电气应用论文范文

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科技与经济的发展使得电气自动化技术不断更新，电力系统的规模不断扩大，这些变化对我国电力系统提出了新要求：电力系统的调节形式有所变化。在先前着重强调安全高效、安全保护和自动化调节过程的基础上，更加注重对电力系统容量的高要求，即在实现综合化管理工作和加强经济调节稳定性的基础上，对电力系统的容量提出新要求，其单机容量至少要达到20万千瓦。

1.2电气自动化技术

电气自动化技术大多运用于工业生产控制系统之中，是指在无需工作人员手动操作的情形下，利用机器设备的自动化完成加工生产，并在生产管理过程中完成产品质量检测、自动处理产品信息、对实际情况分析判断等。所有这些程序都不需要人工手动操作，全部采用机械自动化控制系统完成。由此可知，电气自动化技术即指利用电气设备控制生产顺序、控制时间的技术，是与电气工程和机械设备息息相关的内容。自动化系统的开发、调试、应用、维护与产品研发和电力技术的管理与应用对电气自动化的要求越来越高。

2电气自动化设计理念

2.1远程监控式理念

远程监控系统是一项高技术、高难度的新技术，是指利用电脑终端对其他各个地方的设备进行集中控制的技术。在电气工程中运用这项技术，可以大幅度减少电缆使用量，节省安装支出和材料使用的成本，还可以实现系统之间的组态灵活性和可靠性，获取更高效益。但监控式对传输信号强度依赖性较高，电气工程的通讯量通常较大，加之现场通讯速度较低，在信号较差时远程监控式便会受到较大的限制。因此，远程监控式设计理念更适合于系统控制范围较小的情况，在全自动化电气工程控制系统中并不适用。

2.2集中监控式设计理念

所谓集中化即指将所有的系统运行项目控制在一个系统中集中管理、运行，这种设计理念操作简单、对控制站的要求较低、在系统运行与维护方面较为简洁。单一分散的监控不管是在处理器安装方面还是在电缆铺设连接方面，都十分繁琐，而且大量的单一电缆搅合在一起，处理器增多就会影响处理速度，使处理速度大为降低，这将导致投资成本增加，除此以外，系统的安全可靠性能也会受到影响。集中监控式设计理念在电气工程中的实际应用，不仅可以减少投资成本支出，还可以进行统一管理、方便快捷，促进电气工程的高效有序运行，满足工作新要求，因此，集中监控式设计理念在电气工程中应用较为广泛。

2.3现场总线监控式设计理念

现场总线监控式技术在当前的电气工程中应用最为广泛，究其原因不外乎其高效性的特征。这项技术具有实践性特点，是在大量应用实践经验基础上不断发展起来的，不同间隔采取不同的技术措施是这项技术能够广泛应用的重要原因。在具体的操作实践中，主要的工作方式是现场安装，同时不断优化电缆连接技术，以能够有效降低电气工程中设备的投入成本。在优化电缆连接技术、降低设备成本的同时，还要尽量减少设备的隔离和端子柜的使用量，不仅可以降低成本，提高电气工程的安全性、可靠性和有效运行，还可以增加运营效益。

3电气自动化实现方式

3.1计算机自动控制、调节、操作的实现方式

利用计算机进行相关设备的操作，是在遵循调度方案的前提下，对能够使电缆关闭的设备进行调节与控制，电力系统不仅能够自主的、合理的利用现场控制命令，还能够转换和设置相关设备的运行方式，如电网的开和关，限制修改操作命令，各种整定值，报警信号复归等。

3.2人机联系的实现方式

人机联系的实现方式是指电气设备，包括鼠标、键盘、打印机等，通过电气自动化系统的允许以后，为达到实时监控、调节与打印数据的目的而调动一切可利用的电气设备来运行画面并对定值不断修改的方式。此外，这种实现方式是开发新的应用程序的绝佳方式，极其方便。但其缺点也显而易见，操作人员只能通过操作成控制调节、监控电气设备、设置参数值等简单操作。

4电气自动化在电气工程中的实践与应用

4.1在电气管理中的应用

在电气工程领域实现电气自动化是高新技术走入各行各业的显著表现，是高科技发展的代表，这一应用过程注重编程调试。在应用时采集相关流量、温度、压力等数据，并对这些数据分析检测，发挥电气自动化的输出控制功能、技术处理功能，使设备的使用量和投资额大大降低，有效实现了设备控制的精度。对于电气工程来说，在施工中应用电气自动化技术能够有效遏制工作人员弄虚作假、敷衍了事的情况发生。

4.2在电网调度中的应用

对于电网调度中电气自动化的应用来说，其技术主要表现在应用性领域的界定，即指实现电气系统局域网中电厂、变电站终端和下级调度中心三者之间的有效连接。在应用领域中，由网络实现连接中心服务器、电网调度、打印设备、大屏显示器等设备。在电网调度中，电气自动化的实际应用不仅可以实时性评估电力系统的运行状态，还可以对以电力负荷为基础的预测采取及时调度策略。不仅可以保证电力系统的安全可靠运行，还可以对数据及时的收集整理分析和监控，以适应现代化市场的营销需求。

