緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇電器工程及自動化論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

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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?？梢允褂酶呒啥鹊奶幚砥?、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。

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2電氣工程及其自動化的應用

2.1電氣工程及其自動化技術在變電站的應用

電力設備運行的平穩、安全以及可靠是電氣工程及其自動化技術的基本保障，所以對電力設備進行在線監控、系統保護以及調動控制等措施是必不可少的，但是由于社會經濟的不斷發展，科學技術的不斷進步，變電站的電力設備也逐漸增多，并且電力設備之間的聯通方式也越來越復雜，為了確保電網的安全運行，電業部門，投入了大量的人力物力和資金，將電氣工程自動化技術引入到了變電站的設備控制之中，應用全微機化設備代替了原有的常規電磁式設備，應用計算機光纜或者電纜作為了電力信號電纜，使得變電站控制中心對變電站設備的控制變得快速而又安全。所以電氣工程及其自動化也成為了變電站建設過程中的重要組成部分，進而保證了變電站的自動化調控模式的高效率，所以對變電站實施自動化改造是必不可少的。

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2電氣工程及自動化技術在智能建筑中的重要應用

2.1TN-S和TN-C-S系統的應用

TN-S系統是能夠嚴格區分保護地接線PE和中性線N的低壓配電系統，采用保護線地線PE加上三相四線的一種接地系統，能夠達到保護智能建筑系統中所有設備的路線，也能達到預警、防靜電、機房交換機等功能目的。TN-C-S系統主要由TN-C和TN-S2個接地系統組成，這2種系統的分界面主要在PE線與N線的連接點上，其安全性極高，是智能建筑的一個重要接地系統，能夠有效提高住宅用戶的安全性。

2.2樓宇控制系統的應用

智能建筑的樓宇控制系統主要有排水、照明、通風和消防監測等系統，且這些系統都是和用戶的生活密切相關，智能建筑樓宇若能實現控制系統自動化，則能夠大幅提高各項系統的運行效率。比如，用戶最能感受到的照明系統中的智能開關，能夠準確的控制燈的開關，根據實際需求利用照明，能夠最大程度節約能源，且其監控系統還能自動檢測，不必安排人員進行夜間巡燈值班。再比如，智能建筑中的消防檢測系統，能夠提供應用在線監測，利用傳感器技術，實現自動監測，自動傳輸數據和報警數據的自動發送，能夠第一時間掌握智能建筑的實際動態，進而實現第一時間將火災隱患扼殺在搖籃中。

2.3通信自動化系統的應用

智能建筑的核心是智能化，而智能建筑的智能化的核心就是通信自動化系統，因此在智能建筑的電氣工程設計中必須要實現通信系統的自動化。通信自動化系統的主要功能就是調整和處理智能建筑內外各種語言、圖像、文字和數據之間的通信。這樣就能將智能建筑的用戶建立局域網，進行辦公區內的計算機和其他外部設備之間的聯接，實現電子數據的業務交換，這就能夠滿足用戶對這一方面的一定需求。另外，衛星通信系統的引入，更加實現了國際信息間的聯系，更是起到了零距離的作用，這樣將可以更加有效形成較為完善的智能建筑網絡體系，實現全球資源的實時共享。

2.4辦公自動化系統的應用

智能建筑一般為項目比較大，其需要處理的事情也比較多，這就需要不少的人力、財力和物力，這無形之中就增大了成本。但若能實現辦公自動化，那么將能有效降低成本。辦公自動化就是利用先進的科學技術，逐步將人的部分辦公業務活動物化到設備當中，促使這些設備和辦公人員形成人機信息處理系統。其目的就是最大程度地利用信息資源，提高勞動生產效率和工作質量，并幫助提供決策依據。在具體的辦公室中，主要以計算機為中心，利用打印機、傳真機、復印機、電子信箱等現代化辦公及通訊設備，廣泛、全面和迅速地收集、整理和加工成能夠使用的信息，從而為科學管理和進行決策提供服務和支持。因此，辦公自動化系統的建立，能實現自動分析、采集信息，實現提供各種優化方案，協助決策者能夠做出正確決定。

3電氣工程及自動化技術在智能建筑中應注意問題及智能化展趨勢

3.1電氣工程及自動化技術在智能建筑中應注意問題

電氣工程及自動化技術在智能建筑中還有很多應注意的問題，例如屏蔽接地、防雷接地、安全保護接地和靜電接地及直流接地等技術。其中，安全保護接地主要是因為智能城市中會安裝很多金屬設備，這些設備的內部又帶有很多導電線，如果導電線上的絕緣層能夠破壞，就特別容易出現漏電現象，這就將導致安全事故發生。因此，系統中的金屬設備都需要安裝安全接地裝置，四線降低電阻和防止電流外泄。直流接地，特別是現代信息技術和城市化快速發展的今天，在智能建筑中，通信設備和各種計算機技術被廣泛應用。這些系統都需要微電。因此，為保證讓電子設施能夠正常運行，系統就需要一個穩定的電壓、電源和基準點位。

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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。

2電氣工程及其自動化的應用

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自動化技術的發展是隨著科技的不斷發展而逐步完善的，從自動化技術本身來看，在上世紀七十年代后從初級的智能控制逐漸地朝著高級智能控制和復雜的系統控制方向發展，在此過程中，無論是在經濟領域、國防領域還是科學研究等各個方面都有著較為廣泛的應用，同時，自動化技術的應用規模也隨著技術的發展進一步的擴大，比如在鐵路的自由調度、電網的自動調度以及城市交通的控制等系統中都有著自動化技術的身影。

1.2自動化技術未來的發展方向

自動化技術在未來將會實現更多的智能操作，比如對人的智能模仿以及行為模仿等，其中在海洋開發、宇宙探測等多個生產領域中也有著廣泛的應用，同時，地質勘探以及醫療診斷工作也能夠通過自動化技術來加以實現，這也說明自動化技術未來還有這非常廣闊的發展空間，并且在人們日常生產生活的方方面面都會有著很大的影響。

2.電氣工程中自動化技術的具體應用

電氣工程的自動化不僅能夠提高電力系統的穩定性和可靠性，同時也保障了電力系統的運行效率，對于提高我國社會經濟的發展也有著重要的作用。在電氣工程中，很多電力技術都是依靠自動化技術來實現的，并且網絡通信以及遠程控制系統也不再受到空間的限制，在操作上也更加靈活。

