电气自动化技术探讨篇1

在目前的社会经济发展中，煤矿仍然是不可替代的能源，结合当前煤矿企业的发展，在电气自动化系统中存在着一定的滞后性，无法更有效的提高煤矿生产的安全和效益。因此，需要将新时代下的数字技术合理融入在电气自动化控制系统中，不断提高系统的可操作性和可靠性。如何有效将数字技术融入到煤矿电气自动化中，便成为当前很多企业需要考虑的问题，下面将对数字技术的具体应用进行分析。

1数字技术在煤矿电气自动化中的应用价值

在煤矿生产中，通过数字技术和电气自动化控制系统的融合，可以提高各设备的安全性，并保证设备具有高性价比和操作简单的特点，使煤矿企业实现健康的发展。在提高安全性方面，通过数字技术来确保开采涉及的相关设备更加标准化、精准化，从而更好地应对煤矿井下的恶劣生产环境，保障开采人员的生命安全。在高性价比方面，通过数字技术的应用，可以使电气自动化设备实现自我问题发现和修复，能提高生产的效率，同时也可以借助数字技术将煤矿企业的生产数据进行整合和显示，更直观的了解自动化设备的运行，提高设备的运行价值。在操作简单方面，可以提高电气自动化系统的智能性，使设备更好的解决各类故障问题，并能应用在复杂的生产环境中。以煤炭运输为例，可以通过数字技术采集到各类运输数据，然后通过系统分析找出最合适的运输方式，在不断的降低运输成本和提高运输的质量下，满足生产管理方面的需要[1]。

2电气自动化中数字技术的具体应用

2.1在供电系统方面的应用

结合煤矿企业生产中的供电系统，基本由监控分站、传输通道、集控中心和综合保护器四个方面组成。具体到数字技术的应用，主要体现在综合保护器对电路和高压系统的监测作用。在综合保护装置的实际运行中，会对供电系统的各项数据进行收集和分析，而监控分站则起到中间连接站的作用，在不断对数据信息进行分析和运行调整下，确保供电系统的安全。另外，通过数字技术不仅可以实现数据信息的汇总，也可以实现监控站和供电站的有效信息交换和交流，有利于提高网络通信安全和电路系统的安全[2]。

2.2在机械化开采方面的应用

在煤层开采中需要通过机械化的设备提高开采的效率，不过在应用电气自动化数字技术时，需要专业人员进行操作，避免出现一些安全事故问题。为了提高综采工作面中的开采效率和质量，需要在数字化技术的使用中注重以下几点：第一，为了确保电气自动化数字控制程序具有良好的调节效果，以采煤机为例可以结合采煤机两侧截割滚筒的作用力和煤壁的作用力，将其作为信号输出，起到对采煤机进行自动控制调节的目的。第二，为了确保电气自动化数字技术可以对截割电动机的负载进行调节，可以通过数字控制技术将实际的负载值和预设的额定值进行对比，当两者存在较大误差时就需要通过对应的控制器对牵引速度进行调节，进而调整截割滚筒的负载[3]。

2.3在安全监视系统方面的应用

通过数字技术可以更有效的提高电气自动化和监控系统结合的价值，在实际的应用中有着以下几方面：第一，在采煤机开机后，监控系统也会自动启动，显示报警装置、传感器等方面的启动情况。同时，为了保证开采安全，一些湿度装置、温度装置和探测装置也会开启，并做好矿井资料参数的收集和传输。第二，通过数字技术可以确保在线监测的数据皆为动态数据。在对数据进行不断地分析中，一旦监测到数据值和制定的设计值存在较大误差，就代表出现了故障问题，相应的报警系统就会出现警报。第三，通过电气自动化数字技术，还可以在进行系统故检查中缩短故障排查时间，在精准定位故障点后满足煤矿生产的需要。第四，为了满足机械运输设备上的需要，可以监控系统和PLC、互联网计算机技术进行结合，对工作地面进行合理科学的规划，并且通过数字化技术对各个环节进行实时监控，起到规避风险的作用。

