电气工程和集成电路的关系篇1
关键词：集成设计选型校验系统模型
pivotalwords:integratedDesign,Selectandverifyequipmenttype、ConstitutepowerSystemmodel
一、引言：
在工程电气设计领域中，电力系统的设备选型计算、校验计算无疑是最复杂和最烦琐的一件工作。问题复杂性在于电力系统运行的可靠性要求，必须将所有设备：如高压、低压配电设备、变电、输电线缆等设备全部计算选型校验，要考虑各种运行状态下的设备安全可靠运行，短路时可靠动作。由于设备多、回路多、系统复杂、校验项目多，造成了工作烦琐。目前国内尚无模拟电气工程师思路进行自动选型、校验计算的软件，以代替部分工作，把电气工程师真正从烦琐的计算和绘图中解放出来。我公司最新科研成果------供配电系统集成设计软件正好填补了这一空白。
二、详述：
电气设计的目标
我们只有了解了电气设计最终实现目标才能进行更明确的工作，为了详细说明一个变配电所的所有电气内容，通常需要出的图纸有：
1．1电气主接线图或高压系统图
1．2低压系统图
1．3平面布置图、剖面图
1．4配电柜立面图
1．5电缆清册
1．6设备材料表
1．7电气计算书
1．8二次控制原理图
1．9二次外部线路图
以上图纸中最复杂的图纸，工作量最大的莫过于高低压系统图，因为他们占用的计算工作量大。过去我们也提供一些计算工具软件，但大都是零散的，不系统的，比如负荷计算、电压损失计算、短路计算等，用户对整个系统的认识，一直停留在修改旧图，反复的计算-填写表格-替换设备-删除-复制等低级的劳动中，造成了劳动效率无法大幅度提高。而且由于缺乏整个供-配电系统结构的认识，往往上一级开关调整以后，没有改下一级开关，或上一级开关整定变了，没有跟着调整配线，造成许多前后不对照的错误图纸和问题工程。旧图中大量的图元各自独立并没有共性，所以难以大规模的一次性修改成功。旧图修改重复劳动特别多，反复的重复删除、复制、替换、文字、移动等命令，容易造成笔误。特别是当前工程设计周期被业主大幅度缩短，怎样提高设计、绘图效率就成为了一个关键性的问题。
绘图计算软件的现状
目前国内电气设计软件提供这部分的主要偏向于绘图功能。绘制高低压柜的一次方案，许多家厂商生产的软件都包含了这部分图库。我们绘图主要集中在插入相应的图块进行绘制，然后填写定货图表格。计算则是分开的。
也有个别软件对高低压系统提供了部分计算，但大都是零碎的，不是对系统整体的计算，或是对其中一个回路、某一种负荷类型（如电动机）进行计算，其他回路或负荷类型无法计算，也无法作到上下级配合选型，也没有全面的综合校验电气设备所有技术参数，没有用电需求表，和实际工程需要的设计过程相差太多等等。所以在设计变配电所过程中，大部分工作仍集中在修改旧图，重新计算，选型上。计算机的辅助设计功能没有什么提高。
电气设计的过程分析
选型统一规定
很多设计院在一个工程的协同设计过程中都采用了一种选型方案，比如高压配电柜选用KYn28，低压柜采用抽屉式mnS，主断路器采用Cm1，电缆采用VV系列，等等，这个选型方案在同一工程中都是相同的。也可以应用到下一个工程中。
用电需求定义
水、暖、工艺等上行专业提供的用电需求,主要内容是用电设备的编号，设备名称，安装位置，额定电压，负荷等级，场所属性，负荷性质等对电气设计的要求。
现在随着计算机普及，很多设计院已经使用eXCeL互提资料。
负荷分配
确定配电设备（配电箱、盘、柜）的位置，把每一个负荷分配到配电设备上。
负荷计算
对每个配电设备进行负荷计算。主要采用需要系数法。
分配电中心计算选
分配电中心（如某层的配电间、竖井、或机房的配电间）的配电柜供给下联的配电盘或箱。对这些配电盘、箱、柜进行选型。
变配电中心计算选
变配电中心对分配电中心供电。对变配电中心的所有设备包括母线、高压电缆、高压柜、低压柜、低压抽屉组件、低压出线等进行选型。
短路计算
选型完成以后，查表得出各组件和线缆的阻抗，并设定短路点，计算每个短路点的三相和单相短路电流。
校验计算
对于高低压设备进行短路校验、电压损失校验、电机启动校验以及灵敏度校验等。校验不合适的值，要重新进行选型。直到校验通过。
绘制系统图
根据系统模型，绘制系统图。
排列柜子。
根据平面情况，布置柜子。并绘制立面图、剖面图。
根据柜子布置情况分别调整系统图抽屉柜位置和编号以及进线柜、母联柜位置
回路库和设备库符号库
高低压柜的一次方案是厂家样本提供的。在CaD绘图中要调用这些方案，必须将这些方案组织成一个回路库。每个回路都是由很多组件组成的。这些组件的电气属性（技术参数）则在设备库中定义。符号库是规定了这些组件对应的图例。以上三者在选型绘图过程中必不可少。
为了应对众多的厂家和不同的型号规格产品，我们符号库、设备库、回路库都是开放的。用户可以新增设备系列，新增回路方案等等。
符号库采用新国标图例。回路库和设备库也采用了最流行最先进的高低柜型号，特别是中国建筑标准所出的《统一技术措施电气设备选型卷》和电力出版社出的最新版《工厂常用电气设备手册》上下册以及上下册补充本。
回路库结构中每个回路都可以设定盘内组件的型号规格和数量或额定电流、控制电机功率，这样完全按照样本提供的内容录入，对选型提供了“电子样本”。
统一规定设定
在做某一工程前，由电气专业项目负责人确定的设备选型的基本方案。该基本方案中将所有电气设备划分为供电、输电、配电、用电几类，用户只须对以上设备进行初步选型，确定设备的系列号以及相关参数。其它参数都可以自动选型。
用电需求定义表
用电需求表是用户自行录入的工程中所用到的所有用电设备列表。用户需要录入用电设备的安装位置、名称编号，设备容量，负荷性质等内容。可以从eXCeL中将水暖工艺提来的资料导入该表中，也可以将输入好的用电需求表导出到eXCeL中编辑。安装位置提供了一个很好的管理所有设备的结构，非常直观方便。
系统模型的建立
本软件设计宗旨和最终目标就是要实现电气设计的目标。即绘制出符合要求的图纸。而绘制图纸前就必须建立供配电系统。此前的设计软件都没有提出过集成设计的概念。
4.1所谓集成设计，就是面向供配电系统整体的电气设计，他包括了统一规定初步选型，用电需求表定义，用电负荷的分配，负荷计算、选型计算、短路计算、校验计算等一系列综合复杂的设计过程。它可以建立供配电系统模型，并能详细的列出模型上每个供配电-输电-用电设备的工作（运行）属性、短路属性、电气属性。
任何一个供配电-输电-用电设备都有三种属性，工作属性、短路属性、电气属性。
工作属性是指当前选定的设备的工作电流、设备容量、工作电压、功率因数等情况。短路属性是指当前选定设备的短路阻抗、短路电流等情况。电气属性是该设备的出厂铭牌的电气型号规格和电气技术参数等。
集成设计的流程是：用电负荷被人工添加到配电柜上。然后进行负荷计算，并自动选择配电柜内元件型号规格，选定短路参数可以进行短路校验。如果短路校验不通过，重新进行选型计算。
4.2系统模型的建立：要想实现对变配电所设备的整体选型校验和设计，必须建立整个工程的配电系统模型，才能够实现对所有设备的选校。
一个好的系统模型首先比较直观，操作简单。上手快。组织严密。由于电气系统的树状结构和winDowS资源管理器的树状结构的相似性，我们完全可以利用winDowS资源管理器类似结构的树状系统来搭建一个模型，实现简单的配电系统。
电力系统中最常用的电气连接关系就是串联和并联。所有的复杂的网络最后都可以看成是电气设备串联和并联不断组合搭建成的。从下图中可以看出，树节点上从左到右的组件名称关系就组成一个串联的电路：低压配电室(电源)à电缆à负荷开关à变压器à母线à进线柜……..
