電氣自動(dòng)化方向介紹

1、自動(dòng)化導(dǎo)輪工廠電氣自動(dòng)化孫洪程S自動(dòng)化的基本問(wèn)題 控制什么控制什么？ 關(guān)于被控過(guò)程的問(wèn)題，例如石油化工、航空航天、機(jī)電一體化、數(shù)控、電力電氣、機(jī)器人等。 如何控制如何控制？ 控制策略與控制方案，如經(jīng)典控制、先進(jìn)控制、智能控制等。 用什么控制用什么控制？ 關(guān)于控制工具的問(wèn)題，例如檢測(cè)、執(zhí)行、DCS、PLC、IPC、SIS、嵌入系統(tǒng)等等。關(guān)于電氣自動(dòng)化關(guān)于電氣自動(dòng)化控什么控什么(關(guān)于被控關(guān)于被控過(guò)程過(guò)程)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)電工學(xué)電工學(xué)如何控如何控(控制策控制策略、控制邏輯略、控制邏輯)控制原理控制原理控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)用什么控用什么控(測(cè)量、測(cè)量、控制、執(zhí)行控制、執(zhí)行)自動(dòng)化裝置自動(dòng)化裝置檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)

2、技術(shù)工程設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)施工程實(shí)施電機(jī)學(xué)電機(jī)學(xué)電力電子電力電子火力發(fā)電水力發(fā)電核能發(fā)電風(fēng)力發(fā)電工廠變電/配電車間配電生產(chǎn)線國(guó)家電網(wǎng)電力系統(tǒng)示意 發(fā)電 輸配電 電力拖動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制 工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化工廠電氣自動(dòng)化電力自動(dòng)化電氣自動(dòng)化發(fā)電火力發(fā)電（thermal power，thermoelectricity power generation）是指利用煤炭、石油、天然氣等固體、 液體、氣體燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能，通過(guò)熱能來(lái)加熱水，使水變成高溫、高壓過(guò)熱蒸氣，然后再由蒸氣驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的一種發(fā)電方式。在所有發(fā)電方式中，火力發(fā)電是歷史最久的，也是最重要的一種。 水力發(fā)電(Hydroele

3、ctric power)利用河流、湖泊等位于高處具有位能的水流至低處，將其中所含之位能轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)之動(dòng)能，再藉水輪機(jī)水輪機(jī)為原動(dòng)力，推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生發(fā)電。核電(nuclear electric power generation)利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來(lái)代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。風(fēng)力發(fā)電(wind power generation，wind power;wind power generation)把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動(dòng)能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動(dòng)能，這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車

4、葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。太陽(yáng)能發(fā)電（Solar power）是利用太陽(yáng)的光能或熱能進(jìn)行發(fā)電。燃料電池生物發(fā)電汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組核電站發(fā)電控制 電壓UAB、 UBC 、 UCA 電流IA、 IB 、 IC 頻率501Hz 功率因數(shù)Cos功率視在功率、有功功率、無(wú)功功率其他輸配電 輸配電是將供電系統(tǒng)源頭（發(fā)電廠）輸送、分配到用戶；發(fā)電機(jī)組所發(fā)的電，其電壓一般在幾千伏，為保證一定的功率，則輸送到用戶端就需要很大電流。在保證功率的條件下則必須提高輸送電壓。所以發(fā)電廠一般要將發(fā)電機(jī)發(fā)出電升壓，調(diào)整好頻率，然后才可并網(wǎng)。輸配電是將供電系統(tǒng)源頭（

5、發(fā)電廠）輸送、分配到用戶；電壓等級(jí)：220/380V（0.4 kV）、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、1000 kV。輸配電變電站功能及設(shè)備將輸入電壓變壓到所需電壓（升壓、降壓）變電站設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備一次設(shè)備：發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、電抗器、自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)、電力電纜、架空線路、避雷器、電流互感器、電壓互感器等；二次設(shè)備：測(cè)量裝置、控制裝置、信號(hào)裝置、繼電保護(hù)裝置（過(guò)壓、過(guò)流、浪涌、接地等）、自動(dòng)控制裝置等。一次設(shè)備構(gòu)成的回路稱為一次回路或主回路；二次設(shè)備構(gòu)成的回路稱為二次回路或控