2.1自動化技術

在電網調動中的應用電網調動是電氣自動化的一項重要組成部分，電網調動自動化從以往的簡單遙測、遙信系統逐漸發展到自動化的監控系統也經過了一個相對漫長的時間，但是從電網調動自動化系統的應用來看，從初級應用模式到目前的高級應用模式已經為我國電氣工程自動化技術的發展提供了重要的基礎條件?，F如今，電網調動只需要通過控制中心的計算機網絡系統、系統服務器以及工作站和監視設備等就可以實現自動化的全部操作，其主要功能是可以實現電力生產中各項數據的實時采集以及對電網運行的實時監控，通過對采集和監控內容的分析，能夠更好的對電力系統的運行狀態進行有效的評估，從而有效的對電力系統進行改進和調整，這樣也能夠更好的保證實現自動的經濟調度以及電力系統的經濟運行。

2.2自動化技術

在發電廠運作中的應用我國當前自動化技術已經相對城市，在發電自動化技術中主要由動力機械自動控制、自動電壓控制系統以及自動發電量控制系統等幾個方面組成。發電廠也有著不同的運行方式，按照發電廠不同的運行方式可以將發電廠分為火力發電、水力發電以及風力發電三大類。火力發電廠是通過煤炭、石油以及天然氣等燃料來進行運作的，火力發電廠的自動化需要由監控信息系統、管理信息系統、遠動系統以及繼電保護系統構成。水力發電廠的主要運作方式是水利發電，在水力發電過程中，自動化技術的應用可以分為單極自動化、公用設備自動化、階梯水電廠自動化以及全廠自動化等，自動化技術在水力發電廠中可以提高水力發電運行的效率，對于保證水力發電廠的供電質量也有著非常重要的作用。風力發電廠主要運行方式是利用風力來進行發電，風力發電廠的主要設備有葉片、主發電機、塔架監控保護以及自動迎風轉向設備構成，自動化技術的應用能夠提高風力發電的效率，并且對于發電裝置的保護也有著重要的作用，同時也可以實現清潔高效發電的目的。

2.3自動化技術

在變電站運行中的應用在變電站運行過程中應用自動化技術可以使變電站的自動控制以及傳輸技術更好的與信息處理技術相結合，并且利用計算機系統和電氣自動化裝置能夠代替人工完成各種不同的工作，變電站的自動化技術可以提高變電站的管理水平以及運行效率，從而有效的提高變電站的運行質量。通過計算機技術利用可以代替原有的常規設備，這樣也可以更好的滿足變電站的整體需求，并且對于提高整個電力系統的運行效率都有著非常重要的作用。

3.我國電氣工程當中自動化的發展前景展望

電氣工程的自動化是當下先進科學中的關鍵技術，其自身的發展對于我國社會科技的進步有著十分重要的意義，所以，我們必須積極關注電氣工程當中自動化應用的發展前景。為了有效提升我國產品，自主創新發展力度已不斷加大，并為相關研究人員更高質量、更具創新性的研發工作提供有利條件，促進我國電氣工程的自動化發展。另外，我國電網建設的進程正在逐漸加快，自動化技術也為其長效發展進行了空間上的有效拓寬。

3.1電力設備趨于智能化

通常，在電力設備里一次設備和二次設備之間的間距較大，電氣自動化系統的智能化系統能夠在一次結構設備設計時，將二次設備的相關功能和技術進行設計和實現，將配電網中的電力信號電纜線和控制信號線進行省去，比如智能化的開關等，自動化智能技術主要是針對配電網中的防雷擊、電磁干擾、配電網中的通信信號的傳輸方面等相關內容，實現電網自動化的管理。

3.2實現DMS系統的建立

電氣工程當中DMS系統能夠有效促進電氣管理工作的進一步發展，促進電力系統中自動化各項技術的有效適應，提升各系統的設備保護工作，確保電力資源的順利供應，從科學合理的角度建立事故處理各項措施，最大程度上降低電力事故的損害，讓管理人員能夠準確、全面地把握系統運行各方面狀況，包括設備適應狀況、電壓電流狀況等。另外，DMS系統能夠做到準確、詳細的計算，實現無人控制下自然運行的狀態。

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電氣工程自動化技術在電力系統方面的應用體現在對于電網調度方面。正是由于電氣自動化技術的應用才打破了傳統繼電器獨步天下的電氣保護的時代，進而進入了微機繼電保護的現代電力系統調度自動化時代。電網調度的自動化、計算機化是電網的發展趨勢也是智能電網時代的開端。正是由于電氣工程及其自動化技術的應用實現了站內設備的實時監控、并將站內全部資源組成一個局域網，可以隨意調用和控制，實現了站與站之間的通信和互聯，進而組成一個難以置信的龐大的電力系統調度網，并實現了發電廠、下級調度中心及變電站終端之間的有效的連接。

1.2在化工生產單位電廠分散測控系統中的應用

電氣工程及其自動化技術在化工單位中的應用主要采用分層分布結構，具體包括了現場儀表、傳輸線路、工程師站、通訊網絡及過程控制單元等。系統可以對整個生產過程進行實時和全過程監控，并對數據進行動態分析和處理，并驅動執行機構，實現對整個生產過程的檢測、保護、聯鎖、控制。操作人員通過后臺向遠方設備發出控制指令，實現對現場儀表的控制，并同時接收來自現場及其他工作站的各種信號和指令。

2電氣工程及自動化技術的發展方向

2.1低頻向高頻發展

隨著科技的發展及工業化程度的不斷加深。傳統單一頻率運行的自動化技術已經無法滿足現代工業發展需要。電氣工程技術也逐漸變得復雜化、多樣化，同時滿足節能環保要求。因此電器產品已不可能在僅僅的單一頻率運轉，而是逐漸實現可以隨意調節，以滿足不同負荷和環境下的要求。因此，我國工業生產從低頻向高頻生產階段發展是必然趨勢。

2.2充分地融合計算機技術

互聯網技術的發展，為現代社會帶來了巨大變化和飛躍。電氣工程技術隨著互聯網技術的發展也逐漸變的智能化、集成化。可以說電氣自動化技術與互聯網技術的融合給未來人類社會帶來質的飛躍，兩者的融合使電氣網絡的智能化成為可能。如今我們通常把電氣工程技術和互聯網技術結合的技術稱為微機技術?？梢哉f微機技術的發展實現了生產過程數據的實時分析處理，同時大大節省了勞動力、降低工人勞動強度、改變人們的生活方式，實現了工業生產的自動化。

2.3開關設備智能化

伴隨著微機技術的發展，伴隨著開關設備也變得越來越智能化以實現自動控制系統的流暢運行。可以說智能化設備與微機技術共同奠定了未來智能電網的基礎。開關設備智能化指的是高低壓設備及其輔助裝置可以提供接口以方便與計算機網絡連接，從而實現自動控制。一次開關元件包括各類電器設備等，其中的智能監控單元包括輸出、監測、通信等重要模塊。開關設備的智能化是電氣工程技術發展的趨勢，在未來應用、運行等方面發揮著至關重要的作用。

