给变速器施加阻力矩,以模拟设备采煤时的负载和道路阻尼。

2.2驱动设备的选择

驱动设备需要给试验变速器输入试验所要求的转速和扭矩,驱动设备可以采用内燃机,也可以采用电动机作为输入动力源。两种不同的动力源均有其各自不同的优缺点。采用内燃机作为采煤系统驱动端,使得试验更加接近变速器在采煤应用中的实际工况。但是内燃机也有较多缺点,比如噪声大,产生的废气污染环境,而且内燃机转速和扭矩不易控制,会导致试验结果产生较大的误差。采用电动机作为试验台动力源有噪音小、占地面积小、启停方便、无污染、易于控制等优点。正是因为采用电动机作为试验台动力源具有较多的优点,目前电动机已经广泛应用在各种煤矿传动系统试验设备上。

2.3加载装置的选择

加载装置在整个采煤系统中为被测变速器施加负载转矩,目前主流的工业设备一般采用测功机作为加载装置。测功机一般用于测试发动机的功率,也可作为齿轮箱、减速机、变速箱试验设备的负载装置。测功机主要由功率吸收、负载调速、转矩调节和冷却部分组成。根据负载转矩输出方式的不同,一般可以将测功机分为水力测功机、电力测功机和电涡流测功机三种。自动化采煤系统一般采用开式布局,在保证试验需求的情况下,基于上表的三种测功机的性能对比,采用电涡流测功机较适合于基础的自动化采煤系统。该文采用一台长沙湘仪动力测试仪器有限公司生产的CW-150系列电涡流测功机作为研究对象,其额定吸收功率为150kW,额定扭矩为520N•m,额定转速为2500rpm。

2.4发动机速度特性分析

该文所建立的自动化采煤系统模型,选用交流异步电机作为试验台架的驱动系统,驱动试验变速器及负载机构的运转。这里所选用的驱动电机应能完全覆盖被测变速器所匹配采煤设备发动机的全部性能和运行工况,同时还应具备转速和转矩的调节能力。为了使试验结果更加准确,这里我们先要对发动机的速度特性进行简要分析,从而为异步电机参数的确定提供理论依据。

2.5驱动电机主要参数的确定

在确定了采用交流异步电机作为驱动电机之后,就必须确定驱动电机的各种参数,从而完成异步电机驱动的变速器试验台动力学仿真。而部分电动机参数的确定必须参照发动机相关参数的确定原则,这样才能提高驱动电机模拟发动机驱动的精确度。对于任意的一台异步电机,它的参数例如定子电阻、转子电阻、定子漏感、转子漏感、定转子互感、电机极对数以及转子的转动惯量等是异步电机所固有的参数,需要通过电动机试验进行选定。而对于额定功率、额定转速和额定转矩等动力学参数,需要根据电动机所使用的特定场合进行选定。由于这里是用异步电机模拟汽车发动机作为驱动源,则其动力学参数参照发动机的参数确定则。

3结语

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主要是用作配电网的改造，其广阔的覆盖范围和迅速的传播速度使配电效率得到大幅度提升。计算机技术在发电、配电、变电、输电等环节起到十分重要的作用，形成了主站、子站、光纤终端组成的网络系统，这种合理化的格局，能够有效提升传输速度。（3）变电系统能使高负荷供电站运行更加稳定，自动化技术主要通过现代通信技术、信号处理和计算机技术实现对设备的检测，实现功能的优化和重组，有效控制电力系统的安全运行。

2计算机远动控制技术的应用分析

计算机远动控制技术的应用主要是通过遥测、遥信、遥控以及遥调等功能实现的，计算机远动控制技术是电力系统自动化技术中的核心技术，其在电力系统运行中发挥着重要的作用，尤其是在电力系统中的数据采集、通信传输以及信道编译码等环节中占据着重要的地位。其中，计算机远动控制技术的工作原理如图1所示。2．1远动控制技术中的数据采集技术远动控制技术中的数据采集技术主要有A／D技术和变送器技术等，其处理的信号多数为0～5V的TTL电平信号，而在电力系统自动化技术中，多数采用大功率参数，为了实现采用远动控制技术处理电力系统中的信号，只有通过变送器将大功率参数转变为TTL电平信号，从而达到遥信信息的编码和遥测信息的采集任务。其中在电力系统中，其遥信信息需要经过采集遥信对象的状态，将采集到的描述遥信对象状态的二进制位编进具体的遥信码中这2个途径进行传送，然后再通过数字多路开关将电力系统各路的遥信状态输出到接口电路中，最后通过接口电路将遥信信息送入到CPU系统中进行处理，从而实现遥信信息编码。2．2信道编译码技术分析在计算机远动控制技术中的信道编译码技术主要有编码、译码以及信息传输协议（规约）等。在电力系统自动化控制中，想要实现采用远动控制技术进行信息采集，则必须通过通信信道传输到调控中心才能使用。因此在电力系统自动化控制中，为了进一步保证传送的信息具有非常好的抗干扰能力，必须要对信息进行信道编译码，其中数字传输系统模型如图2所示。在上述电力系统自动化系统中，通过采用远动控制进行数字传输中，其干扰是不可避免的，而通过信道编译码能够有效克服通道中的干扰，其中，信道编译码的方法主要采用线性分组码中的循环码进行编译码。2．3循环式数据传送规约远动控制技术在变电站、电厂以及调度中心的数据通信应用中，首先需要在信道编译码前，预先设定通信方式和数据格式，也就是通信信息传输协议（规约），以保证电力系统中数据通信的可行性。另外，在电力系统远动控制技术中，其数据传输主要是以帧结构的形式进行传输的，其中重要的遥测信息主要安排在A帧，次要遥测信息安排在B帧，一般遥测信息安排在C帧。通过采用帧格式进行包装后，电力系统中的数据就能够有效按照规约进行传送，从而实现信道全部编译工作，实现对电力系统的全方位监控。

