電氣工程及其自動化是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的關鍵領域，隨著科技的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，電氣工程及其自動化的技術平臺逐漸形成。現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展需要高科技人才來推動，我們必須站在時代和社會發(fā)展的前沿去迎接挑戰(zhàn)，加強電氣自動化方面的人才培養(yǎng)，為我國塑造一批高科技人才，是現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的重中之重。而電氣工程及其自動化是現(xiàn)代電氣工程的支撐，應積極創(chuàng)新使電氣工程中電氣自動化的應用也得到了更好的發(fā)展。

一、電力系統(tǒng)自動化

(一)變電站自動化

變電站自動化的目的是取代人工監(jiān)視和電話人工操作，提高工作效率，擴大對變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內(nèi)容就是對站內(nèi)運行的電氣設備進行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點是全微機化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設備;二次設備數(shù)字化、網(wǎng)絡化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜;操作監(jiān)視實現(xiàn)計算機屏幕化;運行管理、記錄統(tǒng)計實現(xiàn)自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個重要環(huán)節(jié)。

(二)電網(wǎng)調(diào)度自動化

電網(wǎng)調(diào)度自動化主要組成部分，由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、工作站、服務器、大屏蔽顯示器、打印設備等，其主要是通過電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連結(jié)的，下級電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設備(如測量控制等裝置)等構(gòu)成。

電網(wǎng)調(diào)度自動化的主要功能是：電力生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、電力負荷預測、自動發(fā)電控制(省級電網(wǎng)以上)、自動經(jīng)濟調(diào)度(省級電網(wǎng)以上)并適應電力市場運營的需求等。

(三)發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)(DCS)

發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)田Cs)一般采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由過程控制單元甲CU)、運行員工作站(0S)、工程師工作站(ES)和冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(以太網(wǎng))組成。過程控制單元(PCU)由可冗余配置的主控模件阿CU)和智能1/0模件組成。Mcu模件通過冗余的I/0總線與智能I/O 模件通訊。PCU直接面向生產(chǎn)過程，接受現(xiàn)場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關量、脈沖量等信號，經(jīng)運算處理后進行運行參數(shù)、設備狀態(tài)的實時顯示和打印以及輸出信號直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，完成生產(chǎn)過程的監(jiān)測、控制和聯(lián)鎖保護等功能。運行員工作站(os)和工程師工作站渾s)提供了人機接口。

二、電子技術、計算機技術的發(fā)展

隨著上世紀八十年代單片機技術的發(fā)展和應用，我國電力系統(tǒng)自動化設備實現(xiàn)了全面的更新?lián)Q代。國產(chǎn)的工業(yè)計算機和引進的PC機技術為電力系統(tǒng)調(diào)度自動化、電廠監(jiān)控系統(tǒng)、變電站綜合自動化奠定了基礎。開發(fā)的應用軟件可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)采集、匯總、分類、分析、存檔、顯示、打印、報警、完成操作控制等任務。這一時期自動化存在的主要問題是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、通信協(xié)議等方面缺乏工業(yè)標準，不同廠家的設備不能互連;計算機與各設備的通信一般為星形點對點連結(jié)，主要采用低速率的串/并行口通信方式，系統(tǒng)實時性不太好，設備配置的靈活性也較差。

隨著上世紀九十年代高性能工作站、服務器及軟件技術、信息處理技術、特別是高速網(wǎng)絡技術的發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、電廠監(jiān)控、變電站自動化、配電自動化的技術水平上了一個新臺階，產(chǎn)品逐步發(fā)展成為一種開放式、分布式、網(wǎng)絡化、智能化的新模式。與上一代產(chǎn)品相比可以大幅度減少電力電纜、通信電纜的用量，設備體積小還減少了占地面積等從而降低了建設成本，同時大幅度提高了系統(tǒng)的技術性能，增加了設備配置的靈活性、互換性和可維護性，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。

三、電力系統(tǒng)自動化發(fā)展

當前電力系統(tǒng)自動化依賴于電子技術、計算機技術繼續(xù)向前發(fā)展的主要特點有：

①電力一次設備智能化;

②電力一次設備在線狀態(tài)檢測;

⑨光電式電力互感器;

④適應光電互感器技術的新型繼電保護及測控裝置;

⑨特高壓電網(wǎng)中的二次設備開發(fā)。

1.電力一次設備智能化常規(guī)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(jié)構(gòu)設計時考慮將常規(guī)二次設備的部分或全部功能就地實現(xiàn)，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”、“智能化開關柜”、“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(jīng)常受到現(xiàn)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接口協(xié)議標準等技術問題。

2.電力一次設備在線狀態(tài)檢測對電力系統(tǒng)一次設備如發(fā)電機、汽輪機、變壓器、斷路器、開關等設備的重要運行參數(shù)進行長期連續(xù)的在線監(jiān)測，不僅可以監(jiān)視設備實時運行狀態(tài)，而且還能分析各種重要數(shù)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(yǎng)周期，提高設備的利用率，為電力設備由定期檢修向狀態(tài)檢修過度提供保障。近年來電力部門投人了很大力量與大學、科研單位合作或引進技術，開展在線狀態(tài)檢測技術研究和實踐并取得了一些進展，但由于技術難度大，專業(yè)性強，檢測環(huán)境條件惡劣，要開發(fā)出滿意的產(chǎn)品還需一定時日。

3.光電式電力互感器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(shù)值降到可以用儀表直接測量的標準數(shù)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(zhì)量也越大;信號動態(tài)范圍小，導致電流互感器會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，或發(fā)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接口。因此不少發(fā)達國家已經(jīng)成功研究出新型光電式和電子式互感器，國際電工協(xié)會已發(fā)布了電子式電壓、電流互感器的標準。國內(nèi)也有大專院校和科研單位正在加緊研發(fā)并取得了可喜成果。

四、結(jié)束語

伴隨著我國國民經(jīng)濟整體的不斷提升，電氣自動化技術在電氣工程中的應用優(yōu)勢越發(fā)明顯，廣大的使用者和消費者切實感受到了電氣自動化技術的便利性和高效性，實踐的推廣更加促進了電氣工程技術的向前發(fā)展。我國有大好的電力發(fā)展前景，這也使得電力自動化技術在我們國家的電力系統(tǒng)中有更大的發(fā)展空間。