2.4操作人員專業化發展

電氣工程技術的發展朝著自動化、智能化方向發展的同時，也對其操作人員提出了更高的要求。操作人員往往在設備運行時才進行相關技術培訓，而忽視了設備安裝時設備調試等各個環節發現的問題。因此也就失去了最佳掌握該技術的時機。因為自動化生產設備一旦調試完成，出現問題的幾率將會大大減小。如果不在調試期間熟悉設備，就很難更好的理解現代化技術。況且現代電氣工程技術是一門系統性綜合性技術，如果不從設備安裝環節、調試環節注重人員培養，就無法理解這些特定安裝的意義和作用。只有每個操作人員能輕松的對故障原因作出快速準確的判斷處理，才能減少生產過程中不必要的損失。

2.5其他方面的發展

隨著電力電子技術的發展，現代電氣工程技術已經由半控型時代全面進入全控型時代。并且現代電力電子器件無論從開關時間、性能穩定性等各個方面均有巨大進步。同時交流調整控制理論、矢量控制等各種理論百家爭鳴、百花齊放，使控制技術的發展也有了巨大飛躍。

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中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0227-01

一、前言

在當前社會的各個學科領域中，電氣工程及其自動化技術都得到了廣泛的應用，且具有一定的地位，電氣工程及其自動化技術的發展也象征著我國科學技術的發展步伐。隨著社會生產力的不斷提高，對于電氣工程及其自動化技術也提出了更高的要求，當前社會生產力遠超于電氣工程及其自動化技術的發展水平，因此，我們要深入研究重視電氣工程及其自動化技術的研究，及時處理相關問題，從而才能保證其得到全面快速的發展。

二、電氣工程及其自動化的發展歷史

電氣工程是一種全新的學科知識，它是當前經濟發展的必然依托體。由于科技不斷前進，此時電氣項目和它的自動化工藝開始形成一個單獨存在的體系。電氣工程技術經歷了從電磁學理論的建立到新技術革命時期電氣工程技術學科的形成這樣一個形成與發展的過程。該體系目前正在朝著方便快速的層面發展。它的存在能夠明顯的節省運作資本，最主要的是提升效率。最近幾年，它開始被大量的應用到商業活動之中，為商業間的交流與傳輸提供越來越多的滿足。眾所周知，我們國家的工業在整個國家經濟體系之中占據的位置非常關鍵，因此只有適時地帶動工業進步，才能夠帶動國家的經濟進步。所以，只有電氣工程及其自動化在社會發展的地位中占有一席之地，才能促進電氣工程及其自動化的長足發展，立足世界。

三、電氣工程及其自動化發展中存在的問題

我國鋼鐵工業自動化技術在實際工程實施過程中同國外著名的鋼鐵企業還有很大的差距，這些差距主要體現在三個方面。

1、缺乏自主產權

我國自動化設備大多是從國外引進的，缺乏自主產權，沒有應用于鋼鐵工業自動化的品牌產品。所以也沒有一個固定的硬件和軟件平臺支撐自動化系統的運行。我國的自動化軟件平臺一般用的是西門子的產品。因為沒有自主產權的自動化設備，我國鋼鐵工業的自動化的發展受到核心技術的制約，很難繼續迅速發展。

2、自動化技術水平不高

我國鋼鐵工業專業自動化技術體系雖然有了較大的進步，但是同國外專業自動化公司相比還不夠豐富。國外專業自動化公司有很成熟的成套自動化技術，這些技術不僅包括自動化系統方案、功能說明、程序以及測試方法等。還包括關鍵儀器的選型及安裝步驟，而且他們的工藝設備和執行機構性能也非常高。這些技術都是我國鋼鐵自動化發展所緊缺的技術，需要在發展中不斷地探索與研究。

3、自動化效率有待提高

（1）自動化程度越高，那么連鎖條件越多，而檢測的相應原件（比如儀表）也就越跟不上國外的復雜化自動系統，若用國內的檢測原件則很容易出問題。

（2）我國自動化設備大多是從國外引進的，缺乏自主產權，沒有應用于鋼鐵工業自動化的品牌產品。例如，壓力變送器、分析儀、接近開關等都需要進口，而國產的自動化原件不是技術水平不達標就是接口不對等。此外，也沒有一個固定的硬件和軟件平臺支撐自動化系統的運行。我國的自動化軟件平臺一般用的是西門子的產品，是沒有自主產權的自動化設備。

（3）在網絡通信方面，設備所處的環境也會影響網絡的通暢，有時會突然的數據采集出問題，但又會自己無厘頭的恢復，網絡通信及抗干擾方面有待再提高。此外，很多自動化網絡原件我們都十分依賴國外進口，

四、電氣工程及其自動化存在的問題的解決對策

從國外的鋼鐵自動化發展歷程來看，要想使自身的鋼鐵工業自動化發展在激烈的市場競爭中占有一席之地，必須在低耗能、高效率的基礎上加大自動化建立，應用先進的技術，提高自動化技術水平，以便促進我國鋼鐵工業的現代化進程。

1、智能化控制與先進控制相結合

所謂的智能化控制就是在操作員操作過程中，只要在控制系統中輸入相應的數據就可以完成整個操作，前提只需要掌握設備的操作方法即可（目前新鋼的冷軋連退線就是如此）。智能控制技術在鋼鐵工業中得到了廣泛的應用，并且發揮了顯著的效果。而在先進控制的推動下，智能控制得到了進一步的提升，兩者較好的結合在了一起。在實際工作中進一步的向工程化方向發展，使 PLC、DCS 系統充分發揮其控制系統價值與功能潛力。

2、重視開發和應用現場總線控制儀表

實現自動化系統與現場設備智能化連接，是由現場總線來實現的，通過現代化數字通信技術直接擴展到現場級儀表，現場智能儀表再接收來自DCS 系統百分之六十至百分之八十的控制功能，進而構成了現場總線控制系統FCS。它使得控制系統的安全性可靠性進一步提高。在鋼鐵工業中，我們要重視對現場總線控制系統的應用及開發，讓自動化儀表的功能優勢充分發揮出來，研究現場自動控制儀表同有關系統的實際應用策略，制定出符合鋼鐵工業發展的實用性方案。

3、積極發展過程控制系統

在實際的鋼鐵自動化技術中，將會采用新型的數據融合技術、傳感器技術以及數據處理技術等大量先進的高科技技術，而且在鋼鐵的生產全過程中，將產品質量監督、環境保護監控以及物流跟蹤等多個方面納入考慮范圍之內，實現鋼鐵行業生產的全監控，其中主要包括生產過程中原材料的質量、鋼水的純度、熔渣的成分以及溫度的檢測與控制，當然也不能夠忽視對生產過程中所產生的一些固體廢棄物的檢測。