4.3在分散测控系统中的应用

在这方面的应用主要以分层的结构实现，包括太网、工作站、数据通讯网和过程控制单元等四部分组成。工作站主要包括两类，分别是工程师和运行员，是人机接口的主要负责人。过程控制单元是直接应用于生产的，其运行状态主要通过设备的检测实现，并能够有效控制设备，以实现整个生产过程的连续性和过程的检测、保护和控制。过程控制单元和工作站输出的所有信息，发出的所有指令，都必须经由工作站运行员接受。工程师工作站的主要职能是负责实行必要的诊断与维护工作。

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对于在电路系统中运行的元器件，都有一个能够保证其长期稳定运转的电压范围值，我们将这个电压值成为该元件的额定工作电压。继电器作为重要的电气元件，其运行也应该在额定电压范围之内，如果电路中电压过高会对继电器造成损坏，使其不能正常发挥其功效，电压太低则不能使继电器正常运转，所以，要将电压值设定为额定工作电压才能使继电器保持在良好的运行状态。

1.2直流电阻（线圈阻抗）。

流电阻是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。这里所说的是线圈中的电阻，而不是继电器本身的电阻，这一点我们需要做一个区分，万能表测量电阻的时候我们也要注意它的测量量程，注意连接，不能犯一些常识性的错误。

1.3吸合电流。

吸合电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。我们要注意的是这里说的是最小电流，不是最大电流，也不是最适电流，一旦继电器线圈中通过的电流过大，那么继电器将无法承受这个电阻，那么继电器就会受到伤害，那么我们的实验就会失败。

1.4释放电流。

指继电器产生的最大电流，最大的电流通过释放流过继电器，在继电器力发挥作用，使得继电器能够正常运行，从而保证继电器的安全情况，这也是非常重要的一个因素在继电器中。

1.5触点切换电压和电流（触点容量）。

触点切换电压和电流是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。每一个继电器都有它自己本身的一个触点容量，不允许通过它的最大电流是有规定的，不能超过，一旦超过，就会使继电器的本身容点受到损害，也会破坏它本身自带的最大电流电阻流量。

2如何对继电器的性能和效果进行测量

2.1测触点电阻

用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。我们在实验室使用万能表的时候也要注意它的量取最大量，不能超过它的最大电阻，可以采用试电阻法，保证继电器不会被破坏，也保证万能表的电阻档切实可行，并且能够准确的测量出结果。

2.2测线圈电阻

可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。万能表在整个试验的过程中的作用是非常巨大的，它还可以用来测量我们继电器的线圈电阻，线圈电阻和触点电阻又不相同，触点电阻可以采用调试法，而线圈电阻要按照测电阻的方法来一步步的测量出最后结果。

2.3测量吸合电压和吸合电流

找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。

2.4测量释放电压和释放电流

当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。我们在实验的过程中有时会出现误差，出现误差的原因不是因为我们的实验做的不对，也不是因为我们的实验步骤实行的不对，很大的一个方面是我们的实验技巧不对。在物理化学实验的过程中，无论我们的实验的方案做的多成功，我们都必须谨记这样一个原则，那就是多做几次相同的实验来减少实验的误差，因为实验的误差是不可以人为避免的，我们只能尽可能的减少误差的进行。

3功效介绍

3.1合理控制电流和电压

继电器在电路中的作用相当于电路开关，当电路中电流流量过大时，继电器可以适当降低电流，保证电路元件不会因电流过大而烧毁，当电量过小时，继电器会自动扩大电流流量，维持元件的正常运转。

3.2继电器可以代替电路开关

在日常生活中，对于一些电流量和电压值需求不是很大的小型家电设备，通常可以在连接过程中加入继电器充当开关的作用，较传统开关而言，其具备更高的安全性，同时也更节省空间。

3.3继电器可以有效实现电路转换

同时控制多组电路元件，取代了传统电路控制过程中多组元件要由不同转换设备分别控制的方式，省去了繁琐的中间环节。同时，继电器还对外部电磁干扰具有防御能力，能够有效屏蔽外部干扰因素，保证各元件的运行环境。

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引言

能源问题已成为全球共同关注的问题，能源短缺成为制约经济发展的重要因素。建筑中的节能设计已得到充分重视，做到合理使用能源、提高能源利用效率，为能源的节约提供了保障。民用建筑是建筑的耗电大户，近几年民用建筑电气节能的重要意义已逐步受到人们的重视。

建筑电气节能应坚持的三个原则是：①满足建筑物的功能。②考虑实际经济效益。③节省无谓消耗的能量。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度地利用光能，通常的相应节能措施有以下几种。