从“3母线”节点下面所接的“3母线à抽屉柜2à抽屉柜3à抽屉柜4à抽屉柜5”是母线并联所连的若干个抽屉柜。
这样搭建成的系统模型，具有形象直观、搭建简单、组织严密等特点。完全可以实现变配电所系统设计的所有功能。附图1对应的供配电系统如附图2所示。
附图1
附图2
4.3系统模型的功能
立系统模型是从工程中的配电中心（配电间、配电室）建立。统模型可以直观看到开关柜一次方案图形。以方便选型统模型可以对用电需求进行统一分配。确定所有用电设备的电源位置4、系统模型可以对每个设备都能进行负荷计算。统计总负荷
5、系统模型可以对电源进行全厂负荷统计，和无功补偿计算
6、系统模型可以进行短路计算。短路计算包括无限大容量系统和有源系统的短路计算。搭建的任何模型都可以自动进行计算。短路阻抗数据库可以扩充。
7、模型在负荷计算、短路计算、和初步选型方案基础上进行自动选型计算
8、系统模型选型计算后对参数进行校验计算，包括高低压设备、配电干线等所有设备都可以按照规范要求进行校验。
统模型可以直观的看到配电中心内配电系统上任何一个设备目前的工作电流，短路点短路电流以及设备技术参数情况。10.可以自动输出高低压系统图，主接线图，设备材料表，电缆清册，计算书，和抽屉柜排列图等一系列图纸。完成辅助设计全过程。
软件实现流程图
软件实现过程实际上就是对电气工程师设计过程的模拟和抽象。该流程深入体现了第三节所述的电气设计的全过程，模拟设计思路进行电气辅助设计。
常用设备选型校验方案（部分）压器选型:负荷分配->负荷计算->选型低压母线选型
负荷分配->负荷计算->按正常工作电流选型
效验内容如下：
电机启动压降计算电压损失计算3、过载保护效验
4、热稳定效验
电缆导线选型
负荷计算->按正常工作电流选型
1、效验电压损失：
2、效验经济电流密度：
3、效验热稳定
4、效验过载保护
低压开关选型
负荷计算->按照正常工作选型：1、选择壳架等级电流2、选择脱扣器额定电流3、根据回路保护设置要求，进行短延时，瞬时，长延时三个脱扣器额定电流的选型。
1、效验极限分断能力
2、效验开断电流
3、效验灵敏度
4、上下级配合效验
5、过载保护效验
高压开关选型
负荷计算->按正常工作电流选型1、选择额定电流
效验开断电流或开断容量。效验最高工作电压、效验动稳定、效验热稳定。
10、集成设计软件的优点
1．实现了真正意义上的供配电系统模型，是面向整体电力系统的电气设计软件。不同于以往零散的孤立模块，这样的好处是比较直观清楚的让电气工程师知道每个电气元件在电力系统中的位置，作用，运行状态和短路状态以及所有电气属性等。
i.进行负荷计算、短路计算、选型计算和校验计算。集四大计算于一体，更加清晰明了选型结果。
2．成设计便于负荷调整，回路替换，设备技术参数的修改。并提供一系列智能检测系统，保证前后上下级联关系正确，确保电气回路的参数的正确性。
集成设计便于输出管理电缆表，设备表。
集成设计提供了可扩充的回路库和设备库，完全仿照设备样本，全部开放。用户可增添新设备。
集成设计提供给用户最方便直接的查询功能，点击任何一个系统模型上设备元件，都可以看到该设备的电压，流过的电流，功率等运行情况。也可以看到在该点短路时的短路阻抗，短路电流情况，甚至可以查询其他点短路，在该点的短路电流情况。
集成设计的界面采用资源管理器式界面，只要会windows的人都可以建立一个系统模型。不需要另外增加学习时间。操作也是类似与资源管理器，极其容易上手。
集成设计提供了很多常用供配电设备的选型，校验计算方法。用户可以采用某种方法进行校验，也可以都采用，根据需要进行校验。非常灵活。
集成设计是面对电气设备的cad电气设计软件，不象以前那样需要一点点绘制图块，复制粘贴，电气工程师考虑的只有电气设计需要考虑内容，其他有关绘图的命令和操作和任何线条图元，一概不需要考虑。这才是真正意义上的电气设计专家系统。
集成设计完全参考最新版的电气规范、设计手册、统一技术措施和强制性条文以及最新版电气设备手册。紧跟时代步伐。
三、结论
变配电所的负荷计算、短路计算、选型、校验计算是电气设计中最复杂的内容之一。我们应用Cam/CaD软件辅助设计实现这一专家系统，是电气设计行业一次最初步的尝试，具有重要的历史意义和广阔的实用价值。意味着国内电气设计CaD将突破原来偏重于绘图，而轻辅助设计的趋向，向着更加智能化的电气设计专家系统迈出了可喜的一步。
参考书目：
《工业与民用配电设计手册》第二版，中国航空工业规划设计院等编水利电力出版社
《建筑电气设计实例图册》，北京照明学会设计委员会编中国建筑工业出版社
《工厂常用电气设备手册》兵器部第五设计院编中国电力出版社
《民用建筑电气设计手册》湖南电气情报网编中国建筑工业出版社
《低压配电设计规范》GB50054-95中国计划出版社
《供配电系统设计规范》GB50052-95中国计划出版社
电气工程和集成电路的关系篇2
【关键词】立井；吊盘；控制；改进
公司为了提高立井施工的安全性，逐渐淘汰老旧凿井绞车，现在使用新型JZ2系列凿井绞车，该凿井绞车设计有工作制动器和安全制动器，安全性能稳定可靠。但作为立井施工，所需绞车数量较多，各台凿井绞车独立控制，井上下和各方向联系繁琐，既不便于升降吊盘操作，同时存在各种安全隐患。即便在井口进行集中控制，同样不能解决不用信号联系就能升降吊盘的目的。为此根据实际施工中的具体问题和需求，设计了凿井绞车集中控制电路（集中控制电路如图1所示）。在吊盘下层盘设置吊盘远程控制箱，集中控制吊盘升降的凿井绞车，这样升降吊盘人员就能在第一现场实时操作吊盘升降。该控制方式有效解决了升降和调节吊盘用时多和井上下信号联系不畅带来的不安全因素。现以潘庄回风立井吊盘稳车集中控制线路为例说明其控制特点。
1、控制电路组成
该电路主要由十四个中间继电器、十二个控制按钮、井口信号室脚踏急停开关、矿用隔爆型馈电开关、400a空气断路器（带分励脱扣器）、2p空气断路器、矿用铠装控制电缆等组成。集中控制盘如图2所示，由十四个中间继电器、2p空气断路器、400a空气断路器等组成；吊盘远程控制箱如图3所示，由十二个防爆按钮及矿用铠装控制电缆等组成。
2、井筒电缆固定方式
井筒电缆固定方式一般可采用随吊盘提升钢丝绳固定和井壁固定两种方式，各有利弊。井壁木卡固定方式电缆整齐美观，不损伤电缆，但造价高，必须考虑上盘有空位可容纳，电缆储存在吊盘上，且在井下操作，电缆接长花费的时间多，增加吊盘负载。吊盘提升钢丝绳固定方式：接长电缆速度快，造价低，且在地面操作，安全可靠性高，电缆存放于翻矸台。在潘庄回风立井施工中根据现场情况利用吊盘提升钢丝绳固定电缆的方式固定电缆。
3、控制电路特点
3.1该控制电路用矿用铠装控制电缆连接随吊盘移动的远程控制箱，升降吊盘工作人员操作该远控箱按钮，通过控制中间继电器实现各台吊盘稳车的停止、正转、反转。
3.2为了能灵活调节吊盘，该控制电路既能实现各台稳车的同时正转或同时、反转和停止，又能实现各台稳车的独立正转或反转与停止。为了保证电气设备安全，电路中各正反转回路均进行电气闭锁。
3.3集中控制盘置于井口做成非防爆的，减少了整个控制系统的成本，而远程控制箱（操作控制盘）置于井下，为了满足井下防爆的需要做成防爆型的。
3.4整个控制系统使用的电器元件均为普通常用的元器件，取材容易，购买方便。
3.5系统简单，便于安装，无需调试，造价低。
4、控制电路安全保障
为了保证吊盘及工作人员安全，在电路设计时采取如下措施：
4.1操作吊盘远控箱设计的急停按钮，通过控制ZJ1中间继电器，可使400a空气断路器跳闸，同时使KBD—350馈电开关跳闸，从而断开稳车总电源，实现稳车安全制动停车。
4.2井口信号室安装一防爆脚踏开关，踩下该开关，同样使400a空气断路器跳闸，断开稳车总电源，实现稳车安全制动停车。
4.3把KBD—350馈电开关安装于井口附近，用￠4mm的镀锌钢丝绳连接在馈电开关手把上，钢丝绳通过井口定滑轮随吊盘延伸，遇紧急情况拉动钢丝绳，可使KBD—350馈电开关手动跳闸，断开稳车总电源，实现稳车安全制动停车。
4.4在井口和吊盘各安装一台KBX—102通讯信号装置，可实现无手柄扩音功能，遇紧急情况可把信息快速传递到地面，实现紧急停车。
5、结语
潘庄风井施工、小东山瓦斯管道井工程支护与Dn700瓦斯管安装，以及三水沟瓦斯管道井工程支护与Dn700和Dn1000瓦斯管安装工程，均采用此集中控制电路。通过以上工程实践检验，该吊盘升降集中控制电路充分显示出安全可靠、控制灵活、制作安装简便、造价低的优点，为安全生产创造了良好的条件，节约了大量的施工时间和成本。
参考文献
[1]邢金林，何光荣，张占英.凿井绞车集中控制[J].河南煤炭，1985年4期.
[2]司红祥，胡晓旭，李瑶.pLC技术在凿井绞车集中控制中的应用与研究[J].现代企业教育，2009年24期.