3电力系统自动化技术的发展及建议

对于电力系统自动化的发展方向，应从以下几点出发：（1）兼顾提高经济效益和改善自动化服务水平，我们追求的自动化技术应向着更优化、更具实效性、更加智能化、区域覆盖更广的方向前进。（2）加强电力自动化系统的设备稳定性，有效保障其安全运行，尽量减少大面积停电，建立一系列行之有效的处理机制，将停电损失降到最低。（3）开拓电力系统自动化的数字化之路，使数据更加全面，数字更加精准，力求节省更多时间和人力。（4）随着科技的不断进步，各种先进设备相继出现，对电力企业的工作人员提出了更高的要求，加强电力企业人员的技能培训和技术队伍建设，注重对新技术高素质人才的引进和吸收，培养全面发展的技术人才，鼓励员工以先进的理论知识和丰富的实践武装自身，投入更多精力到电力自动化的发展中去，推进电力自动化的发展进程。（5）在全球能源危机的严峻形势下，正是挑战电气自动化进程的关键时期，要以可持续的发展观，改善传统的管理模式，从整体化逐步转变为分布式、集约化的运营模式，实现能源利用的最大化、功耗的最小化、资金节约化。

4结语

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1.1提高工作的效率

在办公自动化中，运用各种办公软件和企业内部的局域网，不仅可以对员工的工作效率进行有效的提高，而且还可以使得员工与员工之间，各部门与各部门之间通过对计算机技术的应用，将工作过程中的信息和问题进行及时的接收和处理，从而进行高效的合作，在最大的程度上提升员工的工作效率。

1.2节约企业的办公成本

计算机技术的引进和应用，不仅实现了企业的数字化和无纸化的办公模式，而且还大大地低了企业的办公成本，在节约大量纸张的同时，也减少了纸张、墨盒、易损耗办公用品的购买，从而将企业各部门之间的浪费降到了最低，也使得设备和资源得到了合理的利用。

1.3加强了企业的内部交流和外部联系

在办公自动化之前，许多企业的工作都会受到工作内容和工作场所的限制，进行内部交流和外部交流时都需要按照企业的正规流程，不仅浪费了员工的工作时间，而且还使员工之间不能进行及时的交流。但自从实现了办公自动化以后，使得企业的内部交流和外部交流变得越来越方便。在工作期间，各部门之间的工作人员可以随时随地地进行业务的学习和交流，从而加强了工作人员对计算机技术的使用，提高了工作的质量与效率。

1.4方便企业管理者进行决策指挥

办公自动化中计算机技术的应用，是一种科学、规范、现代的管理模式，它不仅提高了员工的工作质量，而且在上级领导进行决策的指挥时，可以根据其反馈的数据，下达具有针对性的指令，从而使得员工的工作顺利开展。

2提高办公自动化中计算机技术应用的措施

2.1加强办公自动化及计算机技术应用的宏观调控

由于许多企业受到资金的限制以及计算机应用软件产生效益的间接性和滞后性的影响，使得我国企业在当前的办公自动化中投入较低的计算机软件以及硬件设施，同时对员工的培训费用也无法保障，从而导致了企业不能完全地发挥办公自动化系统的作用，影响了企业的快速发展。因此，企业要想得到快速的发展，相关的领导和决策者就必须对办公自动化以及计算机技术的应用引起足够的重视，从企业的宏观方面推动办公自动化的发展和计算机技术的应用，构建一个自上而下的办公自动化体系。

2.2建立健全的办公自动化管理体系

当企业在引进计算机技术时，必须要根据实际的情况，对计算机技术进行有针对性地引进。一些国外的计算机软件虽然在开发团队和管理理论上有着很好的优点，但是很容易受到环境差异的影响，使得许多软件无法发挥其真正有效的功能，因此，需要企业根据现实需要建立一个健全的办公自动化管理体系，使得相关技术人员掌握企业计算机技术各方面的情况，从而根据实际的情况，选取合适的计算机软件和硬件，使其发挥最大程度的作用。

2.3提高计算机技术相关人员的专业素养

在现如今许多企业中，由于计算机技术人员专业素质的参差不齐，计算机技术的使用水平不在同一水平线上以及计算机技术应用的基本方法没有得到全面的掌握，给企业办公自动化带来了直接的影响。因此，企业的计算机技术相关工作人员必须具备一套先进的技术手段，为企业的办公室以及内部机房构造一个安全的网络环境，同时，对企业的防火墙进行设置，并对相关的漏洞进行及时的修补，利用杀毒软件进一步地确保计算机的安全运行。

