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在使用電氣自動化技術后,改變了以往電氣儀器(像儀表顯示器)的基本功能,而是在此基礎上拓寬其功能,完善其在電氣工程中的角色定位。例如在儀表管理過程中,在運用電氣自動化技術后,由最基本的功能:顯示溫度、壓力、流量等過度到自動化管理模式上,這種管理方式實現了電氣工程現場眾多變送器流量、信息、數據之間的轉換,提高了信息收集水平,有利于工程決策制定,改變了以往電氣工程低效、不精確的缺點,而且減少了后期維護工程量,使得成本得到大幅度降低。除此之外,在管理過程中,應對電氣工程整個施工信息、技術使用反饋信息等,這實現了對電氣工程從開始施工、技術運用、調試、后期維護、信息反饋等一整套指標的微機化管理,從而減少了其中弄虛作假、徇私枉法現象的發生。
2)電網調度管理
電網調度的時效性與安全性對一個國家整個電力系統的運行具有關鍵性作用,傳統的電網調度過程過于分散,不同部門之間相互分離,無法實現信息共享,使得電力分配與使用問題繁多。在其管理過程中,靈活運用電氣自動化技術從而建立了電網調度自動化技術系統,從打印設備的配置、工作站的組建、中心服務系統的運用以及合理將大屏幕顯示器的作用實現最大化發揮,在該調度自動化系統中,實現了變電站、發電廠與次級調度中心三者的聯系,使其成為一個整體,這方便了電氣自動化技術對電氣系統以及其運行過程的時時監督,對所收集的信息進行合理科學性評估,做好電力負荷的有效預測,同時,電氣自動化技術還應定期做好電網調度整個過程的信息采集、數據分析,并對其整個流程進行合理監控,從而保證電網運行的安全性與經濟性,使其發展目標與市場經濟相融合,并不斷借鑒吸收,實現新型化發展。
1.1故障診斷
電氣工程設備的工作時間長,難免會發生故障,由于電氣設施故障的非線性、復雜性及不確定性,一旦發生故障,往往需要大量的時間排查故障,效率低、準確率低。而智能化技術能夠有效解決這一問題。在故障發生前,一般儀器會出現一些人們很難發現的預兆,通過實時監測儀器狀態,在出現異常時及時報警并提示故障位置,在故障真正發生前避免故障,能夠在極大程度上減少維修時間。電氣工程中常常通過分析變壓器中滲漏油分解出來的氣體進行故障診斷,確定故障發生的范圍,并通過各種手段逐步縮小范圍,從而確定故障位置并提示派遣人員及時檢修。同時,智能化裝置可以記錄故障問題,為以后的故障診斷提供參考,使故障診斷更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能夠在很大程度上實現電氣工程及其自動化的控制過程自動化,實現無人化管理和遠程管理,提高管理的高效性。尤其對于一些高危險、高難度的工作,如高壓控制,智能控制是必不可少的。相對于傳統的控制器,智能控制器的靈活性更好,更易調節。傳統的控制器在設置時需要精確考慮控制對象的動態方程,而實際涉及到的控制環境往往很復雜,存在很多不確定因素。但是智能控制不存在這方面問題,因為其在設計時并不涉及控制對象的模型。并且智能化控制器可以根據對響應數據(如魯棒性變化、響應時間、下降時間)的分析隨時調整系統,調整后智能控制器的性能會大大提高,調整的過程并不需要專業人士在場,這樣就減少了大量的人力。以風力發電廠智能化升壓站系統為例。智能化升壓站系統通過對過程層和間隔層設備升級,將一些模擬量和開關量數字化,有效運用光纖設備,實現間隔層和過程層的通信。站控層由系統主機、工作站、VQC等設備組成,是全站監控、管理、調度中心。系統通過智能化控制,自動完成信息的采集、測量、控制、保護等功能,相比于傳統的升壓站系統在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3優化設計
電氣設備的設計工作相當繁瑣,需要綜合運用成套設備、電路、電機與電氣、電磁場、變壓器等學科的知識,并結合過去的設計經驗。傳統的設計方式根據經驗和實驗,手工完成設計,方案的達標率非常低,修改難度大,成本高,產品的開發周期也很長。應用智能化技術能夠有效提高設計產品的質量,縮短開發周期。智能化技術在這方面的應用主要有專家系統和遺傳算法。其中,專家系統依據該領域的專家提供的知識經驗,建立數據庫,在決策前模擬專家決策過程,做出合理決策,該技術比較前沿,目前尚處于研發階段,尚未得到大量應用。遺傳算法是一種借鑒進化論的隨機化搜索方法,被廣泛運用于信號處理、組合優化、自適應控制等領域,在電氣設計產品的優化上性能優越。
1.4PLC技術
PLC(可編程邏輯控制器)具有高可靠性和抗干擾能力,廣泛應用于自動控制領域。在一些大型的電力企業的輔助系統中,PLC已經代替了一般的繼電控制器。PLC技術使用內存,用程序方式存儲控制邏輯,并用半導體電路實現。PLC技術的應用實現了供電系統的自動切換,用軟繼電器取代了實物器件,使供電系統更加安全可靠。并且,它能使用復雜的工作環境,具有良好的發揮性能,穩定性強。
2.智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用前景
2.1優勢分析
智能化技術在電氣工程及其自動化中相比于傳統的控制系統有巨大優勢。傳統的自動控制系統需要建立控制模型,運用數學方法分析,建立動態方程,但由于系統的復雜性,在實際應用中往往會出現無法預料的問題,很難達到預期的效果。智能化系統可以從根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技術可以實時監控系統,通過監測響應時間、下降時間等對系統進行實時調節,使系統性能大大提高。因此,智能化系統比傳統的控制器更能適應實際工作環境。另外,智能化技術擁有很強的一致性。在輸入不同的數據時具有同樣可靠的估計能力,有廣泛的適用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是電氣工程及其自動化的關鍵指標。在電力系統中采用智能高速處理器芯片,同時采用交流數字伺服系統,能夠改善電力系統的動態特性和靜態特性,提高系統的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系統和數控系統這兩個方面。對于群控系系統,必須按照生產流程的具體要求設計系統,使系統能夠發揮最大的作用,完成信息流和物料流的動態調控。對于數控系統,其強大的可裁剪性和覆蓋面可以滿足客戶的具體要求。
