智能化電氣設備的應用設計研究

1、 智能化電氣設備的應用設計研究 摘要：我國電氣設備與電力系統(tǒng)經(jīng)歷了長足發(fā)展，至今智能化理念也已經(jīng)滲透其中，電氣設備智能化也成為電力行業(yè)發(fā)展的一大趨勢。智能化技術的引入為電氣設備設計與應用帶來了生機。 關鍵詞：智能化；電氣設備；應用設計 電氣自動化過程中，最為復雜的工作是電氣化操作，它流程復雜，專業(yè)性強，且具有一定的危險性。因此需要具有足夠專業(yè)知識與經(jīng)驗的技術人員才能執(zhí)行，否則容易出現(xiàn)失誤，造成巨大影響與損失。智能化技術的出現(xiàn)能夠很好地解決這一問題，智能化操作精準，效率高，且代替了人工，減少了對人員生命的威脅，因此智能化電氣設備的設計研究是世界范圍內都十分重視的問題。 1電氣設備智能化技術的優(yōu)勢

2、 1.1大范圍實時監(jiān)控 隨著電力行業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中設備的種類、精密程度、數(shù)量都有了大幅度增加，這也為電力系統(tǒng)帶來了更多隱患。為了保證電力系統(tǒng)的正常運行，實時監(jiān)控是必不可少的。智能化技術能夠通過網(wǎng)絡系統(tǒng)和智能檢測技術與設備，采用“信息收集信息處理反饋調節(jié)”的流程，對電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的運行狀況進行監(jiān)測，并及時反饋系統(tǒng)中的反常，做出合理的處理，防止出現(xiàn)故障。通過智能化技術能夠最大限度地監(jiān)測到電力系統(tǒng)中的各個設備，并通過收集的信息判斷設備是否需要檢修，如果設備出現(xiàn)故障，也能在最短時間內做出應急處理，降低故障損失。 1.2提高電氣設備效率 智能化技術應用的一大優(yōu)勢就是高效運行，通過聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，控制中心

3、的指令能夠精確、快速地傳遞到設備終端并執(zhí)行，這樣通過控制中心就能對電氣系統(tǒng)中的各個設備進行管理與控制，實現(xiàn)設備的高效運行。中心控制能夠對系統(tǒng)中大部分電氣設備進行分析了解，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中的問題并進行處理，減少了故障的出現(xiàn)，提高了設備的使用效率。 1.3增強聯(lián)動性能 智能化系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對多設備的共同控制，通過系統(tǒng)，控制人員也能對各個設備的運行現(xiàn)狀進行綜合分析，進而下達綜合性的控制指令，加強設備之間的聯(lián)動。該能力針對安全防護、消防、照明等系統(tǒng)更能顯示優(yōu)勢，控制中心可以將以上系統(tǒng)集成為綜合控制管理系統(tǒng)，在需要時用最短的時間控制各個系統(tǒng)依次執(zhí)行命令。 1.4提高安全性能 電氣系統(tǒng)對安全性的要求很高，

4、一方面電氣設備穩(wěn)定運行對環(huán)境的要求很高，高溫等環(huán)境變化對電氣設備的影響很大；另一方面，電氣設備本身就存在危險，出現(xiàn)故障時很容易對周邊造成嚴重破壞。智能化技術的應用能夠為電氣設備加上一道“防護墻”，也能在電氣設備周圍環(huán)境發(fā)生不良變化時及時做出反應，或者直接關閉其運行以免造成更嚴重的后果。此外，智能化技術的應用也能監(jiān)測設備本身的運行狀態(tài)，及時對設備損耗、設備運行問題做出反應，以免設備超負荷運行導致設備報廢甚至引發(fā)災難。 2智能化電氣設備的整體構思 2.1集成性的支撐控制平臺 智能化電氣系統(tǒng)應當包含兩個部分：應用軟件和支撐平臺。應用軟件包括大量子系統(tǒng)，實現(xiàn)終端命令執(zhí)行、操作、指令傳輸?shù)裙δ?。支撐平臺

5、則包括各種數(shù)據(jù)庫、報表與分析計算系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)絡等。隨著集成電路技術的發(fā)展，在電氣設備智能化設計過程中可以將應用軟件與支撐平臺統(tǒng)一在一個系統(tǒng)當中，方便對電氣系統(tǒng)的整體管理。 2.2數(shù)據(jù)共享系統(tǒng) 數(shù)據(jù)共享可以讓各個終端的控制人員對終端設備和相關鏈的設備進行整體了解，方便各個設備之間的聯(lián)動與相互配合。 2.3實時更新數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫是智能化控制的基礎與支撐，因此其數(shù)據(jù)必須保持先進，可以為數(shù)據(jù)庫加入定時更新指令，不僅是本系統(tǒng)內的數(shù)據(jù)，其他區(qū)域電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與案例也可以拿來作為參考，強大的數(shù)據(jù)庫才能為智能化控制提供更加合理、準確的判斷與指令建議。 2.4實時信息通信系統(tǒng) 智能化電氣系統(tǒng)的實時信息通信表現(xiàn)如