4、自動化與信息化相結合

鋼鐵工業自動化從原來的熱管理與單參數自動控制系統開始，不斷的進步，經歷了EIC一體化系統、AOL系統、多級計算機系統等，現代鋼鐵工業的自動化運用的是CIMS結構的多級分層計算機系統。CIMS體系結構有6個層次結構，5級體系結構在自動化流程中有很大的推動作用，但是它不利于生產過程中能源的節約與設備的在線控制，很難大量推廣。所以，近幾年推出的PCS3及結構體系，利用財務分析決策為核心對企業資源技術進行整體的優化。近幾年由于市場競爭激烈，在加上信息技術的發展與全球化經濟的發展，鋼鐵企業的自動化發展正在向生產-物流-銷售一體化方向發展，同時結合先進的衛星監視系統，以Web智能技術為發展前提，充分運用互聯網資源，實現自動化系統的進一步發展。

五、結束語

綜上所述，隨著近年來科學技術的快速發展，各個領域中的設備、技術及理念都在不斷發生變化，此時電氣工程順應了時代的發展，在鋼鐵工業生產及人們的生活中扮演了非常重要的角色，發揮了至關重要的作用。但是其中始終存在一些問題，這種情況下就需要不斷加強針對電氣工程及其自動化技術的研究力度，促進技術水平的提升，這樣才能更好的促進整個電氣工程的持續發展。

參考文獻

[1] 朱愛珠，黃菊紅，徐平原.淺談電氣自動化控制設備的可靠性測試[J].科技資訊，2014（08）88-89.

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中圖分類號： TM642+.2 文獻標識碼： A 文章編號：

一．引言。

所謂的智能電器，就是將電力電子、數字信號處理、電磁兼容、數控制造、傳感器、現場的總線局域網、計算機及動態模擬仿真，加入新材料和新工藝，和現場的質量監控技術進行有機結合而產生的新一代具有智能化的電器。隨著我國微電子技術的快速發展，各種微處理芯片和各類通訊協議芯片、電流傳感器、電壓及功率電子器件等技術得到迅速提升，通過各種組合，將智能電器嵌入到低壓電器中，而成為網絡化、智能化和小型化的具有穩定可靠，節能環保，安全有效的新時代電器。

二.智能電器的發展及應用

我國智能電器的發展已有20多年的歷史，從開始的引進、仿制和消化吸收到自主創新，其控制器的性能和斷路器的極限分斷能力已與國外的品牌產品一樣，有些指標已超過國外同類產品。1000V以下的低壓電器智能化程度較高，3kV、6kV、10kV、24kV和35kV中壓電器智能化速度較慢。而110kV、220kV、330kV、500kV、750kV和1000kV高壓電器由于傳感器技術、電磁兼容和可靠性等方面因素，智能化水平更低一些。本文所述的智能電器主要是指1000V以下（含AC230V、400V和690V）低壓電器。

目前國內低壓配電柜中使用較多的智能電器主要有：智能框架斷路器（簡稱ACB）、智能塑料外殼式斷路器（簡稱MCCB）、智能漏電斷路器（簡稱RCCB，又稱剩余電流斷路器、零序電流斷路器）、智能雙電源自動切換裝置（簡稱ATSE）、智能無功功率自動補償控制器（簡稱JKG、JKF、JKL和JKW）、智能數字儀表系列、智能電動機保護器、智能軟起動器、變頻調速器、智能型接觸器、智能型CPS、智能型微型斷路器和智能型防爆電器等。

智能框架斷路器（簡稱ACB）。ACB是低壓配電柜中的主開關或分支開關，我國年用量約65萬臺，全部是智能型的。它具有過載長延時反時限保護，短路短延時、短路瞬時保護，單相金屬性對地短路保護，中性極保護，負載監控保護，區域聯鎖選擇性保護，MCR（合閘短路開斷保護），缺相及三相電流不平衡保護，過電壓、欠電壓、失電壓和三相電壓不平衡保護，需量電流、需量功率保護，過頻、欠頻及逆功率保護等。

隨著建筑電氣的發展和智能電網的建設,擁有智能化功能的低壓電器越來越受住宅配電系統供應商重視。,在南京舉辦的第二屆中國國際電工電器裝備博覽會上,就有很多智能化的低壓電器產品亮相。法泰電器(江蘇)有限公司展出的FTB1帶選擇性保護小型斷路器.就是智能低壓電器的典型代表。FTB1由法泰電器、上海電器科學研究所等聯合開發.具有完全自主知識產權。該產品屬于第四代低壓電器.填補了我國低壓終端配電系統在選擇性保護領域的空白.不僅分斷能力高、產品體積小.而且具有選擇性保護、智能化通信功能.能滿足智能樓宇和智能終端配電回路系統的使用需求。同樣具有智能化功能的還有百利特精電氣股份有限公司研制的VW60新一代智能低壓框架斷路器。VW60萬能式低壓斷路器產品具有體積小、短路性能強、操作機構新穎和現場總線技術水平高等特點。該產品的成功開發.可促進智能化低壓配電與電控成套開關設備的發展，從而推動配網智能。

四.智能電器在低壓配電自動化中的應用。

1.低壓電器。

傳統的開關電器無法滿足現代化控制與配電系統的需求，限制了現代化控制與配電系統的發展。隨著電力系統自動化程度的不斷提高，對開關電器提出了高性能、高可靠性、小型化、多功能、組合化、模塊化、智能化的要求。

電器智能化技術幾乎是與微機技術(特別是單片微機控制技術)、微電子技術、計算機網絡和數字通信技術同步發展的。早在20世紀70年代末和80年代初，從世界上第一片8位單片機問世起，西歐、日本和美國就開始研究通過超大規模集 成電路技術，把單片機及其所需電路芯片制成可與電動機供電電器相結合的專用集成電路IC (Integrated Circuit)芯片，替代體積龐大的繼電器控制電路，完成電動機起動、控制和多種保護功能。日本和美國在20世紀80年代中期將這種產品成功推向市場，開發出第一代智能電器產品—單片機化電動機多功能保護裝置。

在智能電器發展初期，對智能電器的定義曾有過一個很不確切的認識，即“微機控制+開關電器”就是智能電器。從大多數智能電器元件和成套設備的硬件結構看，它們確實主要包含這兩部分。把這類產品稱為智能電器的實質是因為微機控制和現場各類參量的數字處理技術的應用，使這類產品具有了自動識別有無故障及故障類別的能力，并能根據現場情況控制開關電器的操作機構進行不同的操作。