2.3功能方向
在功能方向上,主要包括設計用戶圖形界面、可視化計算、多媒體技術方面的發展。目前的操作系統一般都采用圖形界面,具有良好的人機交互性。在智能化系統中采用圖形化界面,通過窗口和菜單實現編程、圖像顯示、圖像模擬、仿真等功能,能夠降低操作者的門檻,方便非專業人士操作。通過可視化技術,信息的表達不再是呆板的文字和數據。將數據轉化成圖表,能方便操作者分析數據,也可以高效地處理和解釋數據。同時,采用無圖紙設計、虛擬樣機技術等技術,將可視化和虛擬環境相結合,能夠更加有效地提高產品質量、縮短產品開發周期。多媒體技術一般是將聲音、文字、圖像、視頻等融合在一起傳輸,如果將多媒體技術應用于智能化系統,可以更加綜合化、智能化地處理信息,能帶來很大的經濟效益。
2.4體系結構
通過集成化、模塊化、網絡化實現智能化技術在體系結構方面的發展和完善。可以使用高集成度的處理器、大規模集成電路FPGA、CPLD等提高軟硬件運行速度。器件的高度集成化能夠提高電路密度,減小器件體積,更加方便安裝和使用。將智能化技術模塊化,各模塊之間通過接口通信,這樣有助于技術的標準化和集成,也可以運用模塊的增減將智能化產品分級別銷售。將智能化系統聯網使得人們能夠對系統進行遠程監控,隨時掌握系統狀況,使電氣工程的控制不受地域限制。也可以實現在一臺設備上控制其他設備,進行編程等操作。對于較小的電力系統,遠程控制能夠節約電纜的增加數,材料以及安裝費用,并且可靠性高、靈活性強;但是在通訊量大的系統中遠程控制會比較困難。
我國的經濟發展在很大程度上提升了各行各業的發展,同時對我國的科學技術發展也是一種助力。高速發展的經濟不斷的提升我國的科學技術的進步。我國的電氣工程以及自動化相關技術就是在這樣的環境下取得了突破和發展。在我國的工業發展以及商業發展過程中都發揮了非常大的作用。為了有效的促進我國相關行業的發展和創新,我國的電氣工程以及其自動化技術也在不斷的提升應用效率和創新效率,希望在我國的相關行業中發揮更加巨大的作用。但是在我國的電氣工程以及自動化發展和應用過程中,電氣工程的相關技術還是存在著一定的問題,這些問題在我國的電氣工程發展過程中是一定的阻礙,因此我國必須將電氣工程發展過程中出現的一系列問題給予充分的認識和處理,為我國的電氣工程以及其自動化的發展掃清障礙。
1 我國電氣工程以及其自動化技術的相關發展過程
在我國的現代工業發展過程中,電氣自動化的發展起到了非常重要的作用。我國現階段大多數的工業設備和工業建設都需要電氣自動化的設計和應用。針對目前的狀況,我國的電氣自動化技術已經從機械設計的附屬技術逐漸的演化成了一門獨立的技術。電氣工程及其自動化技術最開始的理論基礎是電磁學。伴隨著不斷的發展和創新,逐漸的形成了一門獨立的系統學科。伴隨著我國的工業化程度不斷的提升和發展,我國的電氣工程以及其自動化技術的應用也越來越廣泛,越來越便捷。由于有了電氣工程的介入,我國的工業發展成本在逐年的降低。我國的商業領域在發展過程中也在不斷的加大電氣工程的應用范圍。
2 我國電氣工程以及其自動化技術在發展過程中存在的主要問題
關于我國電氣工程以及其自動化技術在發展過程中存在的主要問題,文章主要從三個方面進行分析和論述。第一個方面是我國的電氣工程以及其自動化技術在發展過程中缺少必要的獨立發展特質。第二個方面是我國的電氣工程以及其自動化技術在發展過程中存在偏低的工作效率。第三個方面是我國的電氣工程以及其自動化技術在發展過程中對于數據傳輸的有關安全問題沒有重視。下面進行詳細的分析和闡述。
2.1 我國的電氣工程以及其自動化技術在發展過程中缺少必要的獨立發展特質
在我國的電氣自動化設計主要是有針對性的進行設計和研發,大多數的時候都是應用在綜合性較強的行業之中,因此我國的電氣自動化設計并沒有真正的脫離針對性設計進行獨立設計,就導致了我國的電氣自動化發展過程中出現了獨立性不足的發展問題。在實際的設計和應用過程中,我國的電氣自動化設計只能夠在現有的技術基礎上進行針對性的設計,同時通過日常的經驗積累進行設計效果和應用效果的評估。缺乏獨立性的電氣自動化設計在研發過程中會由于環節過多導致投入過多。我國現階段的電氣自動化通常是根據企業的發展需求進行發展和創新,是依托企業來進行創新的,這樣的局限性就導致了我國的電氣自動化發展受到一定程度的限制。獨立性不足帶來的影響在我國的電氣自動化發展過程中是一個非常突出的問題,需要進行重視和處理改進。
2.2 我國的電氣工程以及其自動化技術在發展過程中存在偏低的工作效率
我國的電氣自動化技術在實際的應用過程中最為關鍵的就是其工作效率,工作效率的好壞直接影響著實際的使用效果。雖然我國的電氣自動化技術在現階段有了非常好的發展和創新,但是還是存在著工作效率低下的問題。這一問題出現的主要原因是我國的電氣自動化生產企業的技術水平不均,不能夠將電氣自動化的發展全面的進行推進,很多的環節都存在著不和諧的問題,這樣就對電氣自動化的技術提升和效率提升是一個阻礙。我國的電氣自動化技術要想取得更高的工作效率就必須要將電氣自動化技術的發展水平進行全面推進,縮小各個設計企業的技術發展水平。
2.3 我國的電氣工程以及其自動化技術在發展過程中對于數據傳輸的有關安全問題沒有重視