2.4在通风系统方面的应用

通风系统的价值便是确保地下工作人员有着足够的氧气支持，同时将煤层中的有毒气体进行排放，在不断的通风调温下确保矿井的问题在正常范围中。通过VC++技术可以对通风系统进行完善，在利用检测设备分析地下的开采环境后，可以将环境进行分层和强化分散，积极改善井下环境。数字技术不仅能改善井下环境，还可以通过对环境的动态监测及时发现异常问题，将非正常信息传递到地面的控制平台中，并做好系统分析，能更好的提高地下开采的安全性。

2.5在排水系统方面的方面

在进行煤矿开采中，为了提高开采的安全性，需要做好排水方面的系统设置。通过数字化技术在排水系统中的融合优化，可以提高排水系统的可用性和实用性，能在实际的排水工作中对排水情况进行监控，可以结合不同的排水工况和场景做出不同的排水反应，提高排水的效率和和质量。当排水数据通过数字技术传递到地面的中央控制室后，相关的管理人员便可以借助排水设备的运行数据了解设备运行情况并进行调控，提高井下施工人员的安全。

3数字化技术的应用发展方向

目前，数字化技术在煤矿电气自动化的应用中具有利用光纤连接、Goose虚端子技术和自动化设备元件等方面的创新点。以Goose虚端子技术为例，是指一种快速进行文件传输的机制，可以有效优于传统的硬接线通信。该数字技术可以有效对线路、连接端等位置进行监控，且在保证生产效率上还可以提高设备自动化的简洁性，满足煤矿企业的发展需要。在社会对煤炭的需求量不断增加下，电气自动化设备在煤矿生产中的价值也就越来越大。不过以某些煤矿企业的数字化技术应用情况看，一些数字技术并不能适配于电气自动化设备，在一定程度将低了数字化技术的应用价值。因此，在未来的数字化技术发展方向上，既要求加强数字化技术的研发，也要做好电气自动化的研发，确保对应设备具有先进性可以和数字化技术相融合，不断改善我国煤矿行业的发展环境。此外，数字化技术在电气自动化系统中的应用也需要一定的专业操作人员进行支持，因此在数字化技术的发展中，也要求煤矿企业注重相关操作人才的培训，满足自动化设备熟练操作的需求。

4结语

随着城市化进程的不断推进，社会发展和人民生活对于煤炭的需求量逐渐增多，结合我国部分煤矿企业的机械设备存在自动化水平低的问题，重视设备电气自动化技术的升级，不断将数字技术融入到工业电气自动化技术中，可以提高设备的运转效率和生产安全性，同时也能在供电系统、安全监视系统、通风系统和排水系统等方面发挥重要的作用，不断满足煤矿企业的发展需要。结合影响当前数字技术应用的一些因素，需要明确数字技术的发展方向，通过有效的研发，促进我国煤矿行业实现健康可持续的发展。

作者:张永 单位:陕西中能煤田有限公司

电气自动化技术探讨篇2

水利工程电气自动化系统运行期间极易遭受雷电影响，轻则对系统运行稳定性造成影响，重则出现设备故障或引起人身伤亡事故，因此加强电气自动化系统防雷措施探索具有现实意义。传统防雷措施相当单一，主要是进行避雷针或避雷器安装，所取得防雷效果不佳。但随着水利工程信息化程度的日渐深入，电气系统容量以及电压等级不断升高，水利工程里电气自动化系统需要面对的雷电袭击种类也呈现出多元化特征，故而结合各种可能会遭受的雷电袭击种类，进行防雷技术应用以及方案设计，使水利工程得到稳定安全运行非常重要。

1电气自动化系统在水利工程的应用

现阶段水利工程自动化系统主要采取二层或三层分布式系统结构，其中第一层属于现地测量控制层（即现地单元层），第二层属于集中监控层（即主控单元层），第三层属于生产调度管理层（即管理单元层），系统不同单元的测控计算机经TCP/IP高速以太网相连，主控级、现地单元级经环网或以太网相连，网络介质选择的是网线与光缆充分结合的形式。因电气自动化控制系统的层次和布局清晰，所以可结合各部位多样化功能展开区别监测，灵活性和适应性均较强，经数据模拟能够实现水利工程的数字化监测，使监测及时性大大提高，为水利工程有序运行提供保障。一旦水利工程主要部件发生故障，依靠电气自动化系统能够快速完成故障识别，发出警示信号，使维修者可尽快开展维修工作，实现自动化运行水平以及质量的提升。

