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【电气自动化毕业论文篇一】——电气自动化发展前景
摘 要 本文阐述了国内电气自动化的现状，并结合国外的一些新发展，对其发展状况进行了展望。
关键词 电气自动化 发展现状 趋势
中图分类号：TM7 文献标识码：A
Development Prospects of Electrical Automation
XIA Shiyu, SHEN Xi
(Jianshe Branch of Chongqing Electric Power Company, Chongqing 401120)
Abstract This paper describes the status of domestic electrical automation, and combined with the new developments abroad, prospect its development status.
Key words electrical automation; development status; trend
1 电气自动化概述
电气自动化运用电力电子技术、微机控制技术和计算机网络技术来实现电气自动控制，以计算机技术实现程序控制，并且通过系统集成实现自动控制电力系统和运行维护功能。其明显特征是集成化、智能化和综合化、故障反映迅速自动化。
电气自动化范围较广，包括配电自动化、变电站自动化、馈线自动化。配电自动化包括配电系统所有硬件设施和控制流程，通过输电、配电和用电实现配电自动化流程。变电站自动化通过馈电自动化实现系统监控和管理。而馈电自动化方面，则是高度集成化，除了常规的遥测、遥信和遥控，包括自动重合闸、馈线故障监测、电能质量等监测，还集成了断路器监视功能，逐步发展成为智能化开关。
2 电气自动化发展史
伴随着电子技术和信息技术的飞速发展，电气自动化已经走出了工厂，并且在办公、交通等多个领域得到了广泛的应用。
(1)全控型电力电子开关时期。在上个世纪五十年代晶闸管出现，标志了运动控制新纪元的开始。继后出现了交流变频技术和全控制式器件GTR等，即电力电子器件第二代。第三代器件包括IGBT和MGT这类复合型电力电子器件。而第四代器件则由功率集成电路PIC构成。
(2)电路低频向高频发展。随着电力电子器件的更新，变换器电路也随之改变。在普通晶闸管时期，整流控制主要由直流传动变换器完成。交流变频传动由交-直-交变频器完成。在第二代时期，PWM变换器得到广泛的应用。PWM技术可以提高工作效率，并且减少高次谐波对电网的影响，可以改善电动机低频转矩脉动问题。
(3)交流调速理论发展。德国学者FBlasche提出了交流电机磁场定向远离市，并得到德国大学教授Depenbrock的继承和发展。教授D继FBlasche提出了直接转矩控制思想，并将它推广到了弱磁调速范围。这一控制思想具有结构简单、思想新颖、信号处理物理概念明确的特点，属于高静动态性能的新型交流调速方法。
(4)通用变频时期。通用变频器是一种系列化、批量化和占市场量最大的中小功率变频器，经历了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高动态性能适量控制型的发展过程。
(5)单片机发展。由于占主导地位的MCS-51单片机的8位机功能简单，指令短小，后来就有了适合大批量生产的PIC系列单片机的推广和使用，其可靠性和保密性都非常高。
3 国内电气自动化现状
3.1 平台开放式发展
OPC技术的出现，Microsoft Windows平台的广泛应用和IEC61131的颁布，为电气技术的发展奠定了良好基础。基于PC技术的人机界面已经成为主流趋势，而基于PC技术的控制系统具有灵活和易于集成特点也正在被广泛的采纳和应用。
3.2 现场总线和分布式控制技术