在我國的電氣自動化技術發展和創新過程中,各種技術相互之間的兼容性非常重要,完善的電子自動化技術應該是具備高度的性能兼容性。因此我國的電氣自動化技術要在兼容性的發展上給予重視。提到兼容性就要想到數據的傳輸問題。電氣數據在傳輸的過程中要對安全性能給予充分的重視,保護技術的唯一性。我國現階段很多的自動化企業在進行相互技術交流的過程中,應用的交流載體多種多樣,這樣就會在很大的程度上導致數據傳輸過程的繁瑣性,數據之間的傳輸安全容易受到破壞。
3 我國電氣工程以及其自動化技術在發展過程中出現問題的主要改進措施和方法
關于我國電氣工程以及其自動化技術在發展過程中出現問題的主要改進措施和方法,文章主要從三個方面進行論述和分析,第一個方面是在發展過程中我國要統一建立電氣工程的獨立發展平臺。第二個方面是在發展過程中我國要建立電氣工程的通用的系統網絡。第三個方面是在發展過程中我國要有專業的電氣數據對接標準。下面進行詳細的分析和闡述。
3.1 在發展過程中我國要統一建立電氣工程的獨立發展平臺
鑒于我國的自動化技術發展的不均衡,我國要在電氣自動化發展的過程中建立健全統一的獨立發展技術平臺。加大科研的投入,同時也要不斷的提升科研人員的專業素質和技能。在進行電氣自動化設計的過程中要進行方案的統一出具,充分的考量設計過程和應用過程中可能出現的各種問題,針對相應的問題進行具體方案的設計。
3.2 在發展過程中我國要建立電氣工程的通用的系統網絡
在電氣工程及其自動化技術中建設通用網絡系統,以電氣工程及其自動化技術為核心,將企業中各項技術聯系起來,從整體上便可以保證企業內部各子系統之間的數據交流和傳輸的快捷和方便,這樣企業發展效率就會得到顯著的提高。為了保證商業間信息交流的準確性及安全性,電氣工程及其自動化技術就需要建設通用網絡系統,并對商業資源進行優化配置。企業的運行和發展的過程,是通過一套完善的系統來推動其前行。
3.3 在發展過程中我國要有專業的電氣數據對接標準
電氣工程及其自動化系統的數據復雜多樣,對其系統信息傳遞中的安全性和效率性有著一定的影響。為了使其系統信息傳遞的更安全和更高效,就需要統一的信息標準,這樣電氣工程及其自動化系統在發展的時候,各種程序之間的接口就可以完美的對接,最終實現開發工程時間和費用的降低。
參考文獻
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2電氣工程及其自動化技術的設計
在現實當中,電氣工程及其自動化的設計應該從軟件和硬件兩方面來考慮,在一般情況下,硬件的設計要放在軟件設計的前面,根據實際電氣工程的需要,對電子元器件進行針對性選擇,第一步,應該設置一個中央服務器,將先進的計算機系統作為整個電氣工程自動化的核心;第二步,對的輔助設備進行選擇,比如控制器以及傳感器;第三步,對所有設備進行連接,組成一個完整的具有發出指令、傳達指令、接收指令以及完成指令工作程序的電氣工程自動化設備。然而在實際的電氣工程及其自動化設計時,不僅要遵循以上說的理論,還要根據實際的情況,包括環境、空間等因素,對電氣工程及其自動化的設計進行合理化更改。由于生產線是現實已經存在的,電氣自動化設計必須依靠原本的生產模型進行設計,因此,對硬件的安裝也有著相當高的要求,設備的體積不能過大,也不能過小,過大會導致空間的擁擠,過小又會影響操作,所以設計人員一定要到安裝地點進行實際的考察,然后,根據實際的數據,對設備的型號進行最終的確定。在硬件設計順利完成之后,還要設計相應的軟件系統,現進市面上,有著很多不同類型的自動化控制系統軟件。但是為了將自動化水平提升到最大化,企業都會選取優質的軟件公司,這些軟件公司將會根據企業生產情況以及硬件安裝情況對自動化軟件進行設計。
3電氣工程及其自動化的應用
2我國電氣工程自動化技術的特征與應用分析
2.1我國電氣工程自動化技術特征分析
電氣工程自動化技術作為一種集合了自動化、信息化與智能化的技術手段,其在實際中的應用實現不僅能夠有效的提升電氣工程的施工建設質量效率,更是對于降低電氣工程施工建設成本,推動電氣工程事業建設的大發展有著積極的作用和價值意義。需要注意的是,與其他工程領域中所應用實現的自動化技術不同,電氣工程自動化技術由于受到電氣工程自身的領域特征限制與作用影響,在實際建設應用中所實現的自動化技術不僅包含有計算技術信息技術和各種電子電力技術、通訊建設技術,而且電力調度以及電網建設、改造等方面的自動化要求也比較高,因此,對于促進自動化技術自身的發展提升也有著重要的積極作用和意義。此外,電氣工程自動化技術在新能源的開發應用上,也表現出相對較高的自動化建設與發展要求,這也是電氣工程自動化技術與其他自動化技術之間較為突出的區別特征。最后,在電氣工程施工建設中,其自動化技術不僅能夠實現電氣工程施工建設的遠程監控操縱與集中控制,而且具有現場總線監控的作用功能,在實際建設中能夠借助計算機設備通過中央處理器系統,對施工建設現場與施工過程進行監督控制,以促進電氣工程及其施工建設的改進提升。
2.2我國電氣工程自動化技術的應用與發展
