电力工程施工电气自动化技术

孙海宽

【摘 要】电力设备生产安装是电力系统工作的重中之重，线路敷设更是工程的首要环节，电气自动化也是电气信息领域的一门新兴学科。但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。

【关键词】电力工程施工；电气自动化；技术研究方向

该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识，受过电工电子，系统控制及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才。

一、电力系统自动化技术

（一）电网调度自动化

现代的电网自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统，包括实时信息收集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端，位于调度中心的部分称为调度端。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。

（二）变电站自动化

电力系统中变电站与输配电线路是联系发电厂与电力用户的主要环节。变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作，提高工作效率，扩大对变电站的监控功能，提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制，其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备；二次设备数字化、网络化、集成化，尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆；操作监视实现计算机屏幕化；运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分，是电力生产现代化的一个重要环节。

（三）发电厂分散测控系统（DCS）

发电厂分散控制系统（DCS）一般采用分层分布式结构，由过程控制单元（PCU）、运行员工作站（OS）、工程师工作站（ES）和冗余的高速数据通讯网络（以太网）组成。

（四）智能保护与变电站综合自动化

对电力系统电保护的新原理进行了研究，将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于新型继电保护装置中，使得新型继电保护装置具有智能控制的特点，大大提高电力系统的安全水平。对变电站自动化系统进行了多年研究，研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于35～500kV各种电压等级变电站。微机保护领域的研究处于国际领先水平，变电站综合自动化领域的研究已达到国际先进水平。

（五）电力一次设备智能化

常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离，互相间用强信号电力电缆和大电流控制电缆连接，而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现，省却大量电力信号电缆和控制电缆，通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。

二、线路敷设

（一）电缆及其附件的检查

（二）电缆土建工程

电缆的敷设方式主要有直埋、电缆沟、电缆排管三种，在施工时要注意

1.直埋电缆沟开挖

电缆直埋敷设不需要大量的土建工程施工周期较短是经济的敷设方式。

2.电缆沟建设

电缆沟一般分砖砌沟、混凝土沟，其结构详见土建施工图

3.排管建设

电缆排管是一种比较适用、使用比较广泛的土建设施。

（三）电缆敷设内容包括直埋敷设、预制电缆沟敷设、排管敷设

1.直埋敷设

2.电缆沟电缆敷设

3.电缆排管敷设

4.电缆头的制作和选型

电缆头包括电缆终端头和电缆中间接头，电缆施工的关键部位就是电缆头的制作。交联电缆终端头根据运行环境，有户内和户外之分，收缩方式有冷缩和热缩之分。选择电缆头时应根据电缆的型号、规格，使用环境及运行经验综合考虑确定使用热缩头或冷缩头。从运行经验来看冷缩比热缩安全运行系数高。

三、高低压配电设备安装

配电柜安装要求是：配电柜应用不可燃材料制作；触电危险性小的生产场所和办公室，可安装开启式的配电板；在触电危险性大或作业环境较差的加工车间、铸造、锻造、热处理、锅炉房、木工房等场所，应安装封闭式箱柜；在有导电性粉尘或产生易燃易爆气体的危险作业场所，必须安装密闭式或防爆型的电气设施；配电柜各电气元件、仪表、开关和线路应排列整齐，安装牢固，操作方便。落地安装的柜底面应高出地面5～10mm；操作手柄中心高度一般为1.2～1.5m；柜前方0.8～1.2m的范围内无障碍物；保护线连接可靠；柜以外不得有裸带电体外露；必须装设在柜外表面或配电板上的电气元件，必须有可靠的屏护。

（一）设备要求柜（盘）本体外观检查应无损伤及变形，油漆完整无损。柜（盘）内部检查：电器装置及元件、绝缘瓷件齐全，无损伤、裂纹等缺陷。

（二）作业条件配电柜安装场所土建应具备内粉刷完成、门窗已装好的基本条件。预埋管道及预埋件均应清理好；场地具备运输条件，保持道路平整畅通。

（三）配电箱定位：根据设计要求现场确定配电箱位置以及现场实际设备安装情况，按照箱的外形尺寸进行弹线定位。

（四）基础型钢安装、配电柜（盘）安装

（五）柜（盘）试验调整、送电运行的条件、送电

四、架空电力线路的施工要点

（一）必须线进行实地勘察，详细了解现场情况，并尽可能考虑多种设计方案。

（二）在可能的条件下，应使路径长度最短、转角少，特殊跨越最少，水文地质条件好，投资少。

（三）沿线交通便利，便于施工、运行。

（四）线路应尽可能避开树林、绿化区、防护林、建筑物、不良地质地段、良田、沼泽地、水草地、易积水地、盐碱地、污染地区、洪水淹没的地段和徒坡、滑坡、崩塌、不稳定岩堆、泥石流等不良地质段等。

（五）线路转角点不宜选在高山顶、深沟、河岸、堤坝、悬崖、徒坡或易被洪水冲刷、淹没之处。

五、建筑电气设计

传统建筑电气设计只包括供电和照明，而今天一般将其设计的内容形容为强电和弱电。将供电、照明、防雷归类在强电，而其余部分，如电话、电视、消防和楼宇自控等内容统统归于弱电。这种分类以电压的高低为依据，强调了电气设计中所增加的消防、电讯和自控内容与传统电气设计内容完全不同，容易理解，所以很快被人们所接受。但是，这种按电压高低进行分类的方法并不严谨，如：动力设备的二次控制回路，其电压可能很低；而消防回路中的联动也不宜与配电箱完全分割开。又如人防设计、防雷设计、保安设计等功能性設计，其内容不仅仅是弱电信号的报警，也包含有动力、照明的联锁反应。又如防雷接地，强弱电都要求，而且有向等电位联结发展的趋势，实际上又很难分开。如果电气设计仅仅以电压高低进行分工，势必造成强弱两个子工种之间交叉过多，界限不清楚。还可以尝试一种新的分类方法，就是按功能分类。既然建筑设计是为业主的功能需要服务的，将满足某一类需要的相关设计内容放在一起考虑应该是合情合理的。建筑电气设计包括变电所电能质量提高，生活用电、照明安防、信息通讯

六、结束语

众所周知，电力工程施工是民生建设中不可缺少一部分，电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛，几乎渗透到国民经济各个部门，随着我国科技技术的发展，电力工程自动化技术也随之提高。

【参考文献】

[1]刘佳伟.电气工程自动化技术的应用〔J〕.科学创新与应用，2013，27[34）：133-134

[2]张云普.浅谈电气工程自动化技术的应用〔J〕.科技致富向导，2013，22（18）：109-110