电气工程和集成电路的关系篇3
关键词：电厂电气控制系统总线
0引言
随着我国电力行业的高速发展，DCS的应用也越来越广泛，但DCS主要完成的是汽轮机、锅炉的自动化过程控制，对电气部分的自动化结合较少，DCS一般未充分考虑电气设备的控制特点，所以无论是功能上还是系统结构上，与网络微机监控系统相比在开放性、先进性和经济性等方面都有较大的差距。
1电气现场总线控制系统的监控对象
电气现场总线控制系统的监控对象主要有:发电机-变压器组，其监控范围主要包括发电机、发电机励磁系统、主变压器、220kV断路器；高压厂用工作及备用电源，其监控范围主要包括高压厂用工作变压器、起动-备用变压器等；主厂房内低压厂用电源，其监控范围主要包括低压厂用工作和公用变压器、照明变压器、检修变压器和除尘变压器等主厂房的低压厂用变压器；辅助车间低压厂用电源；动力中心至电动机控制中心电源馈线；单元机组发电机和锅炉DCS控制电动机；保安电源；直流系统；交流不停电电源。
2电气现场总线控制系统的特点
2.1电气参数变化快电气模拟量一般为电流、电压、功率、频率等参数，数字量主要为开关状态、保护动作等信号，这些参数变化快，对计算机监控系统的采样速度要求高。
2.2电气设备的智能化程度高电气系统的发电机-变压器组保护、起动-备用变压器保护、自动同期装置、厂用电切换装置、励磁调节器等保护或自动装置均为微机型，6kV开关站保护为微机综合保护，380V开关站采用智能开关和微机型电动机控制器，所有的电气设备均实现了智能化，能方便地与各种计算机监控系统采用通信方式进行双向通信。另外，电气设备的控制一般均为开关量控制，控制逻辑十分简单，一般无调节或其它控制要求，电气设备的控制逻辑简单。
2.3电气设备的控制频度较低除在机组起、停过程中，部分电气设备要进行一些倒闸或切换操作外，在机组正常运行时电气设备一般不需要操作。在事故情况下，大多由继电保护或自动装置动作来切除故障或进行用电源切换。且电气设备具有良好的可控性，这是因为电气的控制对象一般均为断路器、空气开关或接触器，其操作灵活，动作可靠，与电厂其它受控设备相比，具有良好的可控性。
2.4电气设备的安装环境较好且布置相对集中电气设备大多集中布置在电气继电器室和各电气配电设备间内，设备布置相对比较集中，且安装环境极少有水汽或粉尘的污染，为控制设备就地布置提供了有利条件。
3电气现场总线控制系统配置
每台机组配置现场总线控制系统(fieldbuscontrolsys-tem，FCS)，将机组电气系统的发电机-变压器组、单元机组厂用电系统和公用厂用电系统都纳入FCS，FCS作为DCS的一个子系统，在DCS操作员站实现对电气系统的监控，并通过冗余配置的通信服务器在站控层与DCS进行连接。
3.1网络结构电气FCS采用分层、分布式计算机控制系统，在系统功能上分层，设备布置上分散。网络结构为3层设备2层网方式，3层设备指监控主站层、通信子站层和间隔层，2层网指连接监控主站层与通信子站层的以太网以及连接通信子站层与间隔层的现场总线网。监控主站层由双冗余的系统主机、工程师站、网络交换机和负责与DCS及厂级监控系统(SiS)通信的双冗余通信服务器等组成，通信子站层主要由安装于电气继电器室的多串口通信服务器和安装在各配电室的通信管理机组成，间隔层设备主要包括安装在电气继电器室、6kV开关柜和380V开关柜的智能测控装置、综合保护测控装置、电动机控制器和智能仪表等。通信管理机与监控主站采用双冗余的光纤以太网连接，与间隔层设备可根据设备情况采用profibus，Lon，Can，工业以太网或其它现场总线进行连接，其主要功能除完成对各综合智能测控单元的数据进行管理外，还完成实时数据的加工和分布式数据库的管理工作。公用厂用电系统的站控层以太网独立组网，通过通信网关分别与机组自动化系统以太网连接，共用单元机组的工程师站，并通过软、硬件闭锁手段只能接受一台机组控制系统的操作指令。
3.2数据采集对发电机-变压器组、高压厂用变压器及起动-备用变压器，除少量模拟量信号、高压侧断路器、隔离开关、接地开关位置信号、控制回路断线及允许远方操作信号、发电机-变压器组及起动-备用变压器所有控制量信号采用硬接线直接与DCS连接外，其它监测信号均通过专设的测控装置接入FCS，再以通信方式送DCS。电气专用装置如发电机-变压器组及起动-备用变压器保护、电压自动调整装置(aVR)、同期装置、故障录波、厂用电快速切换、柴油机、直流系统以及交(直)流不停电电源(UpS)系统等均设有通信接口，通过多串口通信服务器接入FCS。
电厂厂用电源分高压厂用工作及备用电源、主厂房低压厂用电源系统和辅助车间低压厂用电源系统，主厂房低压厂用电源包括低压厂用工作和公用变压器、照明变压器、检修变压器和除尘变压器及其380V配电装置等，辅助车间低压厂用电源包括输煤系统、工业废水处理站、翻车机、循环水系统、补给水系统变压器及其380V配电装置等。为与本工程水、煤、灰辅助系统集中控制的思路相适应，辅助车间厂用电源系统均纳入机组DCS监控。针对热控水、煤、灰单独设置控制点的方案，辅助车间380V电源系统也可纳入相应可编程序控制器(pLC)控制。
为使控制系统接线更加简单，对主厂房重要厂用电源如6kV厂用电系统及锅炉、汽轮机、主厂房公用系统等，采用硬接线和现场总线相结合的采集方式，即重要Di信号(如断路器合闸位置、断路器跳闸位置、允许操作、故障)和Do信号(如断路器合闸指令、断路器跳闸指令等)保留硬接线，回路其它所有信息均通过现场总线以通信方式送入FCS及DCS；而对机组不重要厂用电源如检修、照明、电除尘及辅助车间厂用电系统等，取消厂用电电源系统全部的硬接线，完全采用通信方式进行监视和控制。
对单元机组电动机，由于与机组热工系统联系紧密，采用硬接线和现场总线相结合的采集方式，同时，要保留和监控逻辑有关的重要信息，采用硬接线的方式，接入DCS中进行监控。FCS采集的供电气系统分析管理的信息如各保护整定值、故障时电流和电压波形等数据，送入FCS的工程师站进行分析处理，不送入DCS，但可以通过独立的通信接口送入SiS和管理信息系统(miS)。
4结束语
随着电厂自动化水平的不断提高，电气系统采用计算机控制已成为当前设计的主流，控制方式也从单纯的DCS监控逐步向具备故障分析、信息管理、设备管理、自动抄表、仿真培训等高等级运行管理功能的方向发展，由此又推动了现场总线技术在电厂电气控制系统中的应用。将FCS应用到火力发电厂控制过程有利于提高火力发电厂电气系统的自动化水平，节约工程投资，值得大力推广应用。
参考文献：
[1]李虞文.火电厂计算机控制技术与系统[m].北京:水利水电出版社.2003.
电气工程和集成电路的关系篇4
[关键词]电气自动化设计理念融合应用发展前景
中图分类号：tm76文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）33-0352-01
1前言
随着科技的进步和电气行业的快速发展，电气的自动化设计成为电气工程建设发展的必然结果，满足了市场上不断增长的电气应用需求，为电气行业注入了科学理念，提高了电气工程的工作效率和工作质量，是电气工程与时俱进，与新进科技融合的重要标志。
2电气自动化设计理念
2.1集中化设计
由于电气工程中的处理器要对整个电力系统进行集中处理，使得处理器的工作压力变大，影响到处理器的工作效率和工作质量。而在工作人员进行电气监控时，因为需要进行监控的数量太多，导致主机工作迟缓，负担加重，相对应的电缆数量也就增多了，直接是提高了投资成本，间接影响到企业的经济收益。另外，由于长距离电缆的增多，影响到电力系统的稳定性和准确性，造成系统超负荷现象，容易因为不定因素引发安全故障，所以在电力工程中运用电气自动化技术实现集中化监控设计，能够有效减轻同一处理器和主机的压力，提高电力系统的工作效率，加快电力工程的前进步伐。
2.2远程控制
电力工程是一项范围广、涉及面多的项目工程，具有电缆数量多、距离远、难以集中控制的特点，给电力企业的综合管理工作造成一定难度。在电力工程中应用电气自动化设计，使用远程化设计理念，缩短人机距离，减少电缆的使用量，达到节约成本，灵活组态的目的，还能够提高电力系统的安全性与准确性，稳定供电系统，提高企业对电力的管理能力。
3电气自动化在电气工程中的融合运用
3.1电气自动化与继电保护装置的融合