根據電氣工程施工建設中自動化技術的實際推廣與應用情況,主要體現在發電自動化與配電自動化、變電自動化、電網運行調度自動化四個方面。發電自動化是指發電廠在發電運行中通過各種自動化技術與系統應用實現發電量的自動控制,比較常見的發電自動控制系統主要包括自動電壓控制以及自動發電量控制、發電運行中的動力機械自動運行控制等技術系統。根據我國發電廠的發電運行情況,主要包括水力發電運行自動化和火力發電運行自動化,其中,水力發電運行的自動化程度要比火力發電自動化程度高,水力發電自動化需要在水力發電過程中運用調速器以及水輪機、水力發電勵磁控制系統等控制技術,在電力發電運行中實現自動化運行控制。通常情況下,比較常見的水力發電自動化主要有公用設備自動化以及單機自動化、水電廠發電運行綜合自動化等,對于提升水電廠發電運行的經濟效益與安全穩定性有著極為重要的積極作用和影響。在我國,火電廠發電運行中也已經實現了自動化技術的應用,它主要包括對于火力發電信息數據的處理以及發電運行保護、發電運行檢測、運行控制等自動化技術和系統。配電自動化在電氣工程自動化中的技術規模相對比較小,尤其是與電力調度自動化技術相比時。電氣工程的配電自動化中主要包含了現代控制技術、計算機技術、數據通訊與傳輸技術和設備運行控制技術等自動化技術,通過配電運行過程的自動化,實現整個運行過程的自動化控制與運行管理,它在保證電力供應可靠性、提升電力輸送質量與電力服務水平等方面有著積極作用和意義,并且能夠有效減輕電力工程人員的工作強度。電力運行中,變電站主要是實現電能的接受、分配以及變換控制,其自動化程度對于電力自動化的整體水平有著重要的作用和影響。結合變電站工作運行的實際情況,實現變電站工作運行的自動化主要是通過對于變電站工作運行數據的自動化處理與運行控制來保障變電站工作運行的自主性。在我國的變電自動化中,已經應用實現的技術手段包括變電站繼電保護微機化以及遠程遠動控制、變電站運行無人值守模式等。最后,電力調度自動化是實現發、供電保障的重要技術,對于電力供應以及運行服務的質量水平有著絕對的作用和影響,是提升電網運行服務的關鍵技術。目前我國電力運行中已經實現的電力調度自動化技術包括電網運行實時監控技術、經濟調度技術、事故分析處理技術等自動化技術,對于減少電網運行故障、保障電網經濟可靠運行有著積極作用與價值意義。隨著現代化技術的發展進步以及電力需求的不斷提升,電力運行與服務發展過程中也逐漸朝著更高目標方向發展,電氣工程的自動化也逐漸由發電、輸電的自動化朝著電力運行全面自動化方向發展,并且自動化技術水平也不斷的改進提升,管控一體化以及狀態檢修等先進管理與控制等熱點技術在電氣工程中的應用實現也會越來越多,越來越普遍。
1電氣工程自動化現在的狀況
(1)電氣自動化系統集成性不強。電氣自動化系統集成是電氣自動化系統功能提升的必經之路,我國目前一些電氣自動化還處在多島自動化的層次,多島自動化具有互不連接、功能單一、信息獨享的缺陷,不能充分發揮電氣機動化的功能和作用。
(2)電氣自動化的網絡構架不統一。電氣自動化的發展方向是建立高效、快捷的電氣工程師及自動化系統,但目前很多企業自身網絡構架不盡相同,使得依托于網絡結構而發展的電氣工程自動化的發展受到了阻礙。另外不同企業和商家在軟、硬件產品交換過程中,因為程序接口的不一致,影響企業數據和信息的傳輸交流,進而阻礙了企業數據和信息的共享,使電氣工程及自動化系統在實際運行中無法發揮應有的效應。
(3)電氣自動化技術的使用過于受主觀支配。不同的企業在對電氣自動化技術的實際應用和開發中,由于技術人員思想理論及技術掌握程度的不同,過分根據技術人員主觀習慣和意識支配,系統的開發平臺各有不同,進而導致電氣工程及自動化的實際設計、實施、運行和維護中的程序和成本增加,增加了系統整體的運行費用和負擔。
2電氣工程自動化的應對和改進措施
(1)從科技化方面,科技化是指電氣自動化的發展應當出現實用性新技術、新材料、新產品。本著自主創新的思想,以節能降耗為切入點,積極推廣應用節能降耗新技術、新方法、新工藝,在材料的使用,技術的使用等方面力求創新,采用信息技術、計算機技術、網絡技術與自動化技術等高新技術,研發新產品。
(2)從信息化方面,信息化則是指信息技術在電氣自動化的地位應更加突出。電力設備的設計、制造和運行中廣泛應用的計算機優化與仿真技術,人工智能分析的廣泛應用以及電氣工程中廣泛使用的網絡通信技術,都充分展現了信息技術愛電氣自動化中起到的重要作用。
(3)從開放化方面,開放化則是要與外界建立一個接口,實現與外界網絡的連接。計算網絡是實現信息實時交換和共享的重要基礎設施,也是實現管理、決策、設計、控制和制造一體化的關鍵,它已廣泛應用于電力系統各元件和局部系統的管理、監視、調節和控制上,是電力系統信息管理、遠動技術、調度自動化等方面的核心。
二、電氣工程自動化系統中的節能技術
(1)選擇合適的變壓器。變壓器會因銅損、鐵損、空載損耗和負載損耗等因素造成許多電能的浪費,但是變壓器在供配電系統中的運用又非常廣泛,所以變壓器選擇得好可以有效地實現節能的目標。總的來說,選擇變壓器可以從以下幾個方面考慮:首先是要將變壓器自身的消耗降到最低,這就是選用單相的自動補償設備,使流經的三相電電流保持平衡,消除或降低負載的不平衡性,從而實現變壓器自耗最小;其次是要選擇有較好節能特征的變壓器,進一步減少變壓器有功功率的耗能。
(2)減少電能在傳輸中的消耗。電能在進行傳輸的途中,導線里的電阻就會造成一定有功功率損耗,這是無法避免的。但是,整個途中線路上的電流是保持不變的,因此要想減少電能在途中的浪費,只能使導線所帶的電阻盡可能的小。由電阻的推導公式可知它和電導以及導線的長度是正比關系,和導線的橫截面積是反比關系,所以可以通過以下的途徑來減少導線的電阻:第一,合理的布局,避免導線走彎路或回頭路,盡可能降低導線的長度;第二,選擇電阻率比較小的材料制成導線;第三,同等條件下要選擇一些橫截面面積比較大的導線,這樣可以有效降低電阻;第四,使變壓器和負載中心盡量靠近,使供電的距離減少。
(3)使用有源濾波器。在實際的操作中常常會發生誤動作,所以要消除諧波來避免或減少電氣設備的誤操作,而最高效的方法就是運用濾波器。造成誤動作的因素主要就是越來越多的電氣設備,其帶來的諧波也隨之增加,但是產生的諧波與基波在電網阻抗上會重疊,從而使電壓形成畸形,由此導致電氣設備誤動作的產生。