2雷击对水利工程电气自动化系统的危害

2.1直击雷直击雷为自然界里有极强破坏性的雷击类别，一旦直击雷于云层里形成，则对地面相对突出的物体实施放电，若直击雷将放电目标置于自动化设备，形成的电流则顺金属物流至地下，于地下产生极强的低电压并引起超强破坏力。

2.2球状雷球形雷主要产生于雷暴天气里，会发出刺眼的红光或白光，形态好似火球，若所修建的水利工程有门窗通道、烟囱或细缝，球形雷则会在此类媒介作用下直接进入水利工程操作中心，对自动化设备造成破坏，故而与直击雷相比，球形雷的危害性以及破坏力更强。

2.3雷电侵入波雷电侵入金属管道或架空线路对雷电的传导作用，雷电波可能会顺着此类管线侵进屋内，引起设备损坏现象，甚至引起人员伤亡，为水利工程企业带来严重损失。

2.4雷电感应雷电感性属于相当常见的类型之一，又包括电磁感应和静电感应两种，雷电感应为雷电和导电物体相互间产生的一类化学感应，一旦雷电和自动化设备金属物件形成感应则产生火花或火球，并为自动化设备带来无法逆转的损害。

3水利工程电气自动化系统防雷技术分析

3.1使用屏蔽与接地技术接地：电压与电阻相互间属于正相关关系，若接地电阻越小，那么过电压则越低，因此需通过科学有效的方法做好接地电阻的控制。水利工程里涵闸与泵站中控室里通信控制设备应与其它动力装置同时接地网，若条件允许还可直接与防雷接地网相连。中控室里需进行均压带与环形接地母线敷设，同时需进行接地网的设备装置安置，并经放电器或击穿保护器来和工程地网相连确保遭受雷击时可平衡电量。屏蔽：中控室的金属地板和钢筋需进行焊接，从而让雷电电磁干扰得到最大程度的控制，若工程规模较大，对电气自动化设备要求也更高，因而应进行金属屏蔽网敷设，让环形接地母线与金属屏蔽网均匀相连，室外通信电缆与架空电力线均需更换为屏蔽电缆，室外通信电缆应做到两端接地。电缆抵达室内前应做好相关屏蔽工作，需埋地超过10m，深度在0.6m以上，非屏蔽电缆同样需埋地超过10m，并且务必要使用镀锌穿线铁管，还能在室外入口端的铁管与电力线间进行压敏电阻安装，提高防雷效果。以下对屏蔽和接地技术使用效率展开试验解析。在防雷技术里，接地和屏蔽项目二者相互相成。依照屏蔽效能根本原理，屏蔽体的网格间距和接地情况，会影响屏蔽体对电磁波的效率。此次试验里依靠浪涌发生器的输出端进行干扰源模拟，电感线圈作受扰原，对网格间距以及接地电阻值进行改变，将示波器所采集获得感性过电压来对屏蔽效能改变情况展开分析。试验期间制作4只钢丝所制的规格是40cm×40cm×40cm的法拉第笼，网格间距分别是5cm，3cm，2cm，与一个铜皮所制的同规格盒体。试验使用的浪涌发生器型号是ICGS，形成的模拟雷电流是10/350μs波形，通流10kA、20kA、30kA、40kA、50kA幅值，笼体经一只变阻器接进阻值是0.03Ω的地网里。缠绕一只采样电感，N=30，F=5cm，测试电感值为98μH，将这只电感的两端接上示波器探头，并且示波器做好全屏蔽处理。由以上可得：①水利工程防雷技术中不接地的屏蔽体和无屏蔽的情况下受扰效果是一致的，故而屏蔽体应接地；②对0.1Ω-∞Ω效果曲线，可知接地电阻小，能取得更好的防雷屏蔽效果；③在水利工程防雷屏蔽技术使用时务必要具备良好的接地，屏蔽体网格与接地电阻阻值均应尽量小，且满足成本规划要求。

3.2进行新型避雷器安装将新型避雷器在室内外进行安装，可让不同类别的雷电冲击受到抑制，发挥多重防护功效。同时，水利工程电气自动化系统使用过程中还可经三合一防雷器安装的形式来进行防雷，三合一防雷器别名组合防雷器，部分人也将其称作监控多功能防雷箱，主要由控制线路防雷器、电源防雷器以及视频线路防雷器所构成，结构上主要为多级串联，使用期间需做好和地面的连接，能够在电气自动化系统中发挥良好的防雷功效。