电气工程中的继电保护装置，主要是用于当供电系统突然发生断电或其他意外情况的故障时，立刻向供电总站发出警报，并自动切断线路，保障线路连接设备完整，以免发生重大安全事故的一种保护装置。这里的继电保护装置出现故障，主要有两种表现形式：拒动和误动。拒动故障主要是指当电气系统发生故障或者出现其他意外情况时，继电保护装置无法及时进行断线保护，没有起到对线路的保护作用；误动故障是指当系统正常运转，线路也没有发生故障时，继电保护装置自身发生错误的保护或者传递有误差的信息，使电气系统造成紊乱。当出现这两种继电保护故障时，就可以在继电保护装置中融合电气自动化技术，形成自动化继电保护，对运行中的线路进行实时监测，有效控制电力系统中的参数，掌握用电情况，并与总站相连接，实行远程控制，能够及时发现问题，以防出现线路误跳现象，给用电用户造成不便。继电保护装置自动化除了能够对供电系统进行检测外，也可以对系统内部线路（包括一般线路和特殊线路）和内部装置的情况进行监查，一旦发现异常，自动装置就会自动切断线路，做出具体的保护措施。
3.2变电站的综合自动化
电气自动化技术与变电站的综合系统相融合，使其变成了一个全方位的综合性计算机监控系统，能够将电气的自动化装置、电气信号管理、继电保护装置和电气测量装置等多方面内容进行统一、重组、优化，适时更新技术，使其符合时代潮流和用户需求；另一方面，变电站综合自动化系统可以对变电站站内的通信、线路、设备以及计算机技术利用先进科技（大多为先进的电子金属）进行全面监控，发挥其适时监测、电力测量和控制通信的功能，促进变电站综合系统向集成化、智能化发展，也使得变电站的电力供应更加安全、稳定。
3.3电气自动化与发电厂的分散测控系统的融合
将电气自动化技术与发电厂的分散测控系统相结合，对各种电力设备运行中的相关参数适时报备，随时检查各设备的运行状态是否良好，实现发电厂对生产阶段的控制和检测，从根源上保证产品质量，维持电力工程的正常运行。
4电气自动化在电气工程中的发展空间
一直以来，电力工程发展进步的最佳状态就是能够使电气系统安全、稳定的运行，要做好这一工作，最重要的就是将电气自动化与电力工程相融合，在先进技术的指导下将电气系统中的全部功能更好的发挥出来。电气自动化弥补了传统电气装置的不足和缺陷，能够利用计算机的数字化技术保证工作任务的准确性，对线路的故障或异常情况也能在第一时间发出警示信号，并做出具体应对措施，保证电网的安全、高效运行。另外，电气自动化对监测方式也进行了调整和改进，自动化装置使员工不必时时盯着电力系统的运行状况，也不必轮流值班或在发生故障时通过人工发出报警信号，使用自动化监测大大节省了人力资源，减少了工作人员的工作量，提高了工作效率。
凡事总有两面性，电气自动化虽然在辅助电气系统顺利工作，保障线路正常运行有着技术上的优势，但是当前的电气自动化技术发展不完善，还处于初级发展阶段，在电力工程中的应用也不成熟，难免会出现一些技术上照顾不到的意外状况或电力故障问题，如比较典型的继电保护装置出现保护故障、无法满足电力变电站的任务要求、现代电网无法负荷、电气自动化计算机的内外电压高要求提高投资成本、工作质量不能达到人工服务标准等多种问题，使得电气自动化技术在现阶段不能保证速度与质量的同步提升，影响到电力工程的工作效率和工作质量。现阶段，电气行业还需要在电气自动化技术中的专业技术、主要功效、成本缩减、技术管理、安全防护等多方面加大研究力度，实行进一步探索，完善电力装置，充分发挥电子技术的科学性、准确性、安全性和高效性，保证电力工程安全稳定运行。
5结语
在飞速发展的年代，科学技术和计算机知识已经渗透进人们的日常生活中，电力工程作为一项物质保障基础也融合了知识密集型技术，实现了电气自动化技术，在继电保护装置、变电站综合自动化系统、发电厂分散测控系统等多方面投入应用，减少了电力工程的工作量，在极大程度上释放了人力资源，保障了高工作效率和高准确度。但是当前的电气自动化技术尚不完善，还需要各专业研究人员进行深入探索，克服自动化技术的不足，为电力工程的顺利运行提供更好的服务，满足市场上的电力需求，推动电气行业的发展进步。
参考文献
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电气工程和集成电路的关系篇5
关键词：煤矿；电气自动化；控制系统；应用；策略
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.058
1煤矿电气自动化控制系统的应用结构概述
在实际的煤矿工程运行过程中，要实现整体结构的完整建立，就要针对相应的结构进行集中的控制。整体自动化控制结构是对采煤系统中的相应项目进行集中的监控和操作，从而进行相应数据和信息的收集汇总。主要利用的就是电气系统自身的特质，对整体采煤作业进行实时的控制，并且在实际项目运行中，利用必要的手段保证整体采煤操作的规范化发展，以确保整体采煤工艺流程的准确性以及可靠性。另外，相关人员要对基础煤矿的通风和排水系统进行集中的管控，利用相应的技术手段实现安全指标的达成。对于电气自动化控制系统来说，只有保证在供电系统中进行集中的监测监控，才能规避相应的供电风险，保证整体煤矿供电结构的完整，以及供电系统项目的优化运行。相关管理人员要在经济运行的基础上，实现整体结构的优化配置，利用相应的分配机制，进行资源的科学化分割，从实际落实节约用电的煤矿工程运行理念[1]。
除此之外，相关管理人员也要针对相应的工程机械进行集中的项目管理，保证基础机械在安全使用范围内，有效的规避由于器械造成的工程事故，要根据实际的项目运行情况，选择适宜的煤矿工作器械，以实现整体煤矿作业的安全运行。
2煤矿电气自动化控制系统的优化策略分析
在实际煤矿系统升级的过程中，要对相应项目进行集中化的升级，其中包括基础的工程软件以及硬件。
2.1优化基础煤矿作业的硬件
在实际的煤矿电气自动化控制系统中，硬件设施的运行能保证整体作业的稳定。只有实现基础硬件设计的优化，才能实现实际的安全控制结构。其中包括防干扰设计、输入电路设计以及输出电路设计。
第一，针对防干扰设计。在煤矿基础作业过程中，要针对电气自动化控制系统的硬件进行集中的防干扰设计，才能实现整体运行环境的优化，保证外界环境不会影响基础作业进度。主要的措施在于利用优化设计的硬件布线，集中区分干扰线路，适当的添加外部屏蔽电缆，从而从根本上消除临近线路的不良干扰，并且提升整体线路运行的稳定性以及可靠性。另外，集中落实优化的隔离设计，集中关注变压器的隔离设计，减少干扰风险的同时，提高整体运行环境。也要对硬件的电磁屏蔽进行集中的优化设计，利用外壳接地、防静电处理等措施实现整体抗干扰能力的优化升级[2]。
第二，针对输入电路设计。相关管理人员要针对相应的操作项目，进行应用项目的升级，优化基础输入电路的设计，保证严格控制整体电气回路的输入模式，强化基础操作行为的优化。不仅要对基础电路的负荷能力进行集中的监控，也要做好防短路、防脉冲干扰等问题的处理，有效的避免输入电路的外力破坏。
第三，针对输出电路设计。对于煤矿电气自动化控制系统来说，基础的输出电路设计具有非常关键的作用，因此，在基础设计过程中，要符合基础项目的实际情况，并且按照相应的技术指标进行集中化的管理，保证输出电路的优化设计，能进行集中的项目控制。另外，要保证输出电路在高效率运行节奏中，能实现最佳的抗干扰能力以及电荷负载。
2.2优化基础煤矿作业的软件
在我国，煤矿作业技术的升级正在逐渐强化的过程中，并且开始使用pLC软件技术，能对整体结构和程序进行优化的升级。一方面是基础软件结构的优化设计，主要是针对自动化控制系统的框架设计，保证了整体设计符合基础作业的要求，并且能利用有效的模块设计促进整体软件功能的拓展，也能依据实际的煤矿工程特点，进行及时的项目调整，只有保证基础技术的升级，才能真正实现整体运行目标的达成。相关管理人员要依据煤矿作业的实际状态进行电气自动化系统的模块划分，针对相应的模块制定相应的规范化运行目标，保证标准化的运行，并且利用基础子任务系统，促进整体软件结构的优化运行。另外，相关人员也要对控制程序进行集中的设计，并且主动调试基础运行结构，利用软件的维护手段，促进整体系统的完整运行，并且规避不良的结构漏洞，有目的的调整整体系统结构，实现软件和煤矿作业的同步。另一方面，要对基础软件的程序进行集中的优化设计。在设计基础程序的过程中，主要的核心机制就是i/o分配，只有实现了基础分配方式的优化，才能保证软件运行水平的提升。相关设计人员要在升级的过程中，充分考虑pLC技术的项目融合，以实现整体软件控制的优化[3]。
3结束语
总而言之，对于煤矿运营项目来说，基础的电气自动化控制系统具有非常重要的价值，能真正促进整体项目的优化发展，只有运行集中的管控机制，才能保证系统和项目的双向发展。相关管理人员要集中力度提升基础技术水平，促进煤矿运营工作的顺利推进。
参考文献：
[1]廉忠平.关于电气工程自动化控制系统应用的研究[J].黑龙江科技信息，2014，17（15）：92-92.