(4)采取無功功率補償。整個供配電系統是由升降壓變壓器、輸配電線路、用戶電力負荷以及配電變壓器等多個環節形成。電能通過電流的形式流動于整個電力系統,為終端客戶提供電能的同時必不可免的會有能量的浪費,其中無功功率占據著比較大的比例,不僅降低了整個電路的電壓,而且會影響電網的經濟運行和降低電能的輸送質量。而無功功率在終端客戶那里最直觀的反映就是功率因數降低。若其功率因數低于0.9,那用戶就要繳納罰款,從而增加了用戶用電的成本。所以實際操作時可以選用合適的無功補償設備來增加功率因數,讓無功就地實現平衡,從而使電力系統的電壓能夠保持相對穩定,進一步提高電能的質量,實現綠色節能的目的,還可以使經濟效益提高并為社會效益提供支撐與保證。在電力系統運行時,若使用無功功率補償,就要達到如下要求:首先就是后來的投切開關和在舊的補償電容里的循環投切要按比例進行分配,這些都沒有辦法達到理想補償效果;其次是電容器的容量大小,要參照配電電壓容量以及自然功率因素等參數,并且加以計算而得來,若在補償時會產生諧波,就要串聯相應數量的電抗器,借此來消除線路中的諧波;最后就是在確定投切參數的時,最好是選用無功功率,這是為了能有效地避免過度補償、無功倒送和投切震蕩。目前使用較多的模糊投切就取得了很好的效果,不僅能有效調節平滑,并且跟蹤準確性很高,應用范圍很廣。
三、電氣自動化節能設計技術的實際應用
要想實現電氣自動化節能的目標,最重要也是最先要完成的就是要很好的完成電氣工程的電氣設備以及安裝工藝的設計。只有完成了這些才能在未來成功的利用電氣自動化來實現節能的目的。
(1)提高電氣系統的運作效率。在選擇電氣系統的設備時,最好選用那些節能設備,這是為以后節能減排做好了基礎和鋪墊。同時實際操作中還可以運用補償無功、均衡負荷和降低電路損耗等途徑來實現在電氣系統運作過程中的節能目標。比如說,可以在配電設計過程中,利用適當的調整負荷以及選用合理的設計系數等方法來達到目的。通過這種途徑能確保電力系統在安裝以及運作的過程中,有效提升電源的綜合利用率并提高設備的運作效率,從而實現減少電能損耗的目的。
(2)優化配電系統的設計。電力系統的服務宗旨就是為安裝此電氣系統過程中要用電的設備提供所需的動力。所以,在整個配電設計過程中首先要實現的最低要求就是要將電力系統的適用性充分考慮在內。適用性,簡單來說就是能對電氣設備的有效控制做出相應的保障,還要達到用電設備對供電設備以及負荷容量等因素可靠性的要求。其次是電容器的容量大小,要參照配電電壓容量以及自然功率因素等參數,并且加以計算而得來,若在補償時會產生諧波,就要串聯相應數量的電抗器,借此來消除線路中的諧波;最后就是在確定投切參數的時,最好是選用無功功率,這是為了能有效地避免過度補償、無功倒送和投切震蕩。目前使用較多的模糊投切就取得了很好的效果,不僅能有效調節平滑,并且跟蹤準確性很高,應用范圍很廣。
2.對電氣自動化進行的積極改進立足科技,電氣自動化要充分運用新技術,注重實用性,開發新產品,運用新材料。在具體實踐過程中,要側重自主研發和創新,將節能作為重中之重,提出節能降耗,在運行中使用新工藝和新工具,重視思想的創新,尤其是注重網絡信息技術的應用,不斷更新,促進與自動化技術的有機整合。從信息方面進行考慮,電氣自動化的信息化主要突出信息技術的重要作用。對于設備的研發和制造要廣泛采用計算機信息技術,加快智能化的發展速度,在電氣工程中,加重網絡通信技術的使用。
二、電氣工程自動化系統中節能技術的體現
選擇合理的變壓器變壓器的損耗會造成電能的浪費,但是,其使用范圍有很廣,因此,要注重對變壓器的類型的選擇。首先要注重變壓器自身的能耗,其次,要注重節能性,減少有功功率的耗損。降低傳輸進行中電能的損失電能在傳輸的進行中,能量損耗無法避免。但是,根本的方式是減小電阻。首先,要重視導線的布局,防止出現彎路,縮短導向的長度;其次,導線材料要進行電阻率較小;再次,在統一的條件下,選擇橫截面積較大的導線;最后,靠近負載中心,減少實際供電的距離。選擇有源濾波器在實際操作過程中,要借助對諧波的去除,降低誤操作的頻率,其根本途徑就是使用濾波器。
三、節能設計在電氣自動化中的具體應用
1.不斷提升電氣系統的運行效率在進行電氣設備選擇的時候,要注重其節能的特性,目的是為后期的節能功能奠定基礎。同時,還可以對無功功率進行補償,對運行負荷進行有效均衡,減少電能輸送過程中的損失,這些做法的目的都是為了提升節能的效果,也可以在設計中,對負荷值進行合理調整,運用科學的設計參數。這樣做的目的是確保系統安裝和運行進行中,電源的高效、綜合地運用,增強設備運行效率,降低能耗。
2.對配電系統的設計進行不斷優化電力系統的功能就是為系統安裝提供必須的動力。因此,在具體的配電設計中,最基本的就是充分考慮適用性,保障對電氣設備的有效控制,與此同時,要達到用電設備對供電設備的綜合要求,對各種不良因素進行有效控制。在配電工程中,在達到設備有效運行的基本要求外,還要保障整個電力系統的全面、可靠、穩定的運行,促進系統的靈活性,保障操作的便捷性。另外,要全面考慮系統運行的安全性。要重視導線的絕緣性能,在進行布線的過程中,要保障合理的絕緣距離,以提升導線的穩定性,提升配電和用電的安全性。另外,要做好接地,安排和設置防雷設施。
2智能化技術的主要特點分析
對于很多人來說,智能化技術是一個陌生的詞匯,然而它卻與我們的生活息息相關,下面我們就對它的主要特點進行闡述,幫助大家深入理解智能化技術。作為電力系統中的關鍵環節,電氣工程自動化控制對電力系統的正常運行存在著決定性的作用,為了保證電氣工程的順利發展,從而有效提升恒業的整體水平,對智能化技術進行應用是大勢所趨。
2.1高精度與高效率
在電氣工程自動化控制中,精度與效率是兩項重要指標,在智能化技術指導留下,對多個CPU與高速CPU芯片進行使用,電氣工程控制工作效率與精度得到了顯著的提高。
2.2多系統控制
智能化技術的應用可以有效減少相關工序,同時還能使工作效率得到顯著提高,目前該項技術在電氣工程自動化控制中的實際應用正朝著系統控制的方向發展著。