3结语

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钢铁冶炼系统中，节能技术的问题，主要表现在方法单一上。我国钢铁冶炼行业运营中，节能一直是社会关注的问题，虽然钢铁冶炼行业积极提倡节能，但是其在实际节能中，仍旧采用的是单一的节能技术，无法在根本上降低钢铁冶炼的能源消耗，很难提高钢铁冶炼生产的效率。钢铁冶炼系统中，如果要引入先进的节能途径，就要以冶炼系统的整体为主，需要消耗大量的资金，如果缺乏资金支持，钢铁冶炼系统的节能技术，就无法落实到位。钢铁冶炼行业，综合考虑到钢铁利用率、节能减排指标等，已经注意到成本投入在冶炼系统节能中的重要性，关键问题是，社会对钢铁的利用率，不能为钢铁冶炼行业带去足够的资金效益，进而阻碍了节能新技术的发展，增加了钢铁冶炼系统的节能压力。

2电气工程及其自动化中存在的问题

2.1能耗大。虽然电气工程自动化技术的出现为人类的发展进步做出了巨大贡献，但是我们不能因此就看不到其本身存在的弊端，其中，摆在当前最为棘手的问题就是对于能源的消耗过大。在电气工程自动的发展系统本身带有复杂性，被应用的范围逐步扩大，对于能源的需求量也与日俱增。电气自动化是以消耗电能为主，作为当下最为先进的技术之一，对其本身最为基础的要求就是要做到在运作过程中保证误差小，并且准确有效，所以，就需要大批量的电气设备共同运作，如此，对于电能的消耗可谓是不计其数，与我们国家提出的走绿色节能的可持续发展道路存在差距。2.2质量水平较低。就现阶段的发展而言，电气工程自动化技术已经得到的飞速的提升，但纵观整体发展情况而言，其质量水平还处在发展低端。尤其是最近几年，人们对于生活追求的品质不断攀升，相应地也加大了对电气自动化水平的要求，但是我国对这一领域研究的时间还不是很长，对于相应的管理流程和先进的发展模式还不能很好的予以把控，特别是在自动化工厂的生产环节，相关人员只关心结果而忽略过程中的质量问题。但是，众所周知的是，如果电气的生产质量得不到有效的保证，就会发生一系列的用电事故，严重的会造成爆炸、火灾等重大安全事故出现，需要引起人们的深思。2.3集成化程度低。　顾名思义，集成化的主要运作原理就是把所有需要的东西做还集合工作，上文已经提到过，虽然电气工程自动化近年来的发展势头迅猛，但由于起步过晚，　虽然在努力的向集成化方面靠拢，确切的来说，现在还处于自动化阶段，技术水平发展有限，集成化技术还不成熟，各个体系和功能之间还无法做到有效的集成连接。所以，还达不到及时实现资源的有效共享，在一定程度上影响了电气自动化功能的发挥，使电气自动化工程技术滞后。

3对电气自动化工程中节能设计技术

3.1减少线路传输产生的耗损。由于无法对线路上的电流做出改变，所以也只能通过减少电阻来有效降低电能在传输中产生的耗损。所以，可以从这几方面做起，减少导线电阻：（1）使用功率较小导线；（2）使用相对较短的导线。这样做可以避免在布线过程中少走弯路，减少人员的工作量，有效减少电能耗损，同时在安装变压器时候与负荷中心保持较短的距离，也是减少供电的距离；（3）使用截面积大较大的导线，如果条件允许，可以选用较大截面积的导线，有效减少电阻产生的耗损。3.2无功补偿。电力系统在运行的过程中，配电设备中的无功功率占有较大的容量，所以存在较为严重的电能耗损的情况，不仅影响到电压，还对整个电能的质量造成不良的影响。对使用者来说，无功功率主要表现在功率低，尤其是当功率过低的时候，用户需要向相关部门缴纳一定的罚款，因此如果说能够使用合适的无功补偿设备，就可以保证功率的平衡，有效提高供电质量。工作人员在操作中要尽量减少对电能不必要的耗损，从而确保电气工程的安全运行。如果导线受到电阻的影响，那么由电机产生的电能就不能被变压器更好的吸收，同时没被吸收的那些电能在电流传输的过程中会被释放出来。同时由于无功功率产生了一定的作用，因此可以让电容器和无功功率进行抵消。利用电气相关设备在进行无功补偿时候，有几处要格外注意：（1）利用电容器在进行无功补偿的时候，一定要根据电压容量，电压负荷，自然功率，目标功率等参数来确定电容器的容量，同时如果在无功补偿的环节中发现产生了谐波，需要通过串联定量电抗器来消除谐波；（2）以参数的物理量来确定无功的电流，功率的参数，从而有效避免投切振荡现象。

4结束语

综上所述，电气自动化对于节能设计的要求是为了响应绿色生产的理念，也是为了响应可持续发展的需求，同时也是时展的必然趋势。虽然我国现阶段在电气自动化的节能设计中取得了显著的进步，但是随着社会的发展，电气自动化节能技术仍然需要进行不断完善和发展，不断优化配电设计，在科学利用电力资源的同时，还需要不断提高电力系统的运行效率，并最终达到节能的目的。

作者:吴尚坤 单位:山东钢铁集团日照有限公司

参考文献

[1]陆伟.电气自动化的节能设计技术研究[J].中国高新技术企业,2015(07).