电气工程和集成电路的关系篇6
【关键词】：风电电气电气接线安装技术分析
abstract:withchina'srapideconomicdevelopmentandscientificandtechnologicalprogress,thestatehasmadespecialarrangementsofdemonstrationprojectformainlywindpowernewenergy,thedomesticwindpowerscaleisdevelopingincreasingly.accordingtotheauthor'smanyyearsofworkexperience,theproblemsshouldbenoticedinelectricalinstallationofwindpowerisanalyzed,andgiventhecorrespondingsolution,andhascarriedonthethoroughanalysisontheelectricalwiringproblemscombiningwithengineeringexamples,forallkindsofwindpowerelectricalinstallationtoprovidea
solidtheoreticalsupport.
keyword:windpowerelectricelectricalwiringinstalltechnicalanalysis
中图分类号：F407.6文献标识码：a文章编号：
1、前言
二十世纪以来，伴随全球经济的快速发展，和人类无节制的开发利用自然资源，使得全球大气污染、生态恶化越来越严重，不可再生资源短缺、温室效应问题凸显。在这种情况下，新能源的开发利用迫在眉睫，由于风能资源具有绿色天然、无污染且取之不尽的特点，故其中对于风能资源的利用开发被各国所重视。据有关数据资料显示，风力发电在二十世纪中期将非常有可能超过核能发电成为世界第三大发电形式。但因为风力发电系统的电气安装工作具有很强的技术性,并且其对今后风力发电厂的能否正常运行影响很大,故风电电气安装中的问题一直是限制风电产业快速发展的一个巨大因素。
2、风电电气安装中常见问题对策分析
2.1、详细审核风电电气设计图纸和编制安装方案
在进行风电电气安装前必须要全面熟悉设计图纸，努力并要善于积极发现图纸中不懂得的地方和存在的问题，把施工图中出现的错误和遗漏没有解决清的问题尽量消灭在图纸审核阶段。同时把不能安装施工或难以进行安装作业的问题提出并尽量给出处理意见，要求设计部门修改图纸，还要多与土建、风机设备安装等专业的人员沟通，全面了解设计图纸意图，以便发现各预埋电气设备是否与实际其它设备相符或冲突。
安装方案是保证电气安装质量的措施，是做好安装质量前控制的最有效、最基本的方法。故必须要全面详细了解风电电气专业的总的设计说明，认真编制相应的电气安装组织设计。
2.2、综合自动化装置安装过程中需要注意的问题
1）继电保护设备安装
在进行继电保护设备安装时如果电流某相插孔间报警灯亮,并有报警声，此相电流开路或负载超过实际输出范围,检查接线及负荷后再试；如果功放电源一投或一输出电压立即跳开功放，电源指示灯闪烁红光并有报警声，这时弹开功放按钮，检查电压回路有否短路或严重过载。
2）直流UpS不间断电源设备安装
首先设备就位场地应为水平硬质地面，如果是防静电活动地板，则需考虑地板的承重能力，应根据设备重量来设计与制造钢质托架。就位场地应能得到所有必要的服务，尤其是光、电和良好的通风。多数大、中型UpS标准机型的电缆为下迸下出型。UpS机柜的通风迸气口位于机柜的正面域侧面，出气口在机柜的上部。为此，在安装UpS时，要求用户事先准备好电缆敷设地沟，其深度为40cm左右。当用户采用桥架电缆敷设方法时，应选用电缆为上进上出型的USp机型。其次就位场地应没有灰尘，尤其不应有导电性质的尘埃，否则可能会导致设备内部电路短路而影响UpS的可靠运行。同时，场地也不应具有或靠近热源，以确保设备所规定的环境条件。最后为了便于操作、设备维修和设备散热，应至少使设备机柜四周留有50～100cm的空间，上部留有100cm的空间。设计机房冷却通风系统时，要考虑UpS设备产生的热量。
3）二次电缆接线
变电站各种设备的保护、控制及遥测、遥控等，其各种电压、电流、控制等模拟和数字信号都将通过二次回路接线来实现。在安装过程应该注意以下几点:施工安装技术负责人要按照二次图纸将所有电缆在电缆沟交汇处进行排序，尽量避免在交汇处电缆的交叉穿越，敷设时将电缆按照电压、电流、控制和数字信号在电缆沟内分层处理，每根电缆两头要做统一标记，负责人负责检查电缆数量和标记正确并做好记录。电缆敷设要使用专用支架，展放时根据电缆实际长度安排合适的人数避免电缆拖地，与棱角摩擦等造成电缆损伤。半成品和成品要派专人看管防止受潮、车辆碾压和机械损伤等
2.3、风电场无功补偿方式
因为当风力发电机组为异步发电机时,其正常运行及发电机启动时需从系统吸收无功功率故常需在升压站装设无功补偿装置。风电机组的无功功率和风电场无功补偿装置的投入容量,应在各种运行工况下都能按照分层分区、基本平衡的原则在线动态调整。电力系统发生故障、并网点电压出现跌落时,风电场应动态调节机组无功功率和场内无功补偿容量,配合系统将并网点电压和机端电压快速恢复到正常范围内。风电场无功动态调整的响应速度应与风电机组高电压穿越能力相匹配,确保在调节过程中风电机组不因低电压而脱网。
2.4、风电电气安装中的电缆工程
在风电电气安装工程中的电缆是连接就地变电站的主线，其起着汇流和传输电能的关键作用。每一趟出线单元常连接着几台或者十几台风力发电机，且常由于每台风机间距较远，设计时一般常采用电缆直埋方式。故在电气电缆工程安装时要严格控制高压电缆的施工安装质量，其安装工艺的处理不当不仅会导致返工，甚至会影响整个工程的施工进度和经济效益。
应尽可能避免在低温下安装作业。如果必须在冬季安装，出现电缆存放地点在敷设前24h内的平均温度和敷设现场的温度低于0℃的情况时，必须采取火烤的措施将电缆预热才能敷设。一般风电电缆之间的连接为2～3个电缆头，如果在电缆制作、安装过程中出现交叉，则当气候变化时，在交叉处会引起局部放电和爬电现象，严重者击穿绝缘，造成接头爆炸。
2.5、安装中重视接地降阻问题
一般情况下兆瓦级的风力发电机常距地面60m～100m，其周围一般无其它高大建筑。故特别要注意对雷电危害的防治，一般风机会装有避雷装置,但为保证安全运行，风机相应的电气设备及旋转部分也要采用接地设计以防雷电危害。
2.6、电气安装中光缆工程的注意事项
在安装敷设前必须先进行光缆性能测试以确定光纤特性是否满足要求和在运输的过称中遭到损坏；在敷设光缆时，光缆的弯曲半径应不小于光缆外径的30倍；在牵引时，张力应加在光缆的加强件上，同时在安装敷设时应防止光缆外护层后脱；在安装敷设过程的前后，应实时的检查光缆的外皮，如果有破损要及时进行修复，同时安装结束后要检查光缆护层对地的绝缘电阻。在光缆成端后，应在软光纤醒目的部位标明方向和相应的序号，同时在末连接软光纤的接口端部要按上塑料防尘帽。还要注意使光缆线路和强电线路之间保持适当距离，确保光缆金属构件的短期和长期危险纵电动势分别不大于12000V和60V。
2.7、电气安装中的涡流问题
在风电工程中设计的发电机引出线常为多根单芯电缆，经预埋于风机基础的电缆管内然后引接至就地变电站。因钢管是一个闭合的载体，三相或单相的单芯电缆会在电缆周围产生交变的磁场，而变化的磁场作用同时作用在外保护钢管上，会生成相应的感应电流即涡流。这种涡流会造成大量的电能损耗和钢管发热，严重时甚至导致电缆的烧毁，在电气安装中涡流危害的预防非常关键。
2.8加强电气安装安全生产管理
在员工中加强进行安全宣传，提高员工的自我防护意识，严格贯彻落实《安全生产法》、《电业安全工作规程》等安全法规。同时对员工进行安全教育培训，在对员工进行教育培训的基础上，对易发生事故的安装工程进行安全检查，发现问题及时纠正。
3、工程案例应用分析
3.1、工程概况
某风力发电场工程装机容量为200mw,采用国产风力发电机组。风力发电机组--变压器单元通过集电线路接入升压站的35kV母线,升压站设2台主变压器升压至220kV，以1回220kV线路与系统连接。风电场所处地势较高，海拔高程在1300～1600m，与山脚相对高差达1400m左右。风电场的道路为盘山柏油路，风景区以上为盘山泥结石子路。该县属中温带大陆性气候，其特点是冬季漫长寒冷，春季多风、少雨、干旱，秋季天气凉爽，夏季短促湿润，年平均气候为4.8摄氏度左右，年平均降雨量为444.1毫米，雨量集中在7、8、9月份。
3.2、风机主要参数