2.3科學計算的可見性
在電氣工程自動化控制中,智能化技術的應用可以對數據進行有效的處理,不僅可以通過文字和語言進行信息交流,同時還能利用圖形與動畫實現信息交流,這在很大程度上提升了工作的效率。
3智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用
在電氣工程自動化控制系統中應用智能化技術,有效提升了系統的工作效率,降低了工作人員的壓力,對于電氣工程自動化控制中智能化技術的應用主要體現在三個方面:(1)怎樣將智能化技術應用到電氣工程中對病因的診斷與維修之中;(2)如何對電氣產品與設備進行優化設計;(3)通過怎樣的形式對電氣工程智能化控制進行實現。
3.1對電氣工程自動化控制中的病因進行診斷
利用傳統的人工方式對電氣工程系統中的病因進行診斷是非常復雜的,同時對工作人員的要求也非常高,而且也不能對病因進行準確的診斷。在電氣工程自動化控制中難免會發生一些設備和數據問題,依靠人工診斷方式往往不能對病因進行及時的診斷與處理。而智能化技術的應用不僅可以使病因診斷的效率得到明顯提高,同時還可以使定時檢測與診斷得到實現,在這一過程中很多問題的出現都會得到避免。
3.2對電氣工程設計進行優化
在傳統電氣工程設計中,往往需要通過工作人員在工作過程中進行反復的實驗才能完成。在這一過程中工作人員很有可能不會考慮到一些具體情況。如果真的出現復雜性的問題,也不能對其進行及時的解決,在這種情況下,工作人員不僅要掌握大量的專業設計知識,同時還要很好的將自己已經掌握的理論知識運用到實際應用中。智能化技術得到應用以后,設計人員就可以利用計算機網絡和相應的軟件對電氣工程自動化控制進行設計,這樣一來,設計數據的準確性得到而來增加,同時設計樣式也非常豐富,另外,還能對一些復雜問題進行及時的處理,電氣工程自動化控制的順利運行就得到而來有效的保證。
3.3對整個電氣工程進行自動化控制
電氣工程控制系統中存在著很多控制環節,智能化技術的應用正好可以使對整個電氣工程的自動化控制得到實現。智能化技術在應用過程中通過神經網絡與模糊控制等方式實現對電氣工程的自動化控制。其中,神經網絡控制的應用是非常關鍵的,它可以進行反向的算法,同時具有多層次的結構。在神經網絡控制的子系統中,其中的一個子系統可以結合系統參數對轉子的速度進行調控與判斷,而另一個子系統就可以按照以上參數對轉子的速度進行判斷與控制。目前神經網絡控制已經在識別模式以及信號處理等方面得到了廣泛的應用。智能化手段的應用使電氣工程的遠距離與無人操控自動化控制得到了實現,通過公司局域網的幫助,智能化技術的應用使得對電氣系統各環節的實際運行情況進行了詳細的反饋分析。
2.自動化專業畢業實習模式的實踐與探索
3.電氣工程及其自動化專業畢業設計研究
4.略論高職自動化專業畢業設計的改革
5.電氣工程及其自動化專業畢業設計選題的探討
6.農業機械化及其自動化專業本科畢業設計改革探索
7.基于項目導向的自動化專業畢業設計模式研究——以欽州學院為例
8.提高電氣工程及自動化專業畢業設計質量探討
9.提高自動化專業畢業設計質量的研究與實踐
10.應用型本科機械設計制造及其自動化專業畢業設計選題研究
11.新形勢下自動化專業畢業設計的研究與實踐
12.探索提高熱工自動化專業畢業設計教學質量
13.MATLAB在電力系統自動化學生畢業設計中的應用初探
14.基于ASP及VBA技術實現畢業論文格式規范自動化
15.自動化專業畢業設計模式探討
16.機械設計制造及其自動化專業畢業設計的改進措施探索
17.提高電氣工程自動化專業畢業設計質量的方法
18.關于電氣工程及其自動化專業畢業設計大綱的探討
19.高職自動化專業學生畢業實踐的探討
20.應用型本科自動化專業畢業設計運行機制的創新研究與實踐
21.仿真技術在自動化專業畢業設計教學環節中的應用
22.應用型本科院校自動化專業畢業設計(論文)的探索與實踐——以太原工業學院自動化專業為例
23.提高自動化專業畢業設計質量的方法研究
24.淺淡電氣自動化專業高職畢業沒計
25.機械設計制造及其自動化專業畢業設計的改進措施探索
26.利用網絡資源與計算機仿真技術突出創新能力的培養——電氣自動化專業畢業設計教學改革的實踐
27.試論技工院校電氣自動化專業高技班開展畢業設計
28.對自動化專業畢業設計的經驗總結與思考
29.如何做好應用型本科院校自動化專業的畢業設計
30.農機化及其自動化專業畢業論文與科研結合效果探討
31.自動化專業本科畢業設計現狀分析與新模式探索
32.工科畢業設計新模式的探索與實踐——以華北電力大學自動化系為例
33.談電力系統及其自動化專業的畢業實習與設計
34.機械設計制造及其自動化專業畢業設計的改進措施探究
35.高校自動化專業畢業實習的探討
36.基于就業能力提升的自動化專業畢業實習教學改進
37.提高工科自動化專業本科畢業設計(論文)質量的實踐與探索
38.地方農業院校機械類專業本科畢業設計教學探析——以農業機械化及其自動化專業為例
39.高職電氣自動化專業畢業設計指導方法探索與實踐
40.高職機械制造與自動化專業畢業設計模式改革與實踐
41.機械設計制造及其自動化專業畢業設計改革探討
42.電力系統廠站及調度自動化綜述
43.微生物自動化分析儀的畢業實習帶教初探
44.電氣自動化技術專業卓越技師畢業設計作品化改革與實踐——以山東勞動職業技術學院為例
45.自動化和建環專業聯合開展畢業設計的教學改革實踐
46.基于工作過程的電氣自動化專業畢業設計教學模式探討
47.提高工科高校學生畢業設計質量的改革與探索——以自動化專業為例
48.CAD技術在電氣工程及其自動化專業畢業設計中的應用
49.淺談自動化專業本科生畢業設計(論文)指導規范化