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1电力继电保护器的种类简述

在电力系统运行时，继电保护自动化机组会采集继电保护对象的故障信号，比较定值与采集信息，将其传输到逻辑模块中，逻辑模块在收到信息后，会对信息进行计算与分析，如果计算结果为1，信号就会传递到执行模块之中。

2继电保护自动化技术的简述

电力系统作为一个全面、综合工作的网络系统，需要专门的保护装置与专业的技术人员确保其安全工作，而继电保护的最基本职能就是在电力系统运行不够稳定或出现一些故障时实施有效的保护措施，将故障带来的损失降到最低，防止电力系统的进一步恶化。继电保护自动化技术在实施保护时主要表现在以下几个方面：

2.1当运行中的电力系统发生故障时，继电保护就会迅速的做出保护措施，将出现故障的零件或者设备与整个系统隔离，这样能够防止故障对其他设备或整个电力系统带来影响，避免故障的进一步扩散，将故障造成的损失降到最低。

2.2当故障已经发生时，继电保护装置就会迅速的发出报警信号，提醒工作人员及时的对设备进行修理。当故障发生较为严重时，我们要停止整个电力系统的工作，对其进行一次全面的检查，对于存在安全隐患的设备或零件尽快的更换，确保整个电力系统安全的运行，为客户提供高质量的电能。

2.3当设施设备和电力系统发生的故障比较严重时，已经威胁到电网的安全或者已经损坏了电力系统的安全设施设备时，继电保护的自动化装置就会发挥它的功能和作用，尽量减少损坏或者威胁的程度，尽量避免更大面积的灾害发生，继电保护的自动化装置，能够减弱电力系统被破坏的程度和损害电力系统给安全供电造成的影响。

3继电保护自动化技术在电力系统中的应用分析

继电保护自动化技术的应用的过程中包括几个环节，即提出问题、分析问题、安装调试、投入运行、后续维护、检修技改，这几个环节是相互联系的，在应用继电保护自动化技术的过程中，必须要把握好以上几个环节的工作，将其有机结合起来，这样才能够保障技术应用的安全性，继电保护自动化及时在电力系统中的应用包括以下几个方面：

3.1在地接地保护中的应用

电力系统线路接地方式存在一定的差异，从类型上来看，电力系统能够分为小电流型接地与大电流型接地两种类型，前者只负责报警信号的，如果系统中的粗线出现故障，电力系统依然能够正常运行。大电流型接地在发生故障时，会将电源立即切断，这可以起到理想的保护作用。

3.2在变压器中的应用

变压器是电力系统的有机组成部分，直接影响着电力系统运行的安全性与稳定性，考虑到这一因素，必须要做好变压器的继电保护工作。这包括以下几个内容：第一、接地保护。对于直接接地的变压器，需要使用零序电流保护法，在接地两侧位置设置保护动作，对不接地变压器，使用零序电压保护措施即可。第二、瓦斯保护。在变压器油箱出现故障的情况下，绝缘材料与油会发生反应，生成有害气体，因此，瓦斯保护应该是重中之重，在设置好瓦斯保护后，如果油箱出现故障，就能够在第一时间启动保护动作，发出报警。第三、短路保护。短路保护有阻抗保护与过电流保护两个内容，阻抗保护是利用变压器中阻抗元件原理起到保护作用的方式，在阻抗元件经过一段时间的运行之后，会跳闸，就可以很好的保护变压器；过电流保护即电流元件经过一段时间的运行之后，也会切断电源，起到保护作用。

3.3在发电机中的应用

对于电力系统发电机的保护可以采用如下几种方式：第一、重点保护法。重点保护法应该着重降低发电机失磁故障发生率，为了达到这一目的，需要将中性点保护、电流保护、发电机相位保护结合起来，形成一种纵联差动模式。如果发电机电流超过标准，可以设置好接地保护装置，如果发电机定子绕组匝间发生短路，不仅会破坏绝缘层，也会导致发电机出现故障，为此，要在定子绕组中安装好保护装置，避免匝间出现短路故障。第二、备用保护法。如果定子绕组负荷偏低，保护装置就会将电源切断，报警，有时甚至会出现反时限问题，采用过过电保护法就能够有效降低此类故障的发生率。此外，在必要的情况下，还需要设置好过电压保护，避免发电机出现绝缘击穿问题。

4继电保护自动化技未来发展趋势

随着计算机技术、通信技术以及信息技术的快速发展，电力系统继电保护装置面临着新的发展趋势，继电保护装置计算机化将随着科学技术的发展向智能化，网络化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展，将会极大的程度提高继电保护装置及其技术的自动化水平，以促进电力系统更加的安全可靠的运行，真正实现安全高效的运行，为电力企业和国家创造更大的经济效益和社会效益。