现场总线是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输分支结构的通讯总线。包括位于中央控制室内的计算机、监视控制软件和PLC的CPU以及位于现场的远程的I/O站、智能仪表、低压断路器和变频器等构成，中央控制室和现场通过一根串行电缆连接，并且将这些现场设备的大量信息采集传输到中央控制室。而信息化技术的发展必将导致基于网络集成自动化系统的基础信息系统的发展。
3.3 IT技术与电气自动化
市场需求的发展促进了电气自动化和IT技术平台的融合，信息技术对工业的影响主要分两个方面：一是纵向渗透管理层;二是横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。其中，信息技术纵向渗透能够帮助企业对当前生产数据进行实时的存取，提高管理数据处理系统工作效率。横向，信息技术已经渗透到了产品的所有层面，包含传感器和执行器，也包含控制器和仪表。
4 国外电气自动化发展新方向
法国ICC技术又称用户通信接口试验，能够实现实时读表、停电控制和远程管理功能，并且能够帮助广大用户群众实时了解电价，为用户实现用电优化管理提供了条件。优化用电是指用户根据实时电价制度，合理选着自己的用电设备和用电时间段，或者是在不同时间段用部分设备。
意大利开发了家庭用电智能助理，借助用户的电视机实现供电信息实时显示和控制，便于供电服务信息随时查询。这不仅便利了居民的生活，同时便于供、用双方互动，供方可以记住此平台向用户发布各类通知，并且帮助用方进行节能降耗方案建议，用方不仅可以得到实时的电价信息和供电服务，还可以从中节约用电，减少经济消耗。这种功能的实现还可以节能减耗，保护环境。
西班牙和法国共同研发的系统，可以帮助家庭优化电能应用和管理，它借助部分咨询配置机和用电能量管理系统实现对用户提供最优配置建议和削峰填谷功能。它可以根据不同用户的生活习惯和要求，为不同用户提供既优化经济又舒适满意的用电建议。
国外这些先进、人性化的设备代表了现代电气自动化实时性、自动化和管理功能发展的方向，这可以改进供电可靠性和电能质量，还可以对用户的供电服务质量，在未来高科技社会中将有优越的经济性和良好的社会综合效益。
5 电气自动化发展趋势
未来电气自动化的发展趋势具有分布式、开放式和信息化三大特点。分布式是指能够确保网络中每个智能的模块都能够独立工作的网络结构，能够完成系统危险分散的功能;开放化是指系统具有与外界联通的接口，能够实现系统与外界网络系统的连接功能;信息化则是指系统信息具有综合处理能力，实现与网络技术相结合的网络自动化和管理控制一体化。
(1)系统监控综合化。现代电气设备逐步向通用化、模块化及系列化发展，能够实现组态灵活特点。由于计算机技术的所有功能都能够通过屏幕软件按钮直接完成，系统监控的综合化得到很大提高。采用综合化监控，能够完成双重或者多重的冗余，可以为系统改善和可靠性提高做出贡献。
(2)系统网络化。为了提高系统的可靠性，控制网络大多采用冗余结构，能够完成数字化和高效自动化代替繁琐复杂的人工操作，大大提高了工作效率，减轻了工作人员的工作量，改善了工作人员的工作环境。同时，高度自动化还能够减少频繁操作，减少误操作率，进一步提高系统可靠性。
(3)系统人性化。伴随交互式网络发展，供用双方信息互动更为方便。通过人性化、自动化的电气自动装置，供方能够实时了解用方信息，为用方提供更加实用、经济、安全的用电建议，也可以更多的掌握用户用电信息，为系统的稳定可靠运行提供数据。用方可以借助高科技的技术，更加详细的了解自己的用电情况，结合供方信息，改善个人生活舒适度，提高生活经济性。
6 结语
电气自动化技术虽然已经广泛应用，并深入到国民经济各个领域，但它仍然在不断革新和发展。在市场竞争越来越激烈的形势下，为了在经济上取得利益，我们必须积极吸取先进的经验和技术，为实现自主研发创造条件。
参考文献
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【电气自动化毕业论文篇二】——电气自动化节能技术分析