50.機械設計制造及其自動化專業畢業設計成績評定質量的研究——以常州工學院為案例
51.機械設計制造及自動化專業畢業設計的實踐及思考
52.工程教育專業認證背景下培養目標和畢業要求的制定——以廣東石油化工學院電氣工程及其自動化專業為例
53.電氣工程與自動化專業畢業設計改革的探索與實踐
54.電力系統及其自動化專業實習與畢業設計環節改革探析
55.電氣工程及其自動化專業畢業設計選題的探索與實踐
56.提高電氣工程及其自動化專業畢業設計質量的研究與實踐
57.基于CDIO的電氣工程及其自動化專業畢業設計改革探索
58.不變與應變——自動化專業畢業設計的再思考
59.電力系統及其自動化專業畢業實習教學模式探討
60.自動化儀表專業畢業設計的改革實踐
61.MATLAB在自動化專業畢業設計中的應用
62.高職高專電氣自動化專業畢業設計方案研究
63.高職焊接技術及自動化專業畢業設計存在的問題與對策
64.以實際生產工藝過程作為自動化專業畢業設計題目的思考
65.電力系統及其自動化專業畢業設計改革的探討
66.畢業設計與畢業分配掛鉤新的教學模式 記92屆電氣自動化專業畢業設計
67.工企自動化專業畢業設計指導工作的研究
68.談中專自動化專業的畢業設計
69.自動化專業新形勢下畢業設計過程與質量研究
70.電氣工程及其自動化專業畢業設計中的問題及改進措施
71.電氣工程及其自動化專業畢業實習改革探索
72.電子束離子束專業結合畢業實踐研制用于生產自動化儀表零件的電子束焊機
73.機械設計制造及其自動化專業畢業實習的改革
74.機械設計制造及自動化專業畢業設計模式的教學改革
75.畢業設計過程中學風因素及治學方略研究——以機械設計制造及其自動化專業為例
76.本科畢業設計過程中學生創新能力培養的實踐和思考
77.工業自動化專業畢業設計注重能力培養的實踐
78.高職電類專業畢業設計選題探討
79.本科畢業設計過程管理平臺的設計與實踐
80.基于學科平臺開展本科畢業實習的改革與實踐
81.實驗室自動化系統應用對檢驗醫學本科生實習的影響與對策
82.加強實踐教學,提高本科生畢業設計能力
83.畢業設計過程中如何培養獨立學院學生的創新能力
84.“變電站綜合自動化”教學實踐
85.醫院藥房自動化管理系統應用進展
86.人工與自動化雙分揀區系統品項分配優化
87.機械自動化技術的應用研究
88.基于配電網自動化的多Agent技術在含分布式電源的配電網繼電保護中的研究
89.基于不同接線模式的饋線自動化實現方式
90.自動化炒青綠茶生產線的設計與應用
91.薄煤層綜采工作面自動化技術綜述
92.饋線自動化自適應快速保護控制方案
93.滾筒采煤機自動化與智能化控制技術發展及應用
94.國外圖書館自動化系統市場發展狀況研究
95.正念訓練的去自動化效應:Stroop和前瞻記憶任務證據
96.電力自動化技術的新發展
97.軟件測試自動化技術應用研究
98.基于數據驅動的軟件自動化測試框架
99.省級氣象計量檢定業務自動化系統
100.辦公自動化系統的應用
101.壓力容器焊接自動化技術的現狀與發展
102.薄煤層綜采自動化配套裝備開采技術
103.電氣自動化控制設備可靠性探究
104.自動化裝配設備的總體設計
105.配電自動化
106.探討220kV變電站綜合自動化系統的應用
107.機械制造及其自動化的發展趨勢分析
108.電氣自動化控制設備可靠性探究
109.從國內外建設經驗探討廣州配電自動化建設模式
110.檳榔包裝的自動化生產線設計
111.我院基于整體設計的自動化藥房建設
112.配電自動化實用化關鍵技術及其進展
113.云計算環境下圖書館自動化系統發展探索
114.電氣自動化技術在電力系統中的運用淺談
115.基于CAN總線的船舶自動化系統研究與設計
116.基于SMART準則的配電自動化建設效果評價體系研究
117.基于Android的自動化測試的設計與實現
118.電氣自動化在電氣工程中的應用
119.自動化綜采工作面概念探討
120.任務復雜度對自動化意識的影響
121.探析智能型機械自動化應用趨勢
122.自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用
123.軟件自動化測試概述及應用工具分析
124.試論化工自動化控制的發展趨勢
125.基于IEC61850國際標準的配電自動化系統應用研究
126.遠動控制技術在電力系統自動化中的應用
127.智能配電網饋線自動化發展及展望
128.圖書館自動化開源系統的市場可行性研究
129.國內石油鉆機自動化技術現狀與建議
130.變電站綜合自動化系統的選型
131.IEC61850在高級配網自動化中的應用
132.機械自動化技術的應用與發展前景的探索
133.智能電網發展的機制及其對電網自動化技術的影響
作者簡介:左望霞(1978-),女,湖北廣水人,南華大學電氣工程學院,講師;蘇澤光(1966-),男,湖南衡東人,南華大學電氣工程學院,副教授。(湖南 衡陽 421001)
基金項目:本文系2013年南華大學高等教育研究與改革課題(課題編號:2013XJG23)的研究成果。
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)36-0103-02
本科畢業設計是綜合檢驗學生大學四年所學的情況,加深對本專業發展趨勢了解和方向認識的一個重要途徑,也是本科實踐教學環節中用時最多、學分比重最大,涉及學科知識最廣的一個教學環節。因此,如何有效地做好本科畢業設計的教學工作,在整個教學工作中至關重要。
目前,電氣工程及其自動化專業(簡稱電氣工程)因其專業特點和學生就業形勢、生源來源等的變化,決定了該專業的本科畢業設計教學也面臨著新形勢、新變化。
一、電氣工程及其自動化專業畢業設計面臨的新變化