4.1智能化趋势

人工智能网络的神经网络是运用一种非线性映射的方法，在很多难以列出方程式的复杂的非线性问题上利用神经网络的方法，解开这些线性问题十分简单，其中如遗法算法、模糊逻辑和进程规划等在求解复杂问题的能力上也都有其独特的方法。因此，将人工智能技术与继电保护相结合，在一定程度上能加快电力系统的计算速度；另外，人工智能技术在电力系统继电保护的自动化技术上发挥着重要作用，为继电保护技术中一些常规方法难以解决问题提出了确实可行的办法。

4.2计算机化趋势

继电保护装置的计算机化和微机化是电力系统发展的总趋势，在满足电力系统要求的前提下，企业应该在考虑经济效益与社会效益的同时，思考如何提高继电保护装置的计算机化和微机化，从而提高继电保护的可靠性。随着电力系统对继电保护的要求不断提高，除了基本的保护职能外，还需要对故障信息和数据的整理和存储。强大的通讯能力和快速的数据信息存储以及保护装置与其他控制装置和调度设备的信息需要数据信息和网络资源联网，这就要求继电保护装置不仅仅是保护还要具备计算机的功能。

5总结

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1．1变电站自动化技术

变电站是由多个设备共同构成的，切断或者接通电压的系统装置，在电力系统中，配电站是配电与输电的集中点，可以满足监控电力运输的需求，提升电力系统的效率与经济性，因此，变电站自动化技术不可替代。具体来说，该技术主要运用的现代通信技术、电子技术与信息处理技术及计算机技术等，实现变电站的二次设备重新组合与优化配置，实现设备的全面监控，可以有效的提高自动化监测系统，改善其稳定性，降低维护的成本，促进高质量的输电，产生更高的经济效益。

1．2配电网中的自动化技术

架空线路、电缆、配电变压器共同构成了配电网，在电网中具有十分重要的作用。一直以来，配电网多采用的仍然是传统的手工操作方式，随着现代化技术的提高，自动化技术的应用范围在逐渐扩大，但对电能分配仍然存在一定的问题，所以，配电网自动化技术对电能分配与监控有十分重要的意义。

1．3电网系统调度的自动化技术

该技术近年来发展十分迅猛，最主要的功能是提升电力系统在运行中的准确性与可靠性及经济性。电力系统的数据采集与监控功能是调度自动化的基础，同时，要加强对电力系统的市场运营与决策管理，增强电网调度的自动化水平。

2电力系统中的自动化智能技术

社会的进步使人们的物质水平有了很大的提高，人们对电力系统的要求也在逐渐提高，智能化技术的应用是一种必然趋势，一些现代化的技术手段也被广泛的运用于实际工作中，大大提升了电力系统中的智能化水平。

2．1神经网络控制技术

神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的，将大量的信息隐含在其连接权值上，根据一定的学习算法调节权值，该技术具有非线性的性质，同时具有并行处理能力与自学能力，实现了网络从m维空间向n维空间的复杂非线性映射，保证数据的准确性与可操作性。

2．2专家系统控制技术

该技术是应用较为广泛的一种技术，实现了对电力系统警告或紧急状态的辨认，在紧急状况下可以迅速处理，同时实现了故障的处理能力和实现配电系统自动化运行，但是由于无法模仿专家的思维使得该技术仍然存在诸多弊端。

2．3线性最优控制技术

这是将线性最优理论运用在实践中的重要表现，该技术的应用与最优励磁控制手段降低了远距离电力运输的损耗，提高了电力的利用效率。

2．4Dfacts技术

信息化水平的提高，新技术的不断进步，用户对供电质量提出了更高的要求，因此，电力系统自动化技术的应用迫在眉睫。Dfacts技术即配电系统中的灵活交流技术，该技术的应用在很大程度上提高了供电质量的稳定性，供电质量也有了一定程度的提高，在配电网和大量的电力用户的供电端使用新型的电子监控设备，实现质量全过程的监督，确保用户用电的品质，为用户提供高品质的电源。

2．5facts技术

电力系统的发展历程中，facts技术即柔流输电系统在不断的发展，这一技术主要被运用在输电系统的关键部位运用具有单独或综合功能的电子装置，对电压、电抗等输电参数进行控制，保证输电的可靠性与高效性，提升系统否认可靠性与安全性，与当前的可持续发展相适应，达到电能环保的目标。

2．6高效动态监测系统

从当前的监控系统中，主要可以分为监控电磁暂态过程的故障录波仪，记录数据较为复杂，但记录仪间缺乏通信，忽略了对系统的整体动态分析;另一种侧重于系统稳态运行状况的监视控制与数据采集系统，但是，该系统刷新时间长，仅能分析稳态特征。这两种系统的局限性推动了新型动态监测系统出现。

2．7其他新技术的应用

除了上文中提到的两种技术外，很多新技术不断涌现，包括电力一次设备智能化技术、光电互感技术等，这些技术的应用都为电力系统的顺利运行有重要意义，促进经济效益的提高。

3电力系统自动化技术的发展

3．1总体的发展趋势

从整体的发展情况来看，由传统的开环监测为主改为闭环控制为主;从传统的功能相对单一技术转为多功能的全方位发展，以变电站自动化、配电自动化技术的应用为主;也由传统的单个元件实现了全系统的方向，例数据采集技术的应用与发展;高电压等级也被低电压等级逐渐取代;装置性能也有了一定程度的改善，技术性、创新性及灵活性与数字性都有了一定的提高，保证了供电系统的效率与智能性与经济性，尤其是继电保护技术的创新;同时也实现了电力系统的高效、经济与安全运行的目标，改善了电力运输过程的顺畅，如管理信息系统在整个过程中的应用。

