電力自動裝置的現狀與發展

① 電氣系統自動化歷史與現狀

答:近年來，我國經濟的不斷發展以及城市化進程的不斷加快，人們的生活水平不斷提高，用電的需求量更是日益增長。在信息技術快速發展的情況下，我國一直致力於電力系統自動化技術的發展和創新，盡可能地提高電力系統的自動化技術水平，從而為電力系統的長期、高效和穩定運行創造有利條件。文章就電力系統自動化技術發展的現狀及未來的發展方向進行了分析和探討。

② 電力系統自動化的發展過程

20世紀50年代以前，電力系統容量在幾百萬千瓦左右，單機容量不超過10萬千瓦，回電力系統自動化多限於答單項自動裝置，且以安全保護和過程自動調節為主。例如，電網和發電機的各種繼電保護，汽輪機的危急保安器，鍋爐的安全閥，汽輪機轉速和發電機電壓的自動調節，並網的自動同期裝置等。50～60年代，電力系統規模發展到上千萬千瓦，單機容量超過20萬千瓦，並形成區域聯網，在系統穩定、經濟調度和綜合自動化方面提出了新的要求。廠內自動化方面開始採用機、爐、電單元式集中控制。系統開始裝設模擬式調頻裝置和以離線計算為基礎的經濟功率分配裝置，並廣泛採用遠動通信技術。各種新型自動裝置如晶體管保護裝置、可控硅勵磁調節器、電氣液壓式調速器等得到推廣使用。70～80年代，以計算機為主體配有功能齊全的整套軟硬體的電網實時監控系統 (SCADA）開始出現。20萬千瓦以上大型火力發電機組開始採用實時安全監控和閉環自動起停全過程式控制制。水力發電站的水庫調度、大壩監測和電廠綜合自動化的計算機監控開始得到推廣。各種自動調節裝置和繼電保護裝置中廣泛採用微型計算機。

③ 電力系統中自動控制技術的應用和發展方向

1、電力系統自動化技術概述
電力系統由發電、輸電、變電、配電及用電等環節組成。通常將發電機、變壓器、開關、及輸電線路等設備稱作電力系統的一次設備，為了保證電力一次設備安全、穩定、可靠運行和電力生產以比較經濟的方式運行，就需要對一次設備進行在線測控、保護、調度控制等，電力系統中將這些測控裝置，保護裝置，有關通信設備，各級電網調度控制中心的計算機系統，（火）電廠、（水核能、風能）電站及變電站的計算機監控系統等統稱為電力系統的二次設備，其涵蓋了電力系統自動化的主要技術內容。
1.1 電網調度自動化
1.2 變電站自動化
1.3 發電廠分散測控系統

2、當前電力系統自動化依賴IT技術向前發展的重要熱點技術
當前電力系統自動化依賴於電子技術、計算機技術繼續向前發展的主要熱點有：
2.1 電力一次設備智能化
常規電力一次設備和二次設備安裝地點一般相隔幾十至幾百米距離，互相間用強信號電力電纜和大電流控制電纜連接，而電力一次設備智能化是指一次設備結構設計時考慮將常規二次設備的部分或全部功能就地實現，省卻大量電力信號電纜和控制電纜，通常簡述為一次設備自帶測量和保護功能。如常見的「智能化開關」、「智能化開關櫃」、「智能化箱式變電站」等。電力一次設備智能化主要問題是電子部件經常受到現場大電流開斷而引起的高強度電磁場干擾，關鍵技術是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信介面協議標准等技術問題。
2.2 電力一次設備在線狀態檢測
對電力系統一次設備如發電機、汽輪機、變壓器、斷路器、開關等設備的重要運行參數進行長期連續的在線監測，不僅可以監視設備實時運行狀態，而且還能分析各種重要參數的變化趨勢，判斷有無存在故障的先兆，從而延長設備的維修保養周期，提高設備的利用率，為電力設備由定期檢修向狀態檢修過度提供保
障。近年來電力部門投入了很大力量與大學、科研單位合作或引進技術，開展在線狀態檢測技術研究和實踐並取得了一些進展，但由於技術難度大，專業性強，檢測環境條件惡劣，要開發出滿意的產品還需一定時日。
2.3 光電式電力互感器
電力互感器是輸電線路中不可缺少的重要設備，其作用是按一定比例關系將輸電線路上的高電壓和大電流數值降到可以用儀表直接測量的標准數值，以便用儀表直接測量。其缺點是隨電壓等級的升高絕緣難度越大，設備體積和質量也越大；信號動態范圍小，導致電流互感器會出現飽和現象，或發生信號畸變；互感器的輸出信號不能直接與微機化計量及保護設備介面。因此不少發達國家已經成功研究出新型光電式和電子式互感器，國際電工協會已發布了電子式電壓、電流互感器的標准。國內也有大專院校和科研單位正在加緊研發並取得了可喜成果。目前主要問題是材料隨溫度系數的影響而使穩定性不夠理想。另一關鍵技術是，光電互感器輸出的信號比電磁式互感器輸出的信號要小得多，一般是毫安級水平，不能像電磁式互感器那樣可以通過較長的電纜線送給測控和保護裝置，需要在就地轉換為數字信號後通過光纖介面送出，模數轉換、光電轉換等電子電路部分在結構上需要與互感器進行一體化設計。在這里，電磁兼容、
絕緣、耐環境條件、電子電路的供電電源同樣是技術難點之一。
2.4 適應光電互感器技術的新型繼電保護及測控裝置
電力系統採用光電互感器技術後，與之相關的二次設備，如測控設備，繼電保等裝置的結構與內部功能將發生很大的變化。首先省去了裝置內部的隔離互感器、)*+轉換電路及部分信號處理電路，從而提高了裝置的響應速度。但需要解決的重要關鍵技術是為滿足數值計算需要對相關的來自不同互感器的數據如
何實現同步采樣，其次是高效快速的數據交換通信協議的設計。
2.5 特高壓電網中的二次設備開發
「十五」後期，針對經濟和社會發展對電力的需求，電網企業在科技進步方面的步伐明顯加快。在代表當今世界輸變電技術最高水平的特高壓領域，國家電網公司的晉東南,南陽,荊門特高壓試驗示範工程可行性研究已於-月下旬通過評審，有望年底開工建設，這項試驗示範工程的特高壓輸電電壓為1000KV。
另外我國南方電網公司也准備建設一條800KV的雲廣特高壓直流輸電線路。
為特高壓輸電線路配套的一次和二次設備需要重新研發或從國外引進。開發特高壓輸電二次設備的主要技術關鍵點是特高壓電網的穩定控制技術和現場設備電磁兼容、抗干擾能力、絕緣等特殊問題的解決。

這么大的問題
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