6、下：第一，在終端設備上要能實時采集設備運行以及周圍環(huán)境的信息并傳達至控制中心；第二；其他相關設備的數(shù)據(jù)也能實時共享；第三，控制中心的命令與建議必須要實時傳遞到終端，且終端必須要實時反饋。實時信息通信時保證智能化電氣設備能夠實現(xiàn)穩(wěn)健、高效運行的必要條件。 3智能化電氣設備的設計思路 3.1操作系統(tǒng)設計 隨著微處理器（cpu）功能的不斷強大，絕大多數(shù)情況下，微處理器控制系統(tǒng)中接有多個子系統(tǒng)，即微處理器需要同時處理多個任務。cpu在處理多個任務時，需要采用合適的任務調度方式。目前，任務調度方式主要包括占先式、時間片輪轉、搶占式以及非占先式。占先式的調度方式在操作系統(tǒng)中應用最為廣泛。此方式可以使芯片根

7、據(jù)任務的優(yōu)先等級調度任務，使多個任務能夠得到及時處理，從而保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。3.2任務的劃分和設計 系統(tǒng)在處理任務時需要根據(jù)優(yōu)先級調度任務。同樣，在任務劃分和設計時，需要對任務的優(yōu)先級進行設定。所有任務在cpu中等待處理時，都處于等待狀態(tài)。當被其他任務中斷等喚醒后，它將會轉換成就緒狀態(tài)。就緒狀態(tài)是指任務已經(jīng)準備就緒，隨時可以運行。由于進行了任務的優(yōu)先級設計，任務從就緒狀態(tài)到運行狀態(tài)還需要經(jīng)過系統(tǒng)的優(yōu)先級審核，而任務將會依據(jù)優(yōu)先級的高低依次進入運行狀態(tài)。 3.3嵌入式實時操作系統(tǒng)設計 智能化電氣設備的實時性主要依靠系統(tǒng)采用占先式的優(yōu)先級調度方式實現(xiàn)，而傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)無法實現(xiàn)，這也是采用c

8、pu的嵌入式與傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)的本質區(qū)別。雖然優(yōu)先級高的任務具有較高的優(yōu)先等級，但是優(yōu)先級只有任務需要時才會被激活。因此，操作系統(tǒng)在處理任務時優(yōu)先級任務所需要占用的時間非常少。嵌入式操作系統(tǒng)信息傳輸過程中無法對優(yōu)先級任務進行識別，導致信息在操作系統(tǒng)傳輸中具有不確定性。因此，在嵌入式系統(tǒng)中將優(yōu)先級較高的任務設計成優(yōu)先通過，即與cpu任務優(yōu)先級設計一樣，這樣不但可以有效減少信息傳輸?shù)牟淮_定性，而且只有需要時才激活優(yōu)先級傳輸。優(yōu)先級傳輸所占用的時間較少，可降低傳輸網(wǎng)絡中一些不必要的響應。 集中在嵌入式操作系統(tǒng)中的所有子系統(tǒng)與控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸和交換時，都采用優(yōu)先級設定時，當擁有優(yōu)先級較高的任務需要進

9、行傳輸交換時，無論此時是否在進行傳輸任務都會中斷，并立即激活優(yōu)先級別最高的傳輸任務，從而降低信息傳輸過程中的不確定性，有效實現(xiàn)控制系統(tǒng)的實時性。 4電氣設備智能化設計的注意事項 4.1電氣設備負荷設計 區(qū)域供電負荷既要從專業(yè)角度和經(jīng)濟性出發(fā)考慮，也要考慮到負荷分配布局與降壓配變中心的位置，并通過計算找到最佳的配電系統(tǒng)結構。在具體計算過程中，應采用假想性的連續(xù)電荷，按照可靠性能與影響程度進行分級再設計設備配置。日常工作中也應根據(jù)工作實際情況對電氣設備進行分組，計算出每組設備的用電負荷，進行合理的配置，以期達到最佳運行狀態(tài)。此外，電氣設備配置還應考慮到設備的運行條件和質量要求，運行條件是指設備所處的環(huán)境與系統(tǒng)中的位置。質量要求則是指系統(tǒng)運行過程中對設備所產(chǎn)生的電壓、電流等負荷。 4.2智能化設計 電氣設備智能化設計需要考慮電流波動、繼電保護、二次結線設計等因素，假設短路電流可以按照無限容量供電系統(tǒng)供電進行計算，進一步進行改善和優(yōu)化。要想保證配電設備供電數(shù)值的可靠性，就需要通過一系列技術消除影響因素，減少故障發(fā)生。一旦故障發(fā)生，智能化系統(tǒng)能夠迅速做出處理，將損失降到最低，保障設備未損壞部分仍能繼續(xù)運行，并對設備當前的情況進行報告和預警，通知工作人員及早進行處理。智能化設計