3．2技术环节的未来发展

从根本上来说，唯有技术的发展才是根本的发展，新技术的应用范围逐渐扩大，不断创新，与传统的设备相适应;同时新技术也满足了多机系统的需求，可以更好地应对出现的问题;改善了监控环节的技术水平，实现了全方位的实时监控，创新监控模式;同时加强技术人员的培养，实现多种技术人才的合作，运用现论提升技术水平，实现自动化控制水平，将其运用到实际情况中。

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为了满足电力网和负荷端的电压水平，保证电网的顺利运行，无功补偿技术应运而生，被广泛应用于高压电网和低压电网中，对维系电网的稳定性有重要的意义。利用无功补偿技术，会在一定程度上降低电力网中的损耗，从而减少电能运输过程中的损耗，提高电能的使用效率；利用无功补偿技术，能有效提升电网中供电设备的容量，有效控制配电系统的电压损耗。为了保证无功补偿技术的运行效果，在电力网和负荷端应该设置电容器、调相机等相应的无功电源。在电力系统中，无功功率最多的电气设备当属异步电动机和变压器等电感性负荷，它们占80%.在实际操作中，供电企业可以采用静态或动态无功补偿方式，以保证各项设备的正常运行。

2电力无功补偿的关键技术

在电气自动化工程中，电力无功补偿的电力负荷功率因数是重要的技术指标。在电力系统中，功率因数越大越好，功率因素越大，无功功率的传输就会大大减少，从而减少有功功率的损耗。因此，在电气自动化工程中，应该适当提高电力负荷的功率因数，有效改善电压质量。另外，并联电容器补偿无功功率也是电力无功补偿的重要关键技术。用电容器的无功补偿能够有效降低电网线损，为用户提供优质的电压。其中，在电容器投入和切除的过程中，无功补偿电压会发生变化。

3具体应用

3.1设计真空断路器

在电气自动化中，利用无功补偿设计能够有效节约成本，被广泛应用于实际工作中。借助于无功补偿技术，将固定滤波器与合闸管调节电抗器有机结合起来，从而形成新的无功补偿装置。在实际使用过程中，有效保证了滤波器的电流平衡，最大限度地满足电气自动化系统的功率因数需求，在短时间内实现对系统的无功补偿，从而在降低能耗方面发挥重要的作用。

3.2对用电客户进行无功补偿

在对用电客户进行无功补偿的过程中，主要的实现途径有2种：①利用无功补偿使用户的实际电力功率因数与国家预期的电力功率因素相符，逐渐增多电费补偿，增强群众的节能意识，对用户实现无功补偿；②将无功补偿技术应用于用户内部配网中，有效降低无功消耗，减轻能源压力。通过这2种途径可以有效降低能耗，减轻用户的经济压力。

3.3对回路电流进行无功补偿

在对电流回路进行无功补偿的工程中，主要手段是借助固定滤波器来实现。借助固定滤波器调节饱和电感器，改变其内部的磁能饱和程度，从而改变感性电流，最终实现对回路电流进行无功补偿的效果。在这个过程中，回路中的感性电流与固定滤波器中的多余电容性相互抵消，从而保证了电流的平衡性。然后，用串联的方法将滤波器和电抗器连接在一起，实现两者的电压串联，调节降压按钮就可以实现对电压的调控，降低电网中的电压，最终实现无功补偿的效果。

3.4应用实例——以某变电站为例

在实际生活中，该变电站是一个供电中心，承担着整个区域的供电任务。由于区域内用户的需求不同，所以，其供电的电压等级也分为好多不同的类型。在配电过程中，按照“分级补偿、就地平衡”的原则，在配电过程中普遍采用了无功补偿技术，平衡了配电线路和电力用户的无功功率，使变电站无需再单独承担无功电力。在该变电站的配电过程中，容性无功补偿装置得到了广泛的应用，在该区域的电力配网中发挥着重要作用，极大地降低了电力输送过程中的能量损耗，并且对负荷两侧的无功补偿也起到了兼顾的作用。在使用过程中，容性无功补偿装置的相关性质是根据主变压器容量来确定的，一般确定为主变压器容量的10%～30%.在变电站的实际操作过程中，如果主变压器的最大负荷为35～110kV，则必须保证高压侧功率因数要大于0.95.如果主变压器的单台容量大于40MVA，则应该为每台主变压器配置2组以上的容性无功补偿装置，以确保无功补偿技术能够正常运转，保证技术的使用效果，实现降低能耗的目标。在该变电站的实践过程中，应该以自身的无功损耗补偿为主。为了确定最佳的补偿容量，在实践中应该遵循以下3个原则：①保证无功补偿技术的主要应用场所是主变压器的无功损耗，空载状态和负载状态下的无功损耗都包含于其中；②如果主变压器长期处于轻负荷状态，则补偿容量可以直接选取最小值补偿；③对于负荷重的主变压器，应该先提高电压幅度，根据电压幅度的具体状态选择补偿容量。