2.智能低壓電器的優點。

智能低壓電器具有五大優點：

一.普通配電電器會使配電系統產生高次諧波，而智能配電電器能夠消除輸入信號中的高次諧波，從而避免高次諧波造成的誤操作。

二.智能過載保護電器可以保護多種起動條件的電動機，具有很高的動作可靠性，如電動機過載與斷相保護、接地保護、三相不平衡保護以及反相或低電流保護等。

三.智能保護繼電器具有監控、保護和通信功能。

四.智能電器可實現中央計算機集中控制，提高了配電系統自動化程度，使配電、控制系統調度和維護達到新水平。

五.智能電器采用數字化新型監控元件，使配電系統和控制中心提供的信息最大幅度增加，且接線簡單、便于安裝，提高了工作可靠性。

3.應用。

（1）低壓電器基本智能化技術。

目前,智能化低壓電器基本含義主要包括以下功能,保護與控制功能齊全,兼有電參數測量,外部故障檢測、報警和開關內部故障自診斷與報警,系統運行狀態監控,電能使用管理等功能(或其中一部分功能)。

(2)智能配電系統過電流保護新技術。

當配電系統發生非正常過電流時，低壓電器應及時斷開。為了使故障停電限制在最小范圍，低壓電器應有選擇性斷開。即故障級保護電器迅速切除故障電路上級保護電器不跳閘，這對智能電網尤為重要。

（3）智能電網過電壓保護技術。

由于智能電網中大量采用網絡化、信息化技術及相關設備，這些設備中含有大量電子器件，相當一部分設備本身就是電子化的。它們容易受雷電和系統中其他開關設備操作過電壓傷害。另外智能電網中必然包括分布式新能源系統，這些系統無論是發電設備還是控制設備同樣易受過電壓傷害，因此智能電網過電壓保護尤為重要。

五．結束語。

目前，我國國產的低壓智能電器還存在許多問題亟待解決，通過繼續研發新產品，深入技術研究，拓展低壓電器領域，利用新型能源技術，積極開發新能源配套的電器和控制系統，在保證產品可靠性的基礎上，逐步完善產品功用，實現智能化、網絡化。

參考文獻：

[1] 方祥 王成多 陳棟智能電器在低壓配電自動化中的應用 [期刊論文] 《建筑電氣》 -2011年8期

[2]翟成亮 智能電器在低壓配電自動化中的應用 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2013年10期

[3]魏方興 閔忠海 WEI FangxingMIN Zhonghai 現場總線在智能建筑配電自動化子系統中的應用 [期刊論文] 《低壓電器》 ISTIC PKU -2008年22期

[4]鄧健 智能配變監控終端的設計 [學位論文]2009 - 華中師范大學：電路與系統

篇（9）

作者簡介：朱培逸（1980-），男，安徽潛山人，常熟理工學院電氣與自動化工程學院，講師；徐本連（1974-），男，江蘇鎮江人，常熟理工學院電氣與自動化工程學院，副教授。（江蘇常熟215500）

基金項目：本文系常熟理工學院教研教改項目“大電類專業實踐教學體系平臺設計與研究”（JX11012104）的研究成果。

中圖分類號：G642     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）13-0017-02

根據常熟理工學院電氣與自動化工程學院自動化專業培養卓越工程師計劃的標準，以個人發展和行業企業需求為導向，以自動化專業所需的工程技術為主線，以企業工程項目為背景，遵循企業開發實際項目的要求，以增強學生的工程實踐能力、設計能力和創新能力為核心，改革、整合和優化現有的課程體系，以滿足培養復合型、高素質、滿足未來需要的優秀工程型人才的需求。[1-3]從提高人才培養質量、實現培養標準的角度，在堅持人文精神與科學精神融合、通識教學與專業教育整合、個性培養與社會責任并重的同時，著力推動基于問題的學習、基于項目的學習、基于案例的學習等多種研究性學習方法，加強學生創新意識和創新競賽訓練，“真刀真槍”做畢業設計，從而進一步提高學生能力和素質的培養，充分發揮課程教學在卓越工程師培養中的重要作用。[4，5]本文將介紹實踐教學、創新教育、國際化教育和校企合作培養模式等方面的探索實踐。

一、加強實踐教學

常熟理工學院自動化（智能低壓電器技術）專業“卓越工程師教育培養計劃”堅持聯系工程實際，強調以智能低壓電器行業為背景，通過學生在本科四年學習期間的專業認識實習、專業課程群實踐、專業綜合性工程實踐和畢業設計四個環節進一步加強實踐教學。通過專業認識實習建立智能低壓電器領域的整體概念，以各生產車間現場輪流實習、集中講解、個人調研等形式完成實習，使得學生了解智能低壓電器、智能低壓電網供配電系統等電氣技術對工農業生產及社會生活的影響和作用；了解智能低壓電器、智能低壓電網供配電系統的工作原理、基本結構與組成、生產工藝與組裝流程等；重點了解智能型低壓電器、智能低壓電網供配電系統生產過程、技術工具、系統架構、管理規范、實施過程、電氣技術及應用系統的發展趨勢等。專業課程群實踐主要是與專業課程知識密切相關的企業學習階段，通過結合生產實際，系統學習自動化（智能低壓電器技術）專業的企業核心課程群即智能低壓電器技術課程群中的低壓電器設計與制造、智能電網供配電系統、運動控制系統、現代電力電子應用技術四門課程；課程的理論部分由相關企業導師進行講解，結合課程的理論學習所進行的現場參觀、考察、講解和操作，使學生驗證、理解并掌握課程理論的內容，提高學生應用理論解決實際工程問題的能力。同時增加專業綜合性工程實踐，通過采取跟班工作或頂崗工作方式讓學生了解智能低壓電器產品的設計、制造和檢測等過程，掌握工程研發過程管理及文檔編寫，全面提高學生工程意識、創新意識等。畢業設計環節是實踐教學改革最為關鍵的部分，要求學生能結合企業的實際工程問題進行有針對性的工程研究與實踐，畢業設計的題目和內容由校內導師與企業導師共同制訂，設計指導采取雙導師制，在企業完成；畢業設計要求學生獨立完成，通過設計、畢業論文的撰寫和答辯過程使學生具備綜合運用所學理論知識和工程技術與解決實際問題的能力，獨立完成具有智能低壓電器行業背景和實際應用價值的畢業論文，使學生運用知識的能力和解決工程實踐問題的能力得到顯著提升。