3.3增设瞬态电压控制器瞬态电压控制器即TVS，属于二极管结构样式，因而可作为高能效保护器件在水利工程电器自动化系统中进行应用。TVS管工作原理即两端遭受瞬间高能量冲击时，则以极高的速度（最高达1×10-12s）使其阻抗快速下降，并且吸收一个大电流，把两端间的电压箝位于一个预定数值，使得后面的电路元件不受瞬态高能量冲击受损。在电源线或信号上进行TVS管安装，防控因静电放电效应与电源开关产生噪音而诱发失灵，静电放电效应所释放的脉冲能够高达60A，电压也可在10000V以上，时间能够长达10ms，相较于普通TTL器件而言，30ms以上的十伏脉冲则能够让其受到损坏，但是TVS管则不会产生该情况，通过对强大脉冲进行吸收，使得总线相互间干扰被消除。

3.4增设电压保护单元雷击会让电气设备出现电感效应，效应形成的波能可直接对线路与UPS设备造成破坏，即便UPS设备自身能够发挥一定的过电压保护作用，然而雷击形成的高压与功率相当高，设备自带电阻不能对高压电流给予阻止。要使该现象得到解决，应进行四级保护设置，如三级气体放电管、TVS管、限流模块、压敏电阻安装等，实现安全科学的防雷系统建构，使得雷电电压与电流作用被削弱，发挥过电压保护功能。

3.5采取综合防雷措施防雷工作的开展不可单一的使用某项措施，还需结合工程实际需求，全方位使用多类防雷措施，进行全面化、立体化、整体化雷电防护网建构。具体实践时，能够将接地和屏蔽保护视作基础防雷措施，于其它电器设备以及系统里进行防雷装置配备。如：配电变压器防雷时则可将类似金属氧化物的避雷器安装于高低压侧，并和接地母线相连，实现三点一线保护系统建构。又如通讯系统防雷时进行电压保护器安装，避免高压电流窜进设备系统。远程终端控制设备防雷时，因和显示屏存在一定的间距，因而需进行网线与电线架设，故而需对信号线进行过电压保护器安装，使得防雷安全性大大增强。

4结束语

雷电作为威胁水利工程信息化管理安全性的自然灾害之一，所带来的后果相当严重，故而在电气自动化系统大力应用于水利工程日常运行的趋势下，通过多项防雷措施的使用来使系统安全正常运行非常重要。以上只是结合工作实际给出的几点愚见，在后续研究中将继续致力于这方面展开深入探索，力求能总结出更多可行的防雷方法，使得电气自动化系统在水利工程应用中发挥更大价值，使我国水利工程自动化水平得到进一步提升。

作者:陈进锭 单位:东莞市水利勘测设计院有限公司

电气自动化技术探讨篇3

随着电气工程自动化水平的快速提高，进一步推动了水电站的快速发展，电气工程自动化节能设计可以帮助水电站运行减少电能的消耗，缓解目前能源紧缺的现状，提高电气工程自动化系统当中各项设备的运行稳定性和安全性，减少故障的发生。

1水电站电气工程自动化技术分析

水电站电气工程自动化技术在应用的过程中，可以对整体设备进行状态监控和适当的系统调节，电气二次设备主要用电缆控制、机电保护、信号元件检测等相关装置。水电站电气系统在运行的过程中，二次设备是系统的守卫者，负责对整个系统的运行进行保障。如果二次设备安装质量存在问题，那么会对整个系统的运行造成严重的影响，故此，电气二次设备安装工作是非常重要的。电气二次设备的安装和调试的过程中，需要聘请专业的工作人员，严格把控工作的流程，安装工作在开展时，工作人员要按照规章制度展开工作，确保可以达到最初设定的安全标准。电气自动化整体综合性较强，其中涵盖了多种技术，如电机电气技术、网络控制技术、电力电子技术、计算机技术、机电一体化技术等。电气自动化技术融合了多项技术，在许多领域都发挥着较为重要的作用，电气工程自动化的实用性比较强，可以有效提高水电站的生产效益和工作效率[1]。