额定功率:1500kw；发电机类型:双馈、带有滑环的四极异步发电机；速度范围:1000～1800r/min；电压:690V；频率:50Hz；塔架类型:圆锥型整体钢筒结构；偏航系统类型:四套电动齿轮驱动装置,10套偏转制动器；变桨距系统:电力驱动,单独的叶片变桨距；控制器类型:单片机；信号传输:光纤；远程控制:pC机--图形界面。
3.3、本工程场内集电线路安装工程相关注意事项
使用集成电路前，要对该集成电路的功能，内部结构、电特性、外形封装以及与该集成电路相连接的电路作全面分析和理解，使用时各项电性能参数不得超出该集成电路所允许的最大使用范围;安装集成电路时要注意方向;内部等效电路和应用电路中有的引出脚没有标明，遇到空的引出脚时，不应擅自接地，这些引出脚为更替或备用脚，有时也作为内部连接;集成块各引脚施加的电压要同步，原则上集成块的Vcc与地之间要最加上电压;大电流冲击最容易导致集成电路损坏，所以，正常使用和测试时的电源应附加电流限制电路;集成电路及其引线应远离脉冲高压源,设置集成电路位置时应尽量远离脉冲高压、高频等装置。
3.4、绝缘子和金具选择
由当地气候条件和经线路沿线调查，全线属于Ⅲ级污秽区。根据《设计规程》有关规定，导线耐张及悬垂绝缘子串均采用防污型瓷绝缘子，其型号为Xwp-70悬垂及跳线串采用3片绝缘子，串耐张串每联采用4片绝缘子，导线悬垂及耐张绝缘子串泄漏比距均不低于3.2cm/kV，满足《设计规程》的规定。本线路采用定型金具,主要选自1997年电力金具产品样本，个别金具摘自厂家产品型录。
3.5杆塔选型
本工程的导线型号为LGJ-150/25和LGJ-70/10，地线为GJ-35，导线及地线的荷载较大，全线路所用杆塔均经过荷载验算，满足工程要求。风电场的各回集电线路，均采用单回路的直线或转角杆塔。与220kV升压站连接时，为节约走廊和整齐美观，降低工程造价，采用双回路和电缆设计安装。
3.6、35kV电气接线安装
35kV采用单母线分段接线,即每台主变安装一段35kV母线,两段35kV母线之间设联络断路器。主变35kV侧中性点要安装电阻接地。35kV配电装置安装户内手车式成套开关柜,开关柜内配真空断路器,电抗器间隔配SF6断路器;35kV配电装置短路水平按31.5ka选择安装。按照规范要求,每段35kV母线安装容量24mVar动态无功补偿装置。
3.7、电气综合自动化设备安装相关注意事项
电气安装时，电气接线和电气连接应可靠，所需要的连接件如接插件、连接线、接线端子等应能承受所规定的电压、电流，内外部的受热，机械的拉、压、弯、剪、扭等和振动影响。母线和导电或带电的连接件，按规定使用时，不应发生过热松动或造成其他危险的变动。
4、结尾
风电作为我国未来的清洁能源，在其电气安装过程中，还存在一些问题，其主要是设备、工序问题，这些和安装技术不成熟有很大关系。风电电气安装是一项事无巨细的工程，必须要考虑到各种现场要素，只有严格控制每一道安装程序，在工作中不断的总结探索好的施工工艺，才能实现风力发电机组安全、稳定、高效、经济运行。使我国风电产业快速发展，加快我国的新能源建设步伐，建设出一个又一个的精品工程。
【参考文献】：
[1]《风力发电技术及工程》宋海辉等，中国水利水电出版社
电气工程和集成电路的关系篇7
关键词：输电线路；三维设计；数字化设计平台；GiS；计算机网络环境文献标识码：a
中图分类号：tm75文章编号：1009-2374（2016）17-0028-02Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2016.17.012
目前输电线路三维数字化设计正处于起步阶段，随着电网电压等级的提高和商业化运营的大规模实施，设计研究工作又面临着新挑战。电力设计行业已经存在多个输电线路设计管理软件，从三维数字化的整体目标来看，信息化工作依然存在着如下问题：（1）从平台架构和规范来看，跨专业的协同设计业务没有形成统一的标准流程，导致信息孤岛的出现；（2）从现有软件功能和数据来看，重视设计功能的实现，忽视综合数据的挖掘和分析；（3）从操作便捷性和自动化来看，缺乏有效的互动机制。
1平台架构研究
1.1平台目标
1.1.1建立输电线路设计数据库。输电线路数据库包括基础地理数据、前期专题数据、电源电网数据、勘测成果数据、三维模型数据、线路成果数据和工程项目数据。根据业务流程对数据进行整合，方便设计人员完成输电线路设计，实现不同数据之间的协同操作，并形成设计成品的数字化。
1.1.2进行输电线路三维数字化设计系统建设。通过项目的建设，完整的梳理输电线路三维数字化设计信息管理流程，完成包括项目管理、基础地理数据管理、勘测成果管理、电网数据管理、线路设计成果管理、模型库管理、空间分析、优化选线、杆塔排位、铁塔与基础配置管理、辅助设计、工程成果查询统计、线路路径分析以及系统管理等多个功能模块。
1.1.3进行专业设计平台集成。对现有专业设计平台进行集成，使输电线路设计相关的专业数据资料信息化、数字化，在统一的平台上集成管理、显示、分析应用。
1.2平台架构设计
GiS技术和计算机网络技术是平台的基本技术保障，利用海量数据技术和软件框架搭建方法，实现数据库建设和系统建设。平台围绕电网设计具体业务，遵循可扩展性原则设计。平台分六个层次，分别是基础设施层、数据管理层、基础软件层、通用组件层、业务服务层、用户表现层。其中数据管理层、通用组件层、业务层和用户表现层分离，便于扩展系统。
2主要功能
根据输电线路设计流程，提供线路设计全生命周期规划、设计、分析统计、方案优化等业务相关功能。利用卫星图片、航测照片、卫星定位和全方位地形测量等手段开展线路路径优化、杆塔排位优化以及基础、杆塔、导地线、金具绝缘子的可视化设计及优化，使线路设计更加形象直观。
2.1基础配置功能
基本功能包括二维基本功能、三维基本功能和系统配置管理模块。二维基本功能包括二维图层管理、地图定位、地图量测、地图编辑、坐标转换、制图输出等功能模块；三维基本功能包括视图浏览、三维量算分析、自然特效、要素标绘、空间分析、截屏和录像等功能；系统配置管理模块为用户管理、权限管理、角色管理、日志管理、系统管理等方面的内容。
2.2数据管理
数据管理主要包括勘测、线路、结构等不同专业在工程实施的过程中的设计成果资料的管理，作为基础数据的矢量数据、栅格数据、地形图和影像数据的管理，还包括对输电线路三维业务设计过程中的杆塔模型、基础模型、金具绝缘子串等通用模型库的管理。
2.3三维业务设计
三维业务设计部分包括工程项目管理、路径分析、电气设计和结构设计四大业务模块。实现了线路勘测、路径优化、杆塔定位、断面校验、交叉跨越校核等功能，完成二维立体选线与平断面导出功能，完成线路工程设计各阶段相关功能，完成各阶段内的地理信息资料信息化、路径选择优化、选线成果分析统计、杆塔规划及分类统计、杆塔绝缘子串及其他金具统计、杆塔接地装置分析统计、经济指标估算等功能。
路径（选线）设计实现基于二、三维联动的输电线路选线，主要进行线路路径选择和外业调绘资料录入，输出结果是路径图、平断面图、路径统计分析报告等。本功能主要包括路径方案管理、地理信息抽取、气象资料抽取、重要控制点设置、自动方案初选、调查标绘、路径编辑、路径穿越区域统计、工程量计算、技经提资单输出、路径方案及平断面图导出。
电气设计主要实现杆塔规划、优化排位、电气校验等功能。（1）利用系统数据库中建立的杆塔库、导地线库，并结合路径设计的资料成果，电气专业可以开展杆塔规划和导地线选型，提出符合工程实际塔型规划表，选定所需导地线型号、分裂数和各项参数；（2）开展优化排位，电气设计功能提供了手工排位和自动优化排位两类操作方法，两种排位方式都可将排位结果进行线路三维模拟；（3）电气设计还提供了丰富的电气计算和电气参数校验功能，如导地线张力弧垂表、导地线张力架线弧垂系数表等，这些数字化成果将通过系统直接为结构专业提资。
结构设计主要实现杆塔结构生成、基础结构生成、塔基地形图、塔基断面图等功能。结构设计功能集成tta等主流杆塔结构计算软件，开展杆塔结构计算和设计，并将计算结果自动转换为三维杆塔结构。结合电气资料、地形地貌资料开展基础设计，并生成塔基地形图和塔基断面图。结构设计向电气专业提供数字化结构设计成果，供电气专业更新绘制平断面图和进行电气校验。
3主要难点
3.1多源海量数据存储、管理机制
输电线路设计需要大量的空间数据和属性数据，数据复杂多样。众多的“信息孤岛”一方面使得资源得不到充分利用、日常维护量大；另一方面难以保证数据的一致性、准确性和实时性。由于缺乏有效的数据存储管理机制，因此结合现有的数据库技术、GiS技术和开发平台等，构建一种相对高效的数据存储管理机制，具有相当重要的意义。
3.2基于工况的三维间隙校验方法研究
平台电气校验的过程中，在三维场景下，根据线路工况、气象环境、导线型号及相关属性等参数，真实模拟线路的弧垂以及导地线风偏，分别对“导线对地”“导线对地物”“跳线对塔窗”“导地线间”“极限档距”及“安全间隙”进行校验。
3.3虚拟现实与数字化仿真应用