二、注重創新教育

卓越工程師創新教育就是以培養學生的創新精神和實踐能力為基本的價值取向，就是以實現學生的全面發展和培養創新型人才為主的教育；就是增強學生銳意進取、開拓創新的精神，使學生形成創造性的思維和能力，具有堅強的意志、持久的毅力，具有求真務實的科學態度和科學精神；就是培養學生善于發現問題和解決問題的能力；就是培養學生善于質疑、樂于動手、勤于實踐的意識和習慣，提高實踐操作能力；就是培養學生能夠參與生產經營、推動技術進步的實踐，促進科技成果向現實生產力轉化的能力，能夠適應和支撐產業發展，掌握過硬實用技能，具有較高科學文化素質的工程人才。[6]注重創新教育，抓住關鍵環節，掌握其內在規律，才能取得理想的效果。首先，培養創造型人才的關鍵是要有創造型教師，因此，對教師進行創新教育要加強教學團隊和專業平臺建設。通過在教學團隊和專業平臺上精心設計教學內容，提高教師的創造能力，譬如自動化（智能低壓電器技術）專業的核心課程群（即智能低壓電器技術課程群中的低壓電器設計與制造、智能電網供配電系統、運動控制系統、現代電力電子應用技術四門課程）在教學內容上拋棄了傳統的教學內容，完全采用基于工程背景的方式來編寫教材，將傳統教材中的原理描述融合到工程問題、工程案例和工程項目中，將課程理論的講述直接搬到企業的工程現場，派工程經驗豐富的企業導師和實踐能力較強的校內導師共同講解，將以前學生感覺工程原理和工程實際完全脫鉤的現象徹底扭轉。其次，還要加強創新教育的課程和內容，增強學生學習的興趣，利用課程知識運用所產生的社會價值激發學生濃厚的學習興趣和強烈的創新激情。樹立以人為本的教育理念，注重學生的個性發展。因此卓越計劃教育不僅要培養學生的創造才能，更要注重學生的個性和志向的發展，做到愛護、尊重和激發學生學習的主動性、積極性和獨立性，讓每個學生的個性和潛能得到更大的發展。再次，需要加強教學方法的創新。在教學方法方面，凡教學內容與生產實踐關系密切、工程知識密集的課程，如智能低壓電器技術專業課程群所涉及的課程（現代電力電子應用技術、低壓電器檢測技術、低壓電器制造過程控制工程、計算機控制技術、電網供配電系統組態軟件及其應用等），以工廠、車間、工段、生產線、單機設備等為教學背景，或結合工廠實際講授，或在企業培訓期間對相關課程的內容進行強化。通過自學、討論、設計、研究、訓練和競賽等方式設置能力培養型課程。以課程設計類的大作業替代部分作業和考試，進行基于問題、基于項目、基于設計的教學，增強學生的工程設計能力和工程知識運用能力，改革課程的考核方法。考核方式應該使學生由評價的客體轉變到評價的主體，增加學生課堂學習的主動性和參與實踐的積極性，充分發揮學生的學習自。最后，作為卓越計劃的最后一個環節――畢業設計不僅要求畢業設計的內容形式上注重其創新性，同時還可以檢驗卓越計劃的效果。畢業設計要求結合企業的實際工程問題進行有針對性的工程研究與實踐，畢業設計的題目和內容由校內導師與企業導師共同制訂，設計指導采取雙導師制，在企業完成。畢業設計要求學生獨立完成，通過設計、畢業論文的撰寫和答辯過程使學生具備綜合運用所學理論知識和工程技術與解決實際問題的能力，獨立完成具有智能低壓電器行業背景和實際應用價值的畢業論文，使學生運用知識的能力和解決工程實踐問題的能力獲得顯著提升。

三、強調國際化

“卓越工程師教育培養計劃”樹立了“面向工業界、面向未來、面向世界”的工程教育理念，因此要加強學生國際化的培養。[4]首先，課程體系的國際化。一方面培養學生能在國際化和多元文化的社會工作環境下生存的能力；另一方面吸引外國留學生到本校學習，他們的參與對本專業學生和教學過程都有益處。通過設置與國際接軌的課程體系和教學內容，提高課程國際通用程度，實現課程的精品化、國際化與網絡化，從而提高學生應用外語來學習和掌握學科專業先進知識的能力。其次，語言學習國際化。為學生提供國際化的語言學習環境，采用前兩年分級模式的英語課程、后兩年自主選修提高層次的英語課程，輔以英語專題實訓、競賽等課外活動實現外語教學四年不斷線，因材施教，使不同水平基礎和不同發展需求的學生的英語水平和能力得到發展，具備外語交流的可持續發展能力。同時積極組織學生參與國際交流、到海外企業實習，拓展學生的國際視野，提升學生跨文化交流、合作能力和參與國際競爭的能力。最后，教師隊伍國際化。積極引進國外先進的教育資源和具有高水平國際知識、經驗的工程教師，提高師資隊伍的國際化水準，一方面可以通過增加教師出國訪問進修的人員比例以及到國外進行學術交流的人數，另一方面邀請知名學者、專家來校進行訪問和舉辦講座，聘請著名學者為客座教授或高級訪問學者等措施，使教師構成呈現國際化的特征。[7，8]

四、注重企業參與

“卓越工程師教育培養計劃”實行3年校內的系統理論學習、1年校外的企業工程實踐的人才培養模式，因此企業的參與是該計劃的關鍵。首先，專業認識實習階段將以企業的各個生產車間現場為主題，輪流實習、集中講解、個人調研等形式完成實習，企業將為學生認識階段的學習提供場地――企業的生產車間，提供學習的對象――企業生產的產品以及講授的老師――企業提供具有豐富實踐經驗的企業導師，學生通過聽取企業文化教育專題報告、參觀企業產品展示中心、到企業各生產車間現場實習與輪流調研、網上調研與查找資料等方式，增加對自動化（智能低壓電器技術）專業的認識。其次，針對智能低壓電器技術課程群教材的編寫，我們將充分發揮企業導師實踐經驗豐富、校內教師歸納、概括能力較強的優勢，結合企業的工程問題、工程案例和工程項目編寫出版《低壓電器設計與制造》、《智能電網供配電系統》、《低壓電器檢測技術》、《低壓電器制造過程控制工程》、《電網供配電系統組態軟件及其應用》等教材，而且課程的理論部分也由相關企業導師進行講解，結合課程的理論學習所進行的企業現場參觀、考察、講解和操作，使學生驗證、理解并掌握課程理論的內容，提高學生應用理論解決實際工程問題的能力。再次，專業綜合性工程實踐環節采取跟班工作或頂崗工作方式讓學生了解智能低壓電器產品的設計、制造和檢測過程；通過參與企業實際項目完成規定的實踐環節學習。在企業進行專業綜合工程實踐過程中安排具有工程師資格的現場人員做指導教師，鍛煉學生的專業綜合應用能力。最后，畢業設計環節也是結合企業的實際工程問題進行有針對性的工程研究與實踐，設計指導采取校內導師與企業導師雙導師制，在企業完成。整個學習過程中，企業將全程提供場地并且通過向學生展示或學生參與智能低壓電器領域相關產品的設計、制造、檢測、調試、維護、系統集成、管理等過程。同時，從實習單位聘請一批穩定的、經驗豐富的工程師擔當學生在企業學習階段的指導老師，其中包括企業實習教師、企業授課教師和企業導師。企業實習教師承擔學生企業實習環節的指導；企業授課教師承擔在學校內或企業中的課程教學、專題講座等；而企業導師主要負責學生的日常學業指導和學生的畢業設計（論文）指導，進行學生實踐能力的培養。企業導師一般為企業有豐富工程實踐經驗的工程技術人員，在企業學習階段實行校內導師和校外導師指導的雙導師制，在企業學習過程中通過學校教師、企業相關技術人員授課，學生現場學習，通過認識實習、專業課程群實踐、專業綜合性工程實踐和畢業設計四個環節參與企業的生產、工程項目和科研實踐。