2水电站电气工程自动化发展现状

社会在快速向前发展，人们的生活水平得到大幅度提高，电气工程自动化的应用范围得到了逐步扩张，人们对于电气自动化也提出了较多的要求。现阶段电气工程自动化系统在运行的过程当中，针对不同的结果还没有设定统一的标准，各个系统之间相互独立，这就降低了系统的继承性，导致整个网络架构也缺乏统一性，影响到自动化水平的整体提升。

3水电站电气工程自动化节能技术分析

3.1节能设计原则设计人员在应用电气工程自动化节能技术的过程当中要保障设备的安全性，近几年来，科学技术要快速向前发展，电气工程领域的新型设备和先进技术也越来越多，在此过程当中需要结合水电站的实际发展情况，对节能的效果进行优化[2]。随着能源的越来越紧缺，国家在发展的过程当中越来越注重节能和环保，电气工程自动化设计工作在开展的过程当中要遵循环保性的原则，确保使用的材料、设备、技术都满足安全环保的要求。针对节能工作体系进行科学规划，设定清晰的消耗和污染标准，确保水电站发展的可持续性和稳定性。当系统出现故障的时候，通过应用电气自动化技术，可以精准了解故障的发生位置，对固定的类型进行快速判断，以便于可以对故障进行快速解决，确保系统可以稳定有序运行。故障诊断工作对于精确性和及时性的要求比较高，电气自动化技术可以有效满足这些需求，在确保质量的基础之上也可以保证效率，对于电气自动化工程的建设而言具有积极推动作用，可以提高整个系统运行的问题性和安全性。

3.2科学选择变压器变压器是由绝缘材料、铜片、硅钢片共同构成，也是能耗的主要来源，为了强化节能的效果，需要对变压器进行合理选择，尤其是考虑到变压器的组成材料。铜质材料是绝缘材料当中的首选材料，尽量选择薄度比较小的硅钢片，有效保障设备的稳定运行。结合水电站运行的实际情况，设定清晰的变压器数量和容量，过多变压器会造成能源的大量浪费，如果设置两台以及以上的变压器数量，可以考虑应用并联的方式，有效提高系统的运行效率，保障变压器运行安全性和稳定性。

3.3应用无功补偿设备电气工程自动化系统在运行的过程当中，众多的供电设备当中，无功功率所占据的比例比较大，电能在传输的过程当中会出现无功功率损耗，导致电压不稳，影响到了整个系统的运行效果，无功功率的功率因数较低，在这种状态下会增加用户的用电成本，也会提高用户的用电费用，导致整个系统运行的经济效益不高[3]。为了进一步确保电气工程自动化无功功率处于平衡的状态，采取有效的方式减少能耗，将无功补偿设备设置在电气工程自动化系统当中，从而可以有效强化水电站的运行节能效果，也可以为水电站获取最大化的经济效益。设备在运行的过程当中要综合考虑各方面的性能，设备在运行时需要注意，负责人应该对设备的运行情况进行充分的解释和说明。根据谁的内容对环境进行优化和调整，采取必要的安全措施，工作人员要佩戴好绝缘护具。针对于一些需要带电试验的项目，需要对设备进行充电试验，对各方面的工作进行全面的检查以及审核，需要高压连线的试验要做好相关的保障措施。控制用电设备和其他系统的距离，必要的时候需要用绝缘材料对设备之间进行隔离。试验在开始之后，工作人员需要按照要求对试验的内容进行调整，做好相关的记录，新技术在应用的过程中要严格按照规章制度进行。试验在完成之后，工作人员需要根据具体试验的要求对接线进行拆除，确保可以恢复到最初的状态，最后工作人员还需对系统进行检查，确保设备已经保持在最佳状态。