1高效节能光源的选用

应合理选择灯具的配光，以提高利用系统。设计时办公室主张采用T8或T5稀士三基色荧光灯管。这是由于T8或T5灯管具有更高的显色指数和光效，光衰小、寿命长、用汞量少，更符合节能、环保要求。门厅、走廊等场所采用紧凑型荧光灯替代以往的白炽灯，达到节约能源的目的。

2高效节能照明灯具的选用

灯具按光通量在上下空间分布比例分为五类：直接型、半直接型、全漫射型、半间接型和间接型。①灯具的结构应便于安装、维护和更换光源。一般办公区优先选用直接式灯具，在有吊顶的办公场所优先选用高光效格栅灯具。②合理选择灯具的配光。

3高效节能电器附件的选用

3.1使用节能电感镇流器和电子镇流器

推广使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。一般电感式镇流器自身能耗为光源的10%-15%，而电子镇流器本身能耗极低，并且有恒功率输出的特点。

对于一体化节能灯和单端小功率荧光灯（功率不大于25W），由于对它们的谐波要求、异常保护功能以及预热要求均比较低，应优选电子镇流器。对于25W~65W的直管荧光灯，优选节能型电感镇流器。

3.2实行单灯电容补偿

灯具单灯补偿就是在每套灯具上并联一个电容器进行补偿，将荧光灯、气体放射灯功率因数均提高到0.9以上，这样既能减少电路无功功率，又能降低线损和电压损耗，同时由于线路电流的降低，还可以减小导线的截面面积。

4其他照明节电措施

4.1充分利用自然光，节省照明用电是照明节能的重要途径之一。

4.2GB50034-2004建筑照明设计标准规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等。

4.3改进灯具控制方式。

4.4选择合理的照度和功率密度值。新修订的GB50034-2004建筑照明设计标准规定了一般照明照度的标准值，局部照明应按该场所一般照明照度值的1倍~3倍选取。

4.5减少供电线路上的损耗，照明配电箱应靠近照明负荷中心且便于维护的位置。

4.6灯具布置及回路控制的节能设计。

在民用建筑场所内使用的多为单相电感性负荷，因其自身功率因数较低，在电网中滞后无功功率的比重较大。为保证降低电网中的无功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利用，提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的成本，节约电能，通常在低压供配电系统中装设电容器无功补偿装置。

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低电压差分信号传输(LVDS)已经在众多应用中得到验证，LVDS在传送高数据率信号的同时还具有其它优势:

与低电源电压的兼容性

低功耗

低辐射

高抗干扰性

简单的布线和终端匹配

LVDS为差分模式(图1)，这种模式固有的共模抑制能力提供了高水平的抗干扰性，由于具有较高的信噪比，信号幅度可以降低到大约100mV(图2)，允许非常高的传输速率。较低的信号摆幅还有助于降低功耗。与上述优势相比，LVDS的缺陷(每一通道需要两根连线传输信号)已经显得微不足道。

随着汽车内部整合的安全和辅助电子设备的增加，汽车领域对高速互连的需求急剧增长，主要集中在用于驾驶支持(电子后视镜、导航系统、泊车距离控制、超视距显示、仰视显示)的视频显示系统，车载娱乐系统(电视和DVD播放器)等，这些应用要求高速数据传输，以满足图像传递的要求。正是这些需求的增长，带动LVDS产品在这些领域崭露头角(图3)。

LVDS非常适合汽车应用。汽车内部存在众多的电磁辐射源，因此，抗干扰能力是汽车电子设计最基本的要求。另外，考虑到LVDS传输线自身的低辐射优势，对系统的其它设施几乎不产生额外干扰。LVDS传输只需要简单的电阻连接，简化了电路布局，线路连接也非常简单(采用双绞铜质电缆)。LVDS兼容于各种总线拓扑:

点到点拓扑(一个发送器，一个接收器)

多分支拓扑(一个发送器，多个接收器)

多点拓扑(多个发送器，多个接收器)

汽车设计中存在一个关键问题，即车体不同位置的地电位有很大差异，电位差可能达到几伏特。直流耦合接口配置下，这样的电位差会很快中断数据传输。这个问题可以通过电容耦合传输信号解决，前提是信号传输中不会对电容在同一个方向长时间充电。

而实际应用无法排除这种同一方向长时间充电的可能性，比如，在传输长串的连续1信号时。MAX9213/9214(图4)利用“直流平衡”技术避免了上述问题，这类器件监控它的传输数据，当显示有过长的连续1或0信号时，芯片会在发送数据前将数据翻转，接收器可以很容易地通过翻转信号重建原始信号。这些操作消除了长串连续1或连续0信号，降低电容充电的影响，从而有效解决地电位偏差问题。

从图3可以看出另外一个潜在问题：众多的系统互连意味着大量的电缆连线，而在原有的汽车设计中电缆(线束)连接已经非常拥挤，为了解决这一问题，需要区分不同数据传输的要求，并非所有连接都要求特别高的速率，Maxim推出的MAX9217/9218可以通过一对儿双绞线提供高达700Mbps数据速率(图5)。以这个容量可以毫不费力地连接480x800分辨率的显示器。