6、制回路M1:310MW高壓電機(jī)M2:3MW以下高壓電機(jī)M3:200kW以下低壓電機(jī)M4:100kW以下低壓電機(jī)SB:配電盤(pán)SC電機(jī)控制器G: 發(fā)電機(jī)變電所配電系統(tǒng)單線圖輸配電控制 電壓UAB、 UBC 、 UCA 電流IA、 IB 、 IC 頻率501Hz相序 短路輸配電控制 微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)（微保） 繼電連鎖保護(hù)系統(tǒng)（繼保）配電柜配電系統(tǒng)圖配電柜內(nèi)部變壓器隔離開(kāi)關(guān)母線輸電塔架六相4分裂導(dǎo)線輸電塔三相6分裂導(dǎo)線輸電塔輸電線路6分裂導(dǎo)線8分裂導(dǎo)線空氣斷路器互感器互感器 用作：電流檢測(cè)零相序檢測(cè)（偏離檢測(cè)）短路檢測(cè)（對(duì)地短路、相間短路）電流檢測(cè)零相序檢測(cè)（偏離檢測(cè)）短路檢測(cè)（對(duì)地短路、相間短路）配電原

7、理10KV/0.4KV變壓器用電設(shè)備 配電方式 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60364第四部分給出五種形式。其中石油工業(yè)中常用的有三種。五種形式可用縮寫(xiě)TNC、TNS、TNCS、TT和IT表示?；绢愋褪荰N、TT和IT。第一個(gè)字母是T或I，第二個(gè)字母是N或T。 第一個(gè)字母表示電源繞組中點(diǎn)的連接情況。T表示中點(diǎn)采用硬接地方式，接地點(diǎn)通常是在繞組附近。I表示中點(diǎn)與繞組及設(shè)備的地是相互隔離的，一般是通過(guò)電感或電阻將中點(diǎn)接地，不能使用電容接地。 輸配電 第二個(gè)字母表示用電設(shè)備一端的接地。有兩種基本方法將用電設(shè)備的機(jī)架、機(jī)柜、盤(pán)等設(shè)備接地。這些字母是N和T，字母N又可分為兩種情況，即S和C，所以就出現(xiàn)了NS、NC和

8、NCS三種。T表示用電設(shè)備端是自己硬接地的，該接地是獨(dú)立于電源接地之外的。N表示采用低阻抗導(dǎo)線將電源端的地接到用電設(shè)備一端，而用電設(shè)備的接地就連接到這根導(dǎo)線上。S表示從電源端中點(diǎn)向用電設(shè)備端敷設(shè)一條導(dǎo)線，該導(dǎo)線與保護(hù)地線是相互獨(dú)立的，也就是需要為三相用電設(shè)備敷設(shè)五根導(dǎo)線。C表示中線與保護(hù)地線是一根導(dǎo)線，也就是需要為三相用電設(shè)備敷設(shè)四根導(dǎo)線。 輸配電ABC電氣設(shè)備電氣設(shè)備E金屬框架金屬框架PEN安裝界區(qū)安裝界區(qū)附加接地附加接地電源電纜電源電纜或架空線或架空線發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)或變壓器或變壓器TNC型接地及送電型接地及送電用電設(shè)備用電設(shè)備ABC電氣設(shè)備電氣設(shè)備N金屬框架金屬框架PE安裝界區(qū)安裝界區(qū)電源電

9、纜電源電纜或架空線或架空線發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)或變壓器或變壓器TNS型接地及送電型接地及送電用電設(shè)備用電設(shè)備ABC電氣設(shè)備電氣設(shè)備E，N金屬框架金屬框架PEN安裝界區(qū)安裝界區(qū)附加接地附加接地電源電纜電源電纜或架空線或架空線發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)或變壓器或變壓器TNCS型接地及送電型接地及送電用電設(shè)備用電設(shè)備ABC電氣設(shè)備電氣設(shè)備E金屬框架金屬框架PE安裝界區(qū)安裝界區(qū)現(xiàn)場(chǎng)接地現(xiàn)場(chǎng)接地電源電纜電源電纜或架空線或架空線發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)或變壓器或變壓器TT型接地及送電型接地及送電用電設(shè)備用電設(shè)備NABC電氣設(shè)備電氣設(shè)備E金屬框架金屬框架PE安裝界區(qū)安裝界區(qū)現(xiàn)場(chǎng)接地現(xiàn)場(chǎng)接地電源電纜電源電纜或架空線或架空線發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)或變壓器