【摘 要】伴随经济社会的快速发展以及信息技术的进一步提高，电力系统在自动化程度不断提高的同时，正逐渐推广运用节能设计技术。并且节能技术将是将来的发展趋势。本文从电气自动化着手，分析并探讨了电气自动化的节能设计技术，认为电气工程的设计及电气系统中的节能技术两个方面入手，可以使得节能技术能够在电气自动化系统当中发挥出最理想的效果。
【关键词】电气自动化;节能技术;分析
对于电气自动化系统而言，必须保证供电的可靠、安全，并且还要为使用此电力系统的工程或是建筑带来良好的社会效益和经济效益。而且由于城市电网的不断扩大，电力也不断增容，因此就使用的很多的整流器、变频器等，而这样也使大量的谐波产生，从而危害了电网。因此，为了消除谐波与从节能的方向考虑，电气自动化就主要从电力滤波器、无功补偿、变压器等技术着手，对电气自动化的节能设计技术进行研究。
1.电气自动化及节能设计概述
电气自动化是电气信息领域的一门新兴学科，它和人们的日常生活及工业生产有着密切联系。它在提高工作效率、运行成本、劳动生产率以及改善劳动条件等方面起着重要的作用。近年来，随着“绿色工业革命”的兴起 ，节能成为当前经济建设的重要目标。
可以说，先进的自动化技术正是推动各行业节能减排的有效武器。未来全球经济发展的趋势是谁率先掌握节能的高新技术产业的主导权，谁将主导未来的全球经济。对于电气自动化系统来说，由于城市电网的不断扩大，电力也不断增容，因此会使用很多的变频器、整流器等，而这样会造成大量的谐波产生，从而危害到电网。
由此，为了消除谐波，从节能的方向考虑，电气自动化应主要从变压器、无功补偿、有源滤波器等技术上下功夫，可以利用减少电路的传输损耗、优选变压器、补偿无功、使用有源滤波器等方法来使电气系统在运行的过程中达到节能的目的。也只有这样，才能使电气自动化系统使用时达到节能的效果。
2.电气自动化的节能设计技术
2.1电气工程的设计
在电力工程中，要达到节能的目的首先要做的就是做好电气工程的安装、设备等的设计。只有在第一步都做好了才能保证整个工程其后的设计与完成后使用时达到节能的作用。
①优化配电设计。
电力系统就是要为安装这个电气系统的工程中需要用电的设备提供一个必要的动力。因此，在整个配电设计的过程中首先就要考虑到电力系统的适用性。对于适用性而言，应该满足用电设备对负荷容量与供电设备等可靠性的要求，还应该保证电气设备对控制方式的要求等。在配电的过程中，除了要满足用电设备与电气设备的要求之外，还要保证电力系统高效、稳定、易控、灵活、可靠等。
在配电设计的过程中其次要考虑到的就是电力系统的安全性。而对于电气系统的安全性而言，首先就必须保证导线的绝缘性良好，然后在进行走线的时候应该保证各导线之间的绝缘距离。另外还要保证导线的负荷能力、热稳定和动态稳定的裕度，以确保在电气系统运行的过程中用电设备与配电设备的安全。除此之外，还要做好电气系统的防雷与接地。
②提高电气系统的运行效率。
在电气系统中最好选用节能设备，从设备的选择就开始为电气系统的节能打下基础。另外，我们可以利用均衡负荷、补偿无功、减少电路损耗等方法来使得电气系统在运行的过程中达到节能的目的。比如，在进行配电设计时可以合理的调整负荷以及选取合理的设计系数。在电气系统的安装或是运行过程中采用这些方法能够提高电源的综合利用率与设备的运行效率，从而间接或直接减少电能的损耗。
2.2电气系统中的节能技术
①降低电能的传输消耗。
电能传输时，因为导线有电阻从而会产生有功功率的消耗。但是线路上的电流是不变的，所以，为了降低电能在线路上的传输消耗，只能降低导线的电阻。事实上，导线的电阻和导线的截面积之间的关系是成反比关系，而和电导、导线长度成之间成正比关系。即要想降低导线的电阻，就必须从如下几方面着手：首先，选择电导率比较小的材质当作导线，从而降低电能在电路上的消耗;其次，缩短导线的长度。
从而在布线的时候，让导线尽可能走直路，以免过走的弯路太多，以缩短导线的长度;最后，变压器尽可能接近负荷中心，以缩短供电的距离。其四，加大导线的横截面积。所选择的导线的横截面积尽可能大一些，利用降低电阻减少消耗，实现节能的目标。
