单仁芝

【摘 要】电气自动化已走过了从无到有、从发展到成熟的过程。本文分别对电气自动化在各行业的应用进行了简要分析。

【关键词】电气自动化；应用；分析

1、电气自动化在电力系统中的应用分析

1.1集中模式的应用

集中模式也就是传统的硬接线方式，将强电信号转变为弱电信号，采用空接点方式和 4mA～20mA 标准直流信号，通过电缆硬接线将电气模拟量和开关量信号一对一接至DCS 的 I/O 模件柜，进入 DCS 进行组态，实现对电气设备的监控。这种模式又分为直接 I/O接入方式和远程 I/0 接入方式两种，前者是将电缆接至电子间集中组屏，后者是在数据较集中且离主控室较远的电气设备现场设立远程 I/0 采集柜，然后通过通信方式与 DCS 控制主机相连，两者具有相同的实现技术，本质上没有区别。电气量的采集集中组屏，便于管理，设备运行环境好；硬接线方式成熟，响应速度快。缺点主要有：电缆数量大，电缆安装工程量比较大，长距离电缆引进的干扰也可能影响了DCS的可靠性；DCS 系统按“点”收费，不仅投资大，而且只有重要的电气量才能进入 DCS，系统监测的电气信息不完整；所有信息量都要集中汇总至 DCS 系统，风险集中，影响了系统可靠性；由于 DCS 调试一般是最后才进行，采用集中模式经常难以满足倒送厂用电的要求；没有独立的电气监控主站系统，没有办法完成复杂的电气运行管理工作（如防误、事故追忆、继电保护运行与故障信息自动化管理、录波分析等高级应用功能），不能及时实现电气的“综合自动化”。

1.2分层分布式模式的应用

间隔层是由开端保护测控单元组成的，是利用面向电气一次回路及电气之间间隔的方式进行设计，将测控单元和保护单元按时分布安装在每个开关柜及其他一次设备附近。网络层由通信管理机、光纤或电缆网络构成，利用现场总线技术，实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络，对间隔层进行管理和替换信息。间隔层测控开端就地安装，减少了占用面积，各装置功能独立，组态灵活，可靠性高。模拟量采用交流样本，节省二次电缆，降低了成本，抗干扰能力增强，系统采集的数据也得到了大大提高。系统采集的数据量提高，监控信息完整，能实现在远方对保护定值的修正及信号回复，运行操作方便。分布式结构方便系统扩大和维护，局部故障不影响其他模块的（部件）正常运行。

2、电气自动化在楼宇控制方面的应用分析

2.1电气接地

2.1.1 TN-S系统

当建筑物内部没有独立的变配电的时候选用TN-S系统进行接地，TN-S是三相四线加PE线的一个接地系统，其最主要的特点是，其中性线N和保护接地的PE线，除了共同接地之外，二者不再有任何的连接。在这个系统中安全的基准电位已经具备了，在这样的情况下，需要才去的技术只要和N-C-S系统所用的技术相同即可，就能够把TN-S系统作为整个建筑物的接地系统。这种接地方式的使用，仅限在建筑物内的计算机没有其他特殊要求的时候。

现代的智能楼宇中，多使用单相用电的一些设备。单相用电设备的大量使用，使得楼宇内的单相的负载增大，最终使得三相上的负荷出现不平衡，使中性线里出现随机电流。此外，建筑物内使用的荧光灯，由于数量极大造成了，其发生的三次谐波会全部在中性线上进行叠加，使中性线的电流大大增大，鉴于这个原因切记不能把中性线直接接到设备的外壳上。2.1.2 TN-C-S系统

这个系统由TN-C和TN-S两个系统共同组成，其分界面就是N线和PE线的连接点所在平面。一般在由变电所提供供电的一些场所使用这种系统。需要注意的是，在进户之前需要对TN-C系统进行重复接地，TN-C系统重复接地之后就转变成为了TN-S系统。对于TN-C系统来说，其主要内容前面已经介绍过了，对于TN-S系统来说，其主要特征是N线和PE线在进户时共同接地，之后不再有任何连接。在这个系统中N线处于常带点状态，PE线始终不会带电，因此TN-S系统大大的提高了安全性。

2.2电气保护

2.2.1交流的工作接地

所谓的交流接地指的就是需要把变压器上的额中性线或者使其中性点进行接地处理。这里对于接地的中性线材质有要求，必须采用绝缘的铜芯线。在这个过程中要注意的是配电设备中的辅助等电位的接线端子不能外露，也不能和其他接地系统进行混接。在高压系统里对中性点进行接地处理，主要是为了确保继电保护器能够进行精确的反应，还有一个重要的作用就是避免零序电压发生偏移现象，这样就很好的保护了三相电压，使其平衡。

2.2.2 安全保护接地

这里说的安全保护接地就是要把电气设备上的没有带电的金属部分和接地体做一个金属连接。这个过程的具体操作方法就是建筑物内部的所有用电的设备和建筑区附近的金属构件，利用PE线把其良好的连接在一起。但是切记不要把N线和PE线连接在一起。

2.2.3直流接地

在现代化的智能化楼宇中会使用到很多的计算机设备以及通讯设备，这些设备进行的信息的输入、转化、传输以及放大和最终的输出的时候都是利用微电位或者微电流的高速变换来完成的，而且每个设备之间要通过互联网的协同才能完成工作。为了确保这些设备工作的准确有效性，在设计的时候，首先要配备一个稳定的供电电源，另外还需要配备的就是稳定的基准电位。引线的材质一定要选用铜芯绝缘线线，并且要求其要有较大截面积，引线的一端要与基准电位相连接，其另一端要进行直流接地。在这个过程中，要切记不能给将和N线和PE线连接在一起。

2.2.4防雷接地

现代智能楼宇中由于其需求，会出现很多的电子设备系统和各种各样的布线系统，在这些电子设备和布线系统里有很多怕雷击的部分，雷击会给这些设备带来很大的危害。鉴于以上原因，在整个建筑物例所进行的一切功能接地，都要把防雷接地作为第一步工作，并且在此基础上还要建立完善的防雷体系。参照建筑物相关的负荷等级规范要求，对建筑物进行防雷保护体系设计时应该按照一级防雷保护进行设计，组成一个具有多层屏蔽的笼形防雷体系。

3、电气自动化在净化空调设备的应用分析

净化空调系统控制自动监控装置，可设计成单个系统的测量、控制系统，也可设计成数字计算机控制管理系统。

对温度的控制。净化空凋系统采用DDC控制。装设在回风管（回风温度近似于洁净室温度）的温度传感器所检测的温度送往DX一9100，与设定点相比较，用比例加积分加微分运算进行控制，输出相应电压信号，控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作，控制回风温度保持在18"12―26‘℃之间，使洁净室温度符合GMP要求。对湿度的控制。装设在同风管（回风湿度近似丁潔净室湿度）内的湿度传感器所检测的湿度，送往控制器与设定湿度相比较，用比例加积分运算控制，输出电JK信号，控制蒸汽电动调节阀的动作，控制回风湿度保持在45%―65%，使洁净室湿度以满足GMP要求。

参考文献

[1]马永翔.电气设备防雷与接地保护分析[M].北京：中国高等教育，2002（6）：89-99.

[2]马永翔.漏电保护器在低压电网中的应用分析[J].电气开关，2006（9）：345-348.

[3]李峰.避雷器在现代电力系统中的应用[J].供用电，2000（26）：1346-1348.