1.學生就業方向日益多樣化導致畢業設計方向需求多樣化
電氣工程及其自動化專業是一個就業口徑相對較廣的專業,該專業的本科畢業生除了部分考研的同學外,剩余選擇就業的同學其就業流向也從傳統的以進入電力系統部門工作為主逐漸發展為設備制造業、軟件設計、硬件設計等多途徑就業。鑒于畢業設計能為所從事的方向做具體的指引工作,不同就業的需要就使得畢業設計方向更加多樣化。
2.各種競賽活動和課程設計等的引導使得學生的研究興趣多樣化
在筆者供職的學校,電氣工程及其自動化專業學生歷年參加全國電子設計大賽的人數不在少數。除此以外,“大學生創新計劃”的開展和本專業“電子技術課程設計”等課程設計的各種引導以及各種大學生興趣協會的熏陶,都使得學生的研究興趣不再只局限于本專業強電方向的幾種傳統工程設計類型。
3.考研人群的增加和本科生生源來源的多途徑使得畢業設計類型選擇出現差別
隨著研究生的擴招和考研本科生的增多,為了更好地使本科教學和研究生教學銜接起來,一些學生更愿意選擇研究型畢業設計。與此同時,另一些同學因其家庭(比如有些屬于電力系統內職工的子女)和個人的原因更愿意選擇走上工作崗位,因此這部分同學更愿意選擇應用型畢業設計。
4.學生本身的知識基礎差異性使得研究能力出現差別
錄取來自全國不同省份和地區的本科生,其地域等差異性造成學生的知識結構和基礎也有較大區別。在筆者供職的學校,其中幾屆電力專業的本科生來源還包括部分專升本學生,這樣迥異的知識背景加上不同學習能力和學習態度,在接下來三年多的本科基礎知識學習過程中造成了更多差異性,這就使得他們的研究能力也出現更多差別。
在電氣工程及其自動化本科畢業設計中出現的這些新問題無處不體現了“多樣”和“差別”的特性。面對這些新問題,對該專業的畢業設計教學工作也有必要隨之做相應改革。
二、面向具體對象的多元化、差異性教學改革
1.畢業設計選題的多元化、差異性改革
電氣工程及其自動化專業適合本科生畢業設計的幾種傳統工程設計主要包括變電站或發電廠電氣部分設計、繼電保護設計、電網規劃設計等。這些傳統設計不僅種類較少,且設計模式大同小異,往往在網上有大量相似的范本。若大比例出此類題型,既難控制學生的抄襲行為,也未能適應學生興趣及就業新形勢所帶來的新變化。因此,畢業設計選題種類更應多元化發展,除體現專業的“強電”特色外,還要兼顧所學的“弱電”(控制、通訊、電子)等方面知識,[1]給學生更多選擇。
畢業設計選題的差異性則主要表現在具體對象化的選題。針對學生自身水平及興趣要求制訂不同難易程度、不同類型的畢業設計題目,并指引學生進行適合自身情況的選擇。即:既不讓學生見到題目后因無從下手而產生畏難情緒,又不要讓基礎好的同學一拿到畢業設計題目就產生輕視的態度甚至覺得和課程設計沒什么區別。不僅如此,不管對于研究型還是應用型的設計,也均需根據本專業學生自身特點和需要把控好各自比例來進行選擇。[2]
2.畢業設計教學內容的多元化改革
教學內容的豐富多樣不僅要表現在各種文獻的查找方法介紹,Office、MATLAB、VC++、AutoCAD、EMTP等各種專業軟件的使用教學以及論文寫作方法、規范的講授上,[3]更要表現在最新的專業發展趨勢的把握以及在本專業畢業設計的貫穿上。例如,隨著新能源的發展,近年來有不少學生相繼進入風電廠、核電廠等新能源電廠工作,因此在畢業設計的教學內容中也要有意識逐步加入這部分內容。表2對這些內容均做了部分列舉。
3.教學方式和教學平臺的多元化、差異性改革
(1)差異性的教學方式改革。因人而異的教學方式對于電氣工程及其自動化專業學生的畢業設計指導工作尤其重要,特別是在一些有專升本學生的院校。因本專業學生在理論知識和實踐知識水平上各有側重,因此差別較大。其中統招的學生在理論知識上水平整體較高,而專升本同學因其之前學校的培養目標不同的原因致使其理論知識相對較弱,但與電力系統相關的實踐知識卻較豐富。因此,在本專業畢業設計教學工作中認清這些差別,分別進行差異化的教學是十分必要的。例如,對于專升本的同學應注重過程教育,讓其掌握基本知識、基本規范、設計原則、標準等,而對于理論知識較豐富的學生則主要注重方法指導和難度稍高的資料提供等。[4]
(2)教學平臺的多元化利用。動用包括校企合作、聯合指導、校外設計等多元化的畢業設計教學平臺,給學生更多的選擇,也是提升電氣工程及其自動化專業學生畢業設計效果的改革要素之一。比如,現在很多用人單位都要求本科生在簽約之后進入該企業進行工作前的實習,為了使得畢業設計更貼合學生今后工作的內容,鼓勵學生在實習期間充分利用企業人力技術及設備平臺來完成畢業設計也是相當可取的一種方式。
對應于多元化、差異性的教學方式和平臺,教學質量監控及評價體系也應反映出多重性。除了論文評閱、正常答辯、學校公開答辯抽查、學校和學院論文抽查以及論文重復率抽檢等多個質量監控和評價環節外,[5]指導老師更應注重學生畢業設計的平時表現,對于在校外進行畢業設計的同學,還應定時聯系并做好校內校外指導教師的雙重監督和評價。
三、結語
隨著信息技術對電力工業日益深遠的影響,電氣工程及其自動化專業知識強弱結合的特點也日益突出。為適應這一變化并綜合考慮學生的就業去向、個人興趣以及研究能力,提出了電氣工程及其自動化專業畢業設計多元化、差異性教學方法改革思路。通過課題組專業教師的多年實踐,證明該思路能有效提高學生的研究能力和研究熱情,使基礎較差的學生也能減少畏難情緒并有較大收獲,為電氣工程及其自動化專業的實踐教學積累經驗。這些經驗也可推廣到與電氣信息相關專業的畢業設計教學中,去經受更多實踐的檢驗。
參考文獻:
[1]黃文力,何琳琳.電氣工程及其自動化專業應用型人才培養探索[J].中國電力教育,2013,(8).
[2]王作為,鄒曉健.分類培養目標下的“數據結構”教學方法的研究探索[J].中國電力教育,2013,(4).