②选取变压器。
在设计过程中对于变压器的选择，必须满足如下几方面的要求：第一，应当选择节能型的变压器，从而降低变压器的有功功率的消耗;第二，为了使得通过的三相电的电流维持平衡，应当降低变压器自身的消耗，最好采取一定的措施比如三相四线制的供电方式、单相自动补偿设备、将单相用电设备分别接在三相电源上等方式从而减少负荷不平衡。
③无功补偿。
在电力系统中，无功功率占有供配电设备的很大一部分容量，因此增大了线路的损耗，从而造成电网的电压下降，也因此影响了电能质量和电网的经济运行。而对于用户而言，无功功率的直观表现为功率因数偏低，而当功率因数小于0.9时，用户就会向供电部门缴纳一定比率的罚款，因此用户用电的成本也增高，经济效益就会下降。但是我们若选用恰当的无功补偿设备的话就可以实现无功就地平衡，提高功率因数，从而事项节能减耗、提高电能质量、稳定系统电压的目的，而且能够提高经济效益和社会效益。
比如，在受导电抗的作用下，电机发出的交流电流和交流电压的相位角不为零，因此电机发出的电能不能完全被用电器吸收，不能被吸收的部分则在电机和用电器之间往返变化而不会释放出来。又因为电容器产生的是超前的无功，因此采用电容器补偿可以与无功率的电能进行抵消，即Q=QL-QC。
在采用无功补偿设备对电力系统进行无功补偿时，对于无功补偿设备的要求有以下几点：
1)在使用电容器补偿时，电容器容量的确定应该根据配电电压的容量、负荷、三相电压的平衡度、自然功率因素、目标功率因数等参数经过计算来确定。而若是在补偿处产生了谐波的话就要串联一定量得电抗器，滤除线路上的谐波。
2)为了有效的防止投切振荡、过补偿和无功倒送，在电容器的功率参数、无功电流、无功功率这些投切物理量中最好选择无功功率作为投切参数物理量。
3)在很早以前的补偿电容组中电容器的分担方式和投切开关的方式普遍采用等容量分组和循环投切;后来又采用了按比例分配、按编码配置、投切开关按级投切。但是这些方式都不能达到我们想要的补偿效果。
因此，现在所采用的是模糊投切，其适应面广、调节平滑、跟踪准确而且效果很好。在使用过程中，低压的时候投切开关则选择投切复合开关，而高压补偿柜中选真空接触器。
④使用有源滤波器。
为了有效避免与电网联结电气设备的误动作，就必须消除谐波，而消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。误动作主要是由于电气设备数量的增加，产生的谐波越来越多，又由于这些谐波电流在电网阻抗上产生的电压与基波电压重叠，就会引起电压的畸变，从而造成电气设备产生误动作。
概括起来，有源滤波器主要以下特性：具有优异的动态性能;反应快;能使功率范围更宽大等，能使无功补偿达到更好的效果。一般情况下，采用有源滤波器对产生的谐波进行过滤，在电气设备误操作之前就能够将其阻止，使电气设备的运行更加有效率，从而达到节能的目的。
3.结束语
总之，现今国家强烈要求发展“节能经济”的大好形势，有志于发展“节能经济”与“节能经济”的中国“工业自动化”的企业与单位，应当坚持“节能”理念。国家也已经注意制定发展“节能经济”的战略，制定优惠发展“节能经济”企业的政策，并积极支持“节能经济”的研发。
同时，也应看到，我国在“节能技术”领域里的自主创新能力正在快速提高，新的更有效的“节能技术”正在国家的大力支持下研发出来，并被产业化应用。中国电气自动化的企业与单位，应当奋发图强迎接挑战，使电气自动化技术及其产品为“节能经济”发展战略增辉!
【参考文献】
[1]周丹.我国工业节能电气自动化的发展现状与趋势[J].科技创新导报,2008,(17).
[2]孙柏林.中国自动化与可持续发展——自动化技术进入“节能经济”新时代[J].自动化博览,2010,(1).
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