10、或變壓器IT型接地及送電型接地及送電用電設(shè)備用電設(shè)備Rn或或Zn關(guān)于接地 接地的目的與作用避免操作人員、維護(hù)人員以及接近電氣設(shè)備的其他人員受到電擊（人身安全）；當(dāng)設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，導(dǎo)線與設(shè)備外殼或框架之間會(huì)有電流流過(guò)，接地可減小該電流對(duì)設(shè)備的損壞（設(shè)備安全）；為電力系統(tǒng)提供一個(gè)零參考電位（參考電位）。 關(guān)于接地 接地原理 利用埋設(shè)在地里的導(dǎo)體（接地體），通過(guò)導(dǎo)線使得被接地部分等于大地的電位（Earthing）。其目的是工作接地體和導(dǎo)流排使得被接地點(diǎn)的電荷散流大地中。 由于接地是要通過(guò)接地體與大地實(shí)現(xiàn)的，接地環(huán)境是會(huì)影響電荷散流的，這就必須考慮土壤電阻和接地體結(jié)構(gòu)問(wèn)題（Grounding）。電

11、力拖動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制 電力拖動(dòng) 電力拖動(dòng)是工業(yè)生產(chǎn)的原動(dòng)機(jī)，大部分是電動(dòng)機(jī)和一些電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 電動(dòng)機(jī)包括一些交流電動(dòng)機(jī)（異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)等），直流電動(dòng)機(jī)（它激式、串激式、復(fù)激式等）和微型電動(dòng)機(jī)。 通過(guò)這些電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備，例如泵、壓縮機(jī)、升降機(jī)、傳送帶、攪拌、螺桿等。驅(qū)動(dòng)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行正常生產(chǎn)。各種電動(dòng)機(jī)和機(jī)械設(shè)備三相異步電機(jī)三相同步電機(jī)微型電機(jī)升降機(jī)水泵離心式壓縮機(jī)傳送帶電力拖動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制 電力拖動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制的任務(wù)對(duì)生產(chǎn)中的位置、速度、加速度、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、角加速度、轉(zhuǎn)矩等進(jìn)行控制，使其按生產(chǎn)要求運(yùn)行；對(duì)上述機(jī)械量進(jìn)行測(cè)量之外,還會(huì)對(duì)振動(dòng)、推力、軸溫等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量；對(duì)泵、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力進(jìn)

12、行控制；對(duì)升降機(jī)、電梯等進(jìn)行位置控制；機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制；數(shù)控加工控制等等。電力拖動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制 速度控制:直接調(diào)速F變頻(交流)F電樞電流(直流)F勵(lì)磁電流(直流)磁力偶合F滑差調(diào)速F磁力偶合器調(diào)速液力偶合F液力偶合器變速調(diào)速西門(mén)子變頻器滑差電機(jī)_磁力偶合滑差電機(jī)_磁力偶合原理液力偶合調(diào)速機(jī)械量測(cè)量測(cè)速電機(jī)光電編碼測(cè)速行程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)矩測(cè)量測(cè)振傳感器工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化 工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化包括：順序控制，如包裝、灌裝、間歇生產(chǎn)等；連鎖報(bào)警，如消防連鎖、設(shè)備監(jiān)視等；加工制造，如軋鋼、機(jī)件加工、自動(dòng)化生產(chǎn)線工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化電氣與自動(dòng)化的關(guān)系 電力系統(tǒng)本身的自動(dòng)化 其他自動(dòng)化領(lǐng)域的供電電力系統(tǒng)自動(dòng)化 電廠自動(dòng)化 火力發(fā)電中鍋爐、水系統(tǒng)等 核電反應(yīng)堆控制、鍋爐控制、水系統(tǒng)控制 輸電自動(dòng)化 電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)、復(fù)核調(diào)整 配電自動(dòng)化 電氣參數(shù)（電壓