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根据地理气候条件，构建无线宽带专网、光纤通信网、中压PLC载波、短距离无线通信共同交互耦合的通信网，是当前较为有利的组网方案。多种通信方式共同交互耦合，符合电力通信专网的演进策略。在建设初期，通信的业务量相对较小，覆盖面大，而光纤的造价较高，全光纤网不满足经济性组网需求，采用此种组网方案可在建设初期减少投资，同时便于日后通信业务量增加时的通信网络改造升级。同时，现有的GPRS公网并不可靠，属于非实时和安全性很低的网络，难以满足配电自动化需求。而无线专网具有可靠性高、实现性和安全性高的特点，可满足集抄业务安全性以及配电自动化业务实时性的要求。在使用上，无线专网将逐步作为稀疏地区光纤通信盲点的补充，且进一步将其作为光纤网络的备份系统和应急系统，从而提高电力通信网络的可靠性。

2自动化通信系统的主要功能及可行性分析

配电终端互相间的通信，就是指各FTU能够实现与所属TTU互相间的通信。因为各FTU与其所属TTU距离比较小，电缆通信方式作为一种性价比很高的通信手段，具有高度的稳定性，所以可在各FTU与所属TTU间设立电缆，并应用RS-485的通信方式。对于通信系统的介质，应选用具有屏蔽功能的普通通信电缆及双绞线。各FTU将从所属TTU收集到的信息、数据不予任何加工、处理，直接传送到主站系统，统一由主站系统进行数据的加工、处理。相反，来自配电网中心主站的指令下达到对应的FTU，经过FTU的判断，当为FTU指令时，将由FTU作出回应；经过FTU的判断，如果为TTU指令时，则FTU需要把指令传送给TTU，这是应由TTU作出回应。原因是FTU不会对属于TTU的指令做出任何回应，因此，针对FTU及TTU的应用类型不会受到任何限制。到2010年，国内供电企业基本已建成覆盖全部变电站的光纤通信网。以此为基础，以变电站为起点建设10kV线路段的电力通信网，即可完成配网段的电力专网。配电自动化通信系统的可行性主要体现在技术方面，即光纤、PON技术已经成熟，供应厂商有华为、中兴等知名企业，在电力行业中已有很多应用实例，是国网公司电力光纤、配电自动化、调度通信系统等项目的推荐技术。无线宽带方面，国内有自主知识产权的Mcwill、LT800产品，也有Wimax等国际标准产品，且已在少数省网公司的用电信息采集系统以及铁路、机场等工业专网中有所应用。

3通信系统自动化技术规约

因为馈线自动化系统中具有多个通信点，然而通信的数据信息量太少，所以这种在调度自动化过程中选用相对较多的循环式CDT规约以及查询式的POLLING花费时间过长的办法并不适合实际问题的解决。当前，世界电工委员会确定的IEC870-5-101规约是目前来说较为适合配电自动化系统的通信规约。

3.1IEC870-5-101规约用户数据分类

在自动化的配电系统信息数据传输中，对于很多信息数据极为重要，必须立刻进行传输，它们拥有很高的传输优先性；而对于一些数据信息传输的优先性很低，可以进行比较慢的传输。从以上原则的角度考虑，在实际配电自动化系统中，为了确保优先、迅速传输事故状态数据信息以及迅速实现事故识别，并迅速完成事故状态的隔离及恢复供电，把负荷开关的变更状态及电力系统的事故信号等关键信息作为优先数据信息来进行解决；而电流、电压以及功率等其它的测量量则作为二级的用户数据信息来进行解决；对于有关脉冲量及统计量都为视为慢数据信息来进行处理。

3.2通信系统规约程序流程

对于主站向终端的指令时有初始化、对时、总召唤、一级数据信息查询、二级数据信息查询、刀闸（或为开关）以及全站总复归等等，而对于终端的回应报文则有遥测量、遥信量以及确认等。通过初始化等相关步骤，主站方面就可针对终端进行常规的报文询问，此后将依据回答报文以及标志位的不同，发射出不同的报文，以此得到所需要的数据信息。IEC870-5-101规约在平衡传输过程中，询问呼唤二级用户信息数据变化以及定点呼唤每组返送的信息数据有没有FT1.2帧长样式操控中的要求访问位ACD-1。当出现上述情况，主站则利用“请求一级用户信息数据”来向终端实施请求。IEC870-5-101规约处在非不平衡的传输过程中时，将会应用快速-校对、验证-过程采集一级用户的数据信息。

4配电自动化通信技术优势

综合运用EPON、宽带无线、PLC、WSN等技术率先建立基于复合通信的电力用电信息实时采集系统，建设跨业务“配用电一体化通信网络平台”，开展配网自动化建设，可有效促进电网安全、可靠、高效供电，提高服务水平。从技术与实践两方面研究电力通信网建设方式和运维模式，对建设具备系统自愈、用户互动、高效运行和分布式能源灵活接入等功能的智能电网具有决定性作用。