平台在三维场景中真实再现工程线路的架设情况，包括线路沿线的地形地貌信息、铁塔、基础、绝缘子串等模型情况。通过线路巡检、飞行漫游等功能，直观地对整个工程线路及线路沿线周边的环境进行浏览查看。应用电磁环境展示功能，展示输电线路对环境敏感源的电磁环境参数衰减曲线，直观反映电磁环境指标是否达标。
4创新点
4.1电磁环境展示
导线周围的电磁环境和输电线路的电压等级、回路数、相序等条件息息相关，在进行输电线路设计时，需要考虑输电线路附近的电磁环境对周围居民建筑物的影响。研究了电磁环境在三维数字化设计平台中的计算原理方法，结合“输电线路电磁环境综合计算程序”对系统采用的电磁环境计算方法进行了验证，并分析了当输电线路任意点的磁场在三维中的应用场景以及当输电线路周围有建筑物时如何进行电磁环境的校验及预警。
4.2三维杆塔模型自动创建方法研究
根据tta文件参数自动生成三维模型成为本项目的关键技术之一。tta文件是自立式铁塔内力分析软件的计算成果文件，文件内记录了铁塔上所有的节点，及节点之间的连接关系、对称关系等，还记录了铁塔的受力情况及铁塔上杆件的一些基本信息。将tta文件内的这些信息读取出来并进行组织，建立起铁塔的三维模型，是输电线路三维建模与设计的关键一步。
为此，本系统开发了tta解析的功能，系统读取tta铁塔设计软件的计算成果文件以及塔材文件（Data.ini），自动创建铁塔三维模型，可以直观地观察解析结果，并将解析结果进行保存与导出，导出后的杆塔三维模型可以直接使用。
4.3交互式高低腿配置方法
根据实际工作中高低腿配置流程，利用塔基地形测量数据、铁塔高低腿数据和基础模型库数据，按照设计院高低腿配置规则计算边坡保护距，自动化或人工干预相交互保证了高低腿配置功能的准确性和高效性。
5效益分析
5.1经济效益
在平台的应用过程中，通过对相关业务工作效率与决策科学性的提升，不仅能够显著降低输电线路设计及运行成本，还能有效增加输电线路运营收益。主要表现在两个方面：（1）人工成本的降低，通过平台所集成的丰富数据资源及所具备的高效辅助决策能力，可显著减少线路、结构、勘测等专业的现场工作量，并节约同等工作量下的人员配置，减少差旅和薪酬支出；（2）提高输电线路设计效率所带来的收益增加，通过平台辅助规划设计等板块功能应用，能有效缩短输电工程从规划布点到建成投运的实施周期。
5.2社会效益
（1）社会资源节约方面，通过平台应用，进一步提输电线路建设环节中决策科学性，减少资源占用。在站址和线路路径方案优选方面，可有效减少线路设施对农田、林地等社会资源的不合理占用，促进输电线路与经济社会的协调发展；（2）社会发展保障方面，利用平台对输电线路运行环境及运行工况进行密切跟踪，快速科学应对输电线路突发事件；（3）产业集聚区方面，基于地理空间布局，可以直观查看全省当前输电线路分部情况，科学指导全省电网建设，为政府部门研判集聚区经济增长形势、制定相关政策提供科学依据。
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电气工程和集成电路的关系篇8
关键词：电气自动化控制系统设计思想
伴随着我国加入wto及科学技术的日渐蓬勃,电气自动化控制系统在实际生活中的应用日益突出。了解这一系统的功能及组成,并在此基础上联系实际情况，和发展方向对电气自动化控制系统的设计做出分析研究,发挥创新精神，努力使其符合实际生产及生活要求，推进我国这一行业的繁荣昌盛是具有重大意义的。
1电气自动化控制系统的主要功能及组成
1.1电气自动化控制体统的主要功能
控制回路是为了保证主回路线路运行的稳定与安全，能够实现某项控制功能的若干个电子组件的组合的电气设备之一。这种设备要有以下功能：①自动控制功能。对于电气自动化控制系统，当设备出了故障时，需要开关自动切断电路以保障安全，使得具有自动控制功能的电气操作设备成为必要设备。②保护功能。电气设备在运行过程中会时常发生不可预知的故障，电压或电流以及功率等会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套能够检测这些故障信号并对设备和线路进行自动处理的保护设备。③监视功能。对于控制系统中最重要的自变量电是肉眼看不见的，一台机器设备是否带电或断电，从外表看无法分辨，这就需要借助传感器的各项功能，设置各种视听信号，对整个系统的实时变化做出监控。④测量功能。视听信号只能定性地表明各设备的工作状态，具体的电气设备的工作情况还需专业设备测量出线路的各种参数（如电压、电流、功率和频率的大小等）。
1.2电气自动化控制系统的组成
目前常见的控制系统的基本回路通常由以下几部分组成：①电源供电回路。就是为供电回路提供工作电源。②保护回路。通常由熔断器、失压线圈、稳压组件、热继电器和整流组件等保护组件组成对线路和电气设备进行失压、短路和过载等各种保护。③信号回路。信号回路是将电信号转换成能及时通过直观形式，反映或显示设备(或线路)是否正常工作状态信息的回路。④自动与手动回路。虽然控制工程中，大多使用的是自动控制环节，但是在安装、调试以及紧急故障的处理过程中，手动环节还是不可或缺，一般情况下，通过转换开关和组合开关等方式实现自动与手动的转换。⑤制动停车回路。对于一个完善的系统，有启动过程，也必有制动过程，如能耗制动、倒拉反转制动、再生发电制动和电源反接制动，均是采取了某些特定措施使电动机停车的控制。⑥自锁及闭锁同路。自锁环节是指启动按钮松开后，电气设备维持工作的环节叫做自锁环节，自闭环节则是指未来保证设备运行的安全与可靠，两台或两台以上的电气装置和组件中，简而言之，就是只能一台通电启动，另一台不能启动的保护环节。
2电气自动化控制系统的设计思想
2.1集中监控方式
集中监控系统以其系统设计简单，运行维护方便，控制站的防护要求较低等优点被人所熟知，由于电气设备都进入监控，监控对象大量增加，导致主机处理量增大。与此同时，电缆距离增大，在一定程度上，也势必影响了系统的稳定性，由于刀闸隔离的辅助接点部分经常连接不到位，致使设备无法正常工作。像这样的接线方式不但复杂而且维护工作量大，更严重的还存在由于查线或传动过程中因接线复杂而造成失误操作。
2.2远程监控方式
远程监控方式系统经过实际应用,具有安装和维护成本低、可扩展性强，数据传输实时性好，组态灵活等优点。但是由于Lonworks总线和Can总线等现场总线的通讯速度较低，与电气部分通讯量无法匹敌，所以这种监控方式仅适用于小型系统的监控，无法满足大型设备的电气自动化系统的构建。
2.3现场总线监控方式
现场总线是智能现场设备的串行连接和自动化系统双向传输的通信网络。现场总线系统具有的技术特点有：①互可操作性与可用性；②对现场环境的适应；③现场设备智能化；④系统的开放性；⑤系统结构的高度分散性。随着近几年网络技术的迅猛发展，以太网(ethernet)、现场总线等技术已经普遍应用于各种电气自动化控制系统中，且智能化电气设备也有了较快的发展。现场总线监控方式中的pLC、CpU等控制器是开放式系统中连接上远程变频器、启动器和仪表等设备，各装置的功能紧密联系同时也相对独立，各装置之间由中央控制器采集大量信息，使得整个系统的可靠性达到满意效果，即使出现装置故障，也仅影响相应的元件，不会导致整个系统瘫痪，这也正是现场总线监控方式区别于其他监控方式的主要特点。现场总线控制系统控制算法组态和数据库组态等组态技术，生成的参数及算法不仅可以在远程i/o或智能设备上运行，还可以按照现场总线标准定义的功能块可以在智能仪表及执行机构中进行运算，以实现真正的分布式控制。
3电气自动化控制系统的发展趋势
自ieC61131的颁布后，逐渐发展成为了一个国际化的标准，得到各大控制系统厂商广泛青睐和采纳，opC(oiJeforprocessControl)技术的出现，以及microsoft的windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机网络日渐发挥了非常重要并且不可替代的作用。
与此同时，it平台和自动化的融合既是市场的需求下的必然结果，也是电子商务普及带来的产物。无论是多媒体技术还是internet技术，在自动化领域都有广泛的应用前景。随着现实各种趋势的发展，电气自动化必然将得到不断的提高和完善，在更多的领域发挥作用。同时，勇于创新的力量也不容忽视。在提高科学生产效率的同时兼顾减低生产成本，增强产品的市场适应性，满足各方面要求。
总而言之，电气自动化控制系统的设计思想要把握住各项环节的优势并使之得到有效的利用，同时也要力求符合实际的生产要求，保证我国这一行业的稳定健康发展，在不断探索的过程中认识不足并不断的通过高新技术的学校来武装自己，充分发挥创新精神，创造出属于我们自己的控制系统，为我国先进的控制系统添砖加瓦，开创出和谐的发展局面。
参考文献：
[1]周艳惠.电气自动化控制系统的设计[J].中国新技术新产品，2010年2期.