參考文獻：

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[3]林健.“卓越工程師教育培養計劃”專業培養方案再研究[J].高等工程教育研究,2011,(4).

[4]林健.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準研制[J].高等工程教育研究,2010,(4).

[5]袁劍波,鄭健龍.工程實踐能力:培養應用型人才的關鍵[J].高等工程教育研究,2002,(3).

篇（10）

1 引言

隨著電力系統自動化程度的不斷提高，建筑物供配電的自動化程度也逐漸得到加強。建筑物供配電作為電力系統的一部分，是負責終端用戶的最近部分，因而建筑物供配電服務質量的高低直接影響著電網服務質量的高低。建筑物配電網的監控系統能夠將建筑物線路參數遠傳到監控中心，有效監視供配電情況與電能使用情況。在出現故障后，監控中心能夠及時做出決策，遠動某些現場設備，減少事故影響的面積。可見，線路參數的準確獲取，開關控制量的準確交互是監控系統正常、有效運行的基礎與關鍵。

本論文主要針對建筑物變配電特點對其智能化變配電工程進行設計與應用方面的探討，以期從中能夠找到合理有效可靠的變配電設計方法與模式，并以此和廣大同行分享。

2 智能變配電系統概述

提高供電可靠性、檢測和改善電能質量、提高配電系統的運行經濟性、減少和縮短設備檢修和停電時間和范圍、優化網絡結構和無功分配、提高整個配網的管理水平和計算機應用水平，提高工作效率，用技術手段改善用戶服務水平，提高服務質量，提高企業的現代化管理水平，為領導的科學決策服務。

根據高低壓供配電系統的特點，提供多種風格系統操作界面及符合行業規范的軟件功能模塊；具有實時數據采集、一次接線圖顯示與操作、參數設置、事件報警/記錄遙控閉鎖操作、曲線/棒圖、統計分析、報表打印等。針對低壓配電系統回路多、柜型復雜的特點，提供模塊化的多級樹裝圖形菜單及形象化的各種抽屜柜/固定柜一次系統圖界面；同時提供電能分類管理、故障智能分析設備維護計劃、負荷分析、設備檔案等功能模塊。

現場總線是近年來自動化領域中發展很快的互連通信網絡，具有協議簡單開放、容錯能力強、實時性高、安全性好、成本低、適于頻繁交換等特點。目前，國際上各種各樣的現場總線有幾百種之多，統一的國際標準尚未建立。較著名的有基金會現場總線(FF)、HART現場總線、CAN現場總線、LONWORKS現場總線、PROFIBUS現場總線、MODBUS、PHENOIX公司的INTERBUS、AS-INTERFACE總線等。

智能化配電系統就是通信網絡把眾多的帶有通信接口的中、低壓開關和控制設備與主計算機連接起來，由計算機進行智能化管理，實現集中數據處理、集中監控、集中分析和集中調度的新型配電系統。智能化配電系統一般由主計算機、通信網絡、智能化開關和控制設備三部分組成。

3 建筑物智能變配電工程智能設計

3.1 智能變配電系統總體架構

系統的設計思想：整個系統采用分布式控制，分為上、下兩層：上位控制機(上位機)和下位控制單元(下位機)。下位控制單元，即以MSP430為核心的電表單元，它對各種信息進行實時采集。上位機可以主動地向下位控制單元請求數據和發送命令，并完成對系統參數的記錄、各儀表信息的記錄、報警信息的記錄、報表的生成打印等數據庫的管理。上位機和下位控制單元之間是通過PROFIBUS總線相連。

由于智能從站節點是PROFIBUS-DP網絡的一部分，因此，總線系統軟件分為主站軟件、智能從站軟件和監控軟件三個部分。PROFIBUS-DP網絡是引進Siemens公司的成套設備，一類主站S7-300和S7-400使用Siemens公司提供的創建可編程邏輯控制程序的標準軟件STEP7，使用梯形邏輯圖進行軟件編制。監控軟件使用Siemens公司的支持分布式系統結構的監控軟件SIMATIC WinCC。智能從站節點的中央處理器是INTEL系統的單片機MSP430，采用單片機C++高級語言。

3.2 智能變配電系統電氣硬件的選擇

3.2.1 變壓器的選擇

（1）變壓器臺數的確定

變配電工程中，變壓器臺數的選擇與供電范圍內用電負荷大小、性質及重要程度有關。

①有大量的一、二級負荷，負荷達到200kw以上，選擇兩臺變壓器；

②三級負荷一般選擇一臺變壓器，負荷較大達到100kw以上時，選擇兩臺；

③季節性負荷或晝夜負荷變動較大，依據最大負荷，按以上方式確定變壓器臺數；

④有較大的沖擊負荷，可單獨設變壓器為其供電。

（2）變壓器容量的確定

①單臺變壓器時，其額定容量SN應能滿足全部用電設備的計算容量SC，并考慮負菏發展保留一定的冗余，應滿足SN≥(l.15-1.4) SC；

②兩臺變壓器且任一臺變壓器單獨運行時，其容量應滿足SN=(0.6-0.7) SC；同時應滿足全部一、二級負荷SC(I+II)的需要SN≥SC(I+II)；

③單臺變壓器容量一般不大于1250kVA-2000kVA。

3.2.2 開關電器的選擇

開關電器主要包括斷路器、熔斷器、隔離開關和負荷開關，其選擇即要保證開關電器正常時的可靠工作，還應保證系統故障時能承受短時的故障電流，同時應滿足不同的開關電器對電路分段能力的要求。具體選擇原則如下：