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1.1系统组件本身的脆弱性

由于国家电网经营发展属于民生大计问题，产业发展涉及到输变电生产、电力项目建设、工程项目维修、用电销售等诸多经营业务内容。因此，电力系统自动化通信技术视角下的技术定位相对较广，在信息系统设计、生产、组装环节中也就必然存在一定安全隐患问题。比如，第一点则属于系统硬件故障隐患问题，和信息系统设计初期阶段存在隐患有主要关系。第二点软件系统自有的安全隐患问题，这类安全隐患一般多来源于电力通信自动化技术领域下的平台软件，在平台设计开发阶段存在一定技术遗留问题。第三，基于TCP/IP协议栈的定义内容在网络应用设计之初时就留下了兼容性技术漏洞，使得网络安全隐患加剧。

1.2自然威胁

这类隐患性问题多以电力通信网络安全下的不可抗力事件发生为主，比如网络信息系统如果遭受自然雷击，或者是工作站突发性发生火灾，抑或通信系统遭受自然外力破坏，如地震、覆冰、风偏等。此外，这些自然不可抗事件发生一般不以人为意志为转移，会使得国家电网造成不可避免的经济资产损失。

1.3人为意外因素

通常指人为因素下的设计失误、技术系统操作异常、不规范使用信息系统等造成的安全隐患问题。此外，这类隐患问题出现一般并非人为主观意识上故意造成安全问题，而属于人为以外因素所致的安全隐患问题。

1.4人为恶意因素

同样，人为因素也包含恶意、蓄意、故意行为造就的网络信息安全事故问题。伴随这种恶意行为发生，可能会存在蓄意篡改重要数据，或者偷盗重要信息资源，或者更改代码种植木马信息等，以通过恶劣、低俗的网络黑客行为谋取私利。

2电力自动化通信技术下的网络结构分析

国家电网系统下信息网络结构一般由核心局域网，地方部门的局域网，以及区域通信渠道网络互联所组成；从应用功能角度又可划分为供生产、制造所用的SCADA/EMS系统，以及供电经营相关的MIS系统。

2.1SCADA/EMS系统

主要适用于变电网工作站、发电厂等电力供给、送电单位生产所用。并且该系统作用主要是进行监控、处理、评估及分析等；同时，其基本功能板块划分为数据采集、能源分析、信息存储、实时监控等。

2.2MIS系统（信息业务网）

该系统平台主要对网络信息化相关商务活动进行服务，同时其系统平台主要包括办公自动化、用户供电信息查询、信息统计管控、人资建设、以及安全生产等子系统板块。此外，MIS系统可对电力企业的直属上下级单位予以联网交互，包括地区间供电企业售电业务下的重要客户数据交互等。与之同时，MIS系统平台下已经由过去单一的EMS模式逐步转化为了当前的自动化DMS、TMR、调度管理、及雷电监测等多种方式应用拓展，可以会说在信息资源优化及调整上更为专业。而MIS系统主要应用于电力产业经营业务相关的组织活动方面，比如财务管理、物资置办、用电检查、安全监控、信息查询等多个方面。包括在MIS平台使用时也能够配套www、mail等板块予以实践应用，并且其属于IP网络传输，组网方式现如今也能够实现千兆以太网，同时网络结构取用于同级网络分层，每层又分为子网与链路层予以连接。

3电力自动化通信技术中的信息安全构建思路

3.1健全安全防范机制

国家电网下电力企业通信技术平台下的各个管理单元众多，在网络信息安全中制定必要的安全防范机制非常重要。因此，在安全机制构建过程中，需要保障安全机制具有严谨的逻辑性，要能结合电力企业自身需求情况，确认出重点网络防范区域与划分出普通网络访问区域。比如，对于一般性网络访问区域，需要设置具备一定开放性的访问权限；而重点网络防范区则需要严格限制普通权限客户登录，设立较高安全级别权限，以此才能对安全数据、资源信息、QA系统运营进行重点安全监督。

3.2完善信息网络设备管理机制

信息设备管理主要以电网系统下信息安全设备管理作为研究载体，强调设备管理综合效率最大化提升。基于此，设备管理机制中要配套使用促进人员职能发挥的激烈奖惩机制，以此来提升其责任意识和凝聚归属感，激发人员信息安全运维作业的人员主观能动性。此外，设备管理工作开展从基本规划、设计研发、平台选型、配件采购、安装组建、故障维修、定期养护、技术更新、设施技改等方面进行组织管理，以此才能确保信息网络设备及使用软件平台的可靠性与实用性。

3.3强化电力系统信息安全技术

为了充分保障信息网络安全，对于信息网络的安全技术研究而言则非常重要。一般当前通信网络安全技术主要有：防火墙、身份鉴别与验证、信息资源加密手段应用等。因此，第一，强化防火墙网络管理是必然的安全防控手段，特别是防火墙这种具备保护屏障作用的内、外网安全服务通道。所以，防火墙优化设计时要重点考虑其接口连接问题的同时，配套做好网络漏洞修复。第二，身份鉴别与验证，则要重点控公司内、外网的数据监控，人员操作日志，控制权限访问等，以便于公司内部网络安全软件开发时可提供必要信息资源依据。第三，对于信息加密手段应用，则要重点考虑口令卡、智能卡、以及密钥安全形手段的配套使用。同时，信息加密还可以结合企业自身条件，配套使用DES/RAS等密码技术应用，以避免未经授权时可有效控制非访访问获得数据等，防范重要数据泄漏。

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