电气工程和集成电路的关系篇9
土木工程专业在土木与交通学院，本专业培养从事房屋建筑、地下建筑、道路、桥梁、隧道、城市轻轨等土木工程结构设计、土木工程基础设计及地基处理、土木工程结构的检测与试验、土木工程施工技术及工程管理等工作，具有扎实的理论基础和宽广的专业知识，得到土木工程师基本训练，具有较强的创新精神和研究、开发、应用能力的高级土木工程技术人才。
主要课程：一、二年级阶段，学生主要学习高等数学、计算机应用基础、工程制图、工程测量、土木工程材料、理论力学、材料力学、结构力学、流体力学、土力学等专业基础知识;三、四年级阶段，学生分成三个专业方向：建筑工程、地下结构工程、道路与桥梁工程，分别按照三个专业方向系统进行混凝土结构理论与设计、钢结构理论与设计、高层建筑结构设计、工程结构抗震防灾理论与设计、地下建筑结构、道路勘测设计、路基路面工程、桥梁工程、隧道工程、施工技术与施工组织设计、建设项目管理与工程经济等专业领域课程的学习。
二.电气工程及其自动化
电气工程及其自动化专业在电力学院，本专业培养具有扎实和宽广的基础理论和专业知识、突出的创新精神、创业意识与综合素质、较高的外语水平、以及较强的计算机操作应用和独立解决电气工程技术问题的能力，能够从事与电气工程领域有关的、宽口径的复合型高层次教学、科研和工程技术人才。
主要课程：电路、电磁场、模拟电子技术、数字电子技术、电力系统、电机学、电器学、微机原理及应用、自动控制理论、电力电子技术、信号与系统、发电厂电气部分、电力系统继电保护、高压电技术、直流输电、电气传动控制、电气测试技术、变频技术。
三.电子信息类
为满足我国电子信息产业发展需求，延续学院优良人才培养传统，迎接世界电子信息产业新一轮产业转移和全球化竞争的挑战，培养学生成为新潮电子产品或新型信息服务的首创发明者、技术管理者和行业开拓者，学院2014年实施“电子信息类”大类专业招生。此大类专业以精英人才培养为目标，着重从综合创新能力、“宽深厚”知识体系和专业精英思维三方面对学生进行培养。
专业内涵：此大类专业覆盖信息工程(通信工程与电子工程)、电子科学与技术(微电子技术)、电子科学与技术(物理电子技术)、集成电路设计与集成系统四个本科专业，第三学期按学生意愿为主转入信息工程专业和电子科学与技术专业。
深造就业：近年信息技术应用加速扩张，物联网、云计算、数字家庭等新型高端电子产业形态不断涌现，对创新人才需求十分迫切。广东省是世界的电子信息产业基地之一，总产值连续25年全中国第一，占全国产值三分之一，电子百强企业占全国四分之一，广州-深圳-东莞-珠海被称为“世界信息工业走廊”。学院毕业生面对电子信息新型与传统优势产业人才需求，长期以来供不应求，广泛就业于电子信息产业各个领域，包括中国移动、中国电信、中国联通等运营商，华为、中兴、三星等大型通信龙头企业，腾讯、网易等互联网it企业，以及广播电视、银行、商业部门、财税、金融机关和科研机构等单位。2013届该专业总体就业率：100%。
教学优势：学院重视教学改革，强化数学和工程科学基础教育，通过全方位工程引导，注重学生个体的充分自我发展，促进形成以主动性、责任感、合作性为表征的良好价值观念，改革成果荣获第六届教学成果二等奖(“研究型大学电子信息类专业精英人才培养模式的探索与实践”)。目前学院教学资源优势突出，拥有精品课程3门(数字信号处理，射频电路与天线，数字系统设计)、特色专业2个(集成电路设计与集成系统，信息工程)、实验教学示范中心1个(电气信息及控制)、人才培养模式创新实验区1个(电子信息类专业型精英人才)、国家集成电路人才培养基地1个、国家工程实践中心1个(与tCL通讯共建)、教学团队1个以及教学名师1人。此外，学院与tCL、中兴、移动、京信通信、三星、微软研究院、超声电子、德赛、雷曼光电、广州视源电子、泰斗微电子等it龙头企业共建企业实习。
四、会计学
电气工程和集成电路的关系篇10
关键词：输配电技术；多端输电；高效；可靠性
1现代社会对输配电系统的要求
在现代城市快速发展中，对输配电系统具有以下几点要求：第一，经济性，在满足用户需要和输送、分配电力的基础上，尽可能的降低工程成本；第二，可靠性，随着用户对电量的需求量增大，以及电力系统规模的扩大，负荷密度等增大，需要提高输配电系统的可靠性；第三，环保性，目前市场对输配电工程的环保要求越来越高，通过降低输配电线路、变压系统的电磁波干扰、噪声污染、静电感应、电磁场生态效应等将输配电的环保影响降低到规定水平以下。第四，质量性，目前电用户对电能质量要求越来越高，随着输配电技术与计算机系统、微电子设备、可编程控制的应用，输配电谐波、瞬间压变的发生概率大大降低，对于用户的信息保密、系统完整性有着改革性的重要意义。
2输电技术的发展前景
2.1三相高压交流输电仍是主流
在常规的三相高压交流输电方式主要应用在远距离输电工程中，其并将长时间内应用于输电和联网工艺中。在商业化的交流输电工程中，一般最高电压为765kV。在前苏联曾经投资建设了距离为90km，电压为1150kV的特高压输电线路，并通过了测试，但是由于一定的因素，使得电压降至500kV运行。在20世纪末期日本建立了50km、109km、138km三段1000kV高压输电线路，但是现在处于50kV状态下运行。此外，在美国、瑞典、意大利等国家曾试图去建立特高压输电计划，但是综合考虑运行成本、运营效率、环保问题以及用户需求等多方面因素，随后该特高压输电计划被中止。因此，随着输电高压的快速发展，目前已处于饱和状态。在未来交流输电发展的主要方向是朝着新技术发展。
2.2高压直流输电日显重要
高压直流输电是远距离输电的主要方式之一。从上世纪中期到上世纪末，已有多个直流输电工程，且有一些正处于建设过程中。世界上最大的直流输电工程是巴西伊泰普直流输电工程，电压为±60kV。在远距离输电、跨海送电、电网互联等方面高压直流输电工程发挥了很重要的意义。中国建成了±500kV天-广直流输电工程、葛洲坝-上海输电工程。为未来端对端直流输电工程仍然是长距离输电和联网的主要方式。
在输电工程发展过程中，为了克服直流输电多落点受电、多电源供电的问题，研究出多端直流输电工程。在全球已有多个国家已采用多端直流输电工程，例如，加拿大五端直流输电工程、意大利沙丁岛工程。但是由于一些控制协调问题，多端未全部应用，如加拿大五端只用了其中的三端。
在今后的直流输电技术中，主要朝着可关断器件的换流器提高输电的效率，并可以大幅度简化输电站设备、减少输电站的占地面积、大幅度降低工程成本，从而在经济上、技术上更具有使用价值。在直流输电技术中，轻型直流输电是新一代的直流输电技术，它具有可关断的器件组成换流器，并且输电站换流不受端系统短路容量的限制，同时还可以有效的避免换相失败的问题和避免多条直流输电线路落点在同一负荷区出现互相影响。
2.3输电线路发展趋势
（1）紧凑型线路。发展紧凑型线路的主要目的有两方面，第一，提高电路的电能输送能力；第二，节省输配电线路走长。紧凑型电路对于增大电路的输送能力有着明显作用，简单来说紧凑型线路是通过改变的线路的空间布局来实现线路阻抗自然补偿。具体方式有增加分裂导线数、合理排布各相导线、缩短相间距离等方法降低线路的阻抗，降低电输送能耗。此外，通过优化输送电系统导线结构减少受电磁场影响的线路，对城市景观改善的作用十分明显。
（2）气体绝缘线路。气体绝缘输电线路，是以带有与导线同轴的接地金属外壳和六氟化硫气体绝缘的输电线路，它与常规的电缆相比，具有如下优点：承载电流大、绝缘击穿后可恢复等。它的敷设方式可以在地下，也可以在地面。目前，在水力发电厂的出线等场合已应用气体绝缘的输电线。在国外气体绝缘线路也到了应用，在沙特阿拉伯建设了一条总长17km的420kV气体绝缘线路，在日本建设了距离为3.3公里、电压为275kV的气体绝缘输电线路。在未来输电线的发展趋势中，因架空输电线路的工程成本较高，输电线路走廊的获得越来越困难，气体绝缘的输电线的研究和开发受到重视。
（3）超导输电线路。超导输电是另一常见的低损耗输电方式。其特点是输电磁场影响小，输电电压低，输电电场影响小，上述特点对于环境协调要求高的输配电工程意义非常大。通过安装超导输电线路能够很大程度上满足城市供电需求，对于日益增大的市政供电有着支持改善作用。超导输电线路可利用原有电缆管道，施工便利，但是超导输电线路本身造价较高，且抗冷热可靠性有待研究，目前并未大范围应用，尤其对于长距离输电线路工程的应用价值有待商榷。
2.4变电站发展趋势
（1）集成化电力设备。在输电站快速发展中，电气设备朝着的模块化、紧凑化、智能化等发展趋势努力，近几年出现了不同电气设备的集成化电力设备。例如，智能化开关设备，其集接地开关、隔离月-关、断路器、传感器、电流互感器于一体。且集成化电力设备占地面积小、降低电力站投资成本、缩短电站安装试件。
（2）环保变电站。在变电站运行过程中，电气设备会产生较大的机械振动，产生较大的噪声。同时，在变电站运行过程中，若变电站出现泄漏或者出现废弃物等，不仅影响变电站的正常运行，且还会对周围的环境产生严重的影响，因此，近几年出现了环保变电站，其运行声音小，废弃物少，符合国家的可持续发展状况。
3配电技术展望
3.1可靠的网络结构
网络结构是供电系统的控制结构，为保证可靠供电必需建立可靠的网络结构。目前市场常用的网络结构为放射式配电网、环式配电网和网络式配电网。放射式配电网基础设施结构简单、操作性强、投资成本低，但是供电可靠性相对低；多回线平行配电网的可靠性有提高，但基础配置复杂，建设施工较困难；环式配电网较多回线平行配电网的可靠性有进一步提高，但是相应的配电设施复杂、保护设施多，短路电流水平高，因此造价也高，需根据具体需求确认选择。
3.2电能质量控制技术
传统电能质量主要包括对电流电压、频率及谐波的质量要求。随着电用户对电能质量的要求越来越高，输配电系统的电流瞬间波动干扰、电压闪边、震荡等参数有了新要求，需要不断的发展改善电能质量控制技术。
4结束语
综上所述，在现代输电技术发展中，多端直流输电技术、绝缘气体输电线路、变电站等输配电技术具有传输距离远、输电效率高、工程造价低，在一定程度上促进了输配电技术的快速发展。
参考文献
[1]刘谦，李媛媛.谈输配电及其用电工程自动化运行[J].科学中国人，2016（30）.
[2].中国输配电发展面临的挑战与规划探讨[J].科技资讯，2015（04）.
[3]王平洋.输配电系统规划的若干问题[J].供用电，2000（05）.