（1）正常條件下，開關電器額定電壓UN及其裝設處額定電壓UWN應滿足UN≥UWN；

（2）正常條件下，開關電器的額定電流IN及其裝設處的計算電流IC應滿足： IN≥IC；

（3）動穩定校驗，開關電器極限通過電流峰值Imax及安裝處三相短路沖擊電流Ish滿足：

Imax≥Ish；

3.2.3 導線的截面選擇

導線截面選擇過大不僅會增加有色金屬的消耗量，還會增加投資；截面選擇過小，則導線中的電壓和電能損耗加大，使電能傳輸質量和運行經濟性變差。其選擇應符合如下條件：線纜應滿足正常負荷下的長期運行條件；應能承受故障時故障電流，尤其是短路電流；應滿足線路電壓損失的要求；應滿足機械強度的要求；應考慮線路的經濟運行。

通常導線截面可以按導線載流量、電壓損失、短路熱穩定校驗及經濟電流密度進行選擇。對于中壓線纜，由于距系統較近，其主要問題是熱穩定問題，因此一般用熱穩定條件來確定導線的截面；對于低壓線纜，其負荷電流相對較大，線路的主要問題是能否長期承受工電流，故一般按導線載流量條件選擇截面；對于負荷電流小，但傳輸距離長的線纜，通常按電壓損失作為選擇導線截面的條件。

4 結語

建筑物變配電系統目前已經成為了建筑電氣工程系統設計與施工的主要內容，隨著電力電子技術的發展，智能變配電系統已經成為了建筑物變配電工程設計的主流，本論文針對當前智能變配電工程的發展趨勢，詳細分析探討了智能變配電工程的體系架構及其硬件系統的選型設計，對于進一步提高建筑物變配電系統的智能設計與應用水平具有一定借鑒意義。

參考文獻：

[1]豐海濤.電力網監測系統設計[D].山東:山東科技大學,2007.

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PLC技術從概念上來講是一類利用編程控制的技術，把PLC技術使用到編程中，將其貯存在內儲存器中，然后幫助內部程序進行儲存，再根據用戶發出的指令進行有邏輯性的計算。此外，PLC技術可以被用于專門軟件系統中來進行其他方面的工作。這是由于PLC技術的控制工作指令排序對各類數據進行掃描分析，再統一處理，隨后將運行結果利用控制信號的方式實現傳遞。通常來講，CPU可進行循環執行?？墒牵瑢LC技術應用到電氣工程及其自動化控制中，會讓接線量的使用次數急劇減少，因為在運用PLC技術時接線端口所需的輸入端口和輸出端口有限。利用PLC技術進行工作時，其工作線路會使用數學形式存儲到PLC中，其中只要PLC發生任何變化，其存儲器的程序可進行更改，從而實現穩定控制的目標。

在電氣工程及其自動化控制中使用PLC技術的原因和表現

使用PLC技術的原因將PLC技術應用到自動化控制中，讓電氣工程及其自動化控制得到了很大發展。在控制工作開展中也獲得了相應的優勢。這主要是由于編輯邏輯控制器所具備的功能特點來實現的。編輯邏輯控制器具有很多優點，包括抗干擾能力強、使用方便、適應能力強、功能性能突出以及維修保養方便等?？垢蓴_能力強是因為編輯邏輯控制器使用的軟件代替了傳統的繼電器控制系統所控制的各種繼電器，替代后的軟件使系統運行時出現故障的頻率大幅降低，因此讓PLC技術的抗干擾能力更加突出。利用PLC技術的抗干擾能力可幫助軟件進行自我檢測和故障檢測，一旦發現故障問題，還可利用PLC技術檢測故障源頭，從而及時對故障進行排除，保障繼電器的正常運行。其適應性能力強可主要表現在硬件裝置的各類特征上，利用PLC技術的產品設備都可進行標準化格式設置，因此，用戶可在使用過程中根據自身需要來對設備的各項性能和強度進行適應性配置。功能性增強是為了電氣工程及其自動化控制中讓機器設備間的各項要求符合標準，讓復雜的控制性工作變得更加簡便，從而減少任務量，利用PLC技術中的編程，從而實現編程語言更加簡明扼要。

在電氣工程及其自動化控制中使用PLC技術的表現

將PLC技術使用到電氣工程及其自動化控制中，可以展現其強大的功能特性，包括模擬控制、邏輯控制、數據處理控制等相應的能力，在電氣自動化上面使用PLC技術，其運用主要包含兩個部分，即開關量控制和順序控制。在推進發展電氣工程及自動化控制的全過程中，PLC技術的有效利用有利于邏輯控制能力的實現，可以將其用于全面提高自動控制系統的工作能力。在PLC技術的基礎上，利用其技術優勢來幫助彌補手工操作出現的錯誤和各種缺陷。在電機工程繼電器控制中使用PLC技術，還可幫助順序控制器實現正常工作。其主要可分為遠程搖桿、主站層和現場控制等三個部分，還包括電氣工程及生化控制中所需的數據處理問題，相應控制工作也需要在PLC技術的支持下變得更加可靠。總的來說，PLC技術能夠對繼電器數據分析過程中出現的錯誤進行彌補，幫助提高使用效率，從而加強其運用成效。

在電氣工程及其自動化控制中使用PLC技術的發展態勢

將PLC技術使用到電氣工程及其自動化控制中已經成為是目前發展的必然走向。當前，社會科技水平和信息化技術的飛速發展，使得PLC技術在機械制造工藝上使用計算機技術也成為今后發展的重點。利用PLC技術的優點，在電氣設備的智能控制、儲存容量和運算速度等方面加以優化和鞏固。根據現代化科學技術的發展速度，今后PLC技術在電氣設備中的使用會更加完善和先進，其產品規格的發展也會更加完善和齊全，與現代化的實際生產要求是完全符合的。隨著PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的日漸普及，可以幫助電氣設備的應用水平進一步增強，讓智能化技術更加完善和提高，讓設備使用的效果更加科學合理，在PLC技術的使用下，不同電氣設備的控制更加先進。根據我國目前的發展狀況來看，將PLC技術應用到綜合型電氣設備控制系統中是其他任何技術無法取代的。PLC技術作為其核心技術，正在不斷向著集成化、智能化、信息化、安全化、小型化的方向探索發展。例如，利用PLC技術進行計算機集散控制系統的優化就是其成功案例，這一案例讓PLC技術的發展與應該和計算機系統實現有效結合，從而讓電氣設備自動化技術的控制效果更加明顯。