3.4应用有源滤波器电气工程自动化系统的结构比较复杂，谐波经常会出现在系统运行当中，对于电气工程自动化也会带来一定的影响，为了进一步消除谐波对整个系统运行的影响，需要应用有源滤波器，有源滤波器的动态性能会更好。在电气工程自动化系统当中设置有源滤波器可以过滤谐波，提前对系统运行进行组织，避免设备出现错误的操作给系统带来安全问题[4]。结合系统的运行状态选择多元有源滤波器，拓展电气工程自动化运行的功率范围，强化系统的节能效果和运行效果。二次电气设备的调试安装的过程中，最为关键的环节就是自动化基础元件，通过对调试机组进行优化和调整，可以确保电气开关设备得到正常的运转。充分发挥相关设备的服务职能，确保整个系统可以得到正常的运转，辅助类型的机械设备会受到自动化系统的影响，为了可以将控制的标准调整在最佳的范围之内，需要了解相关设备的规范内容。调整各个元件接线的实际距离，明确设备的相关原理，对各种性能的指标进行校验，在日常生活中，为了避免因为校验不合格而影响工期，需要聘请经验比较丰富的技术人员。

3.5科学选择电力电缆与光源电气工程自动化系统在运行的过程当中，电力电缆是重要的组成部分，在选择电力电缆的过程中，需要对系统的运行情况进行分析，确保输电导线可以正常运行。通常情况下，电力电缆所选择的都是铝制材料和铜质材料，铜质材料的成本会比较高，但是通知材料的经济性和节能效果都会比较好，铝制材料成本较低，在系统运行当中的阶段效果却比较差。设计人员在选择电力电缆的过程中，需要考虑到系统运行的安全性和阶段性，也需要考虑到水电站自身的发展现状。选择的照明设备要具备能耗低、照明效果好的特点，满足日常工作的基本要求，确保可以维持系统运行的正常证明需求，进一步强化节能效果。配线工作在这里开展的过程中，不仅仅是对芯线上的端子排进行校验，更重要的是对电缆头以及相关的屏蔽线进行检查。通常情况下，在检查的环节当中经常会出现一些偏差，在运用烙铁焊接芯线的过程当中，经常会出现假焊或者是焊渣，很容易引发回路出现问题。对线路进行分配的过程当中，需要关注端子环节，确保对各个环节的精准度进行有效把控，反复检查每一个阶段的焊接工作，确保机械的准确性和全面性，针对于接口的配件质量进行复查。

3.6审查设计及过程控制安装工作在开展之前，工作人员需要根据实际的情况制定合理的技术安装方案，可以为后期的安装工作奠定良好的基础。监管部门需要对二次设备的原理图进行审查，对图纸的正确性和科学性进行校对，使工作人员可以更加精准的对各个部位进行安装。二次设备安装图纸在设计的过程中，需要对工程的具体情况进行大致了解，相关部门也需要加大力度对图纸的质量进行审查，在审查的过程中发现问题需要及时地解决。图纸审查工作在开展的过程中，电气图的设计工作是主要的内容，设计图在完成之后，相关单位需要对图纸进行全面的了解，明确设计图的设计目的，把握设计图纸当中的重点内容。针对设计图纸当中不合理的内容，需要及时的跟相关单位反馈，解决设计图纸当中存在的问题。审查图纸工作是非常重要的，通过对通知进行审查，可以对工程进行全面的了解，把握其中的施工细节。图纸在审查的过程当中，需要对整体的完备性进行控制，整个过程当中需要注意对计算机系统进行控制。在对回路进行成本控制的过程中，很多都是通过元器件实现的，这种方式很容易被软件代替，从而可以使得硬件进行简化。在质量控制环节当中，整体的工作进度会影响到工程后期的建设质，为了确保设备在后期运行的稳定性和安全性，需要加大力度对图纸资料进行审查，有效保障整个设计流程的完整性和科学性。

4结语

综上所述，电气工程自动化以及相关节能技术在具体应用的过程当中，其中融合了多种技术，具有实用性强、节能效果好的特点。针对电气工程自动化和节能技术应用过程中所存在的问题，需要及时制定具有针对性的解决措施，合理降低系统运行的损耗。

参考文献

[1]贺伟.水电站电气工程自动化及其节能设计的应用[J].工程技术研究,2017(8):228-229.

[2]陈宏.水电站电气工程自动化信息技术及其节能设计浅析[J].中国高新区,2017(23):110.

[3]赵光伟.电气工程自动化信息技术及其节能设计探讨[J].中国科技投资,2019(12):107.

[4]陈吉.浅析电气工程及其自动化中存在的问题及解决措施[J].建筑工程技术与设计,2019,22(5):154.

作者:王飞卫 单位:河北省邯郸市汇丰实业总公司