电气自动化方向介绍

1、自动化导轮工厂电气自动化孙洪程S自动化的基本问题 控制什么控制什么？ 关于被控过程的问题，例如石油化工、航空航天、机电一体化、数控、电力电气、机器人等。 如何控制如何控制？ 控制策略与控制方案，如经典控制、先进控制、智能控制等。 用什么控制用什么控制？ 关于控制工具的问题，例如检测、执行、DCS、PLC、IPC、SIS、嵌入系统等等。关于电气自动化关于电气自动化控什么控什么(关于被控关于被控过程过程)电力系统电力系统电工学电工学如何控如何控(控制策控制策略、控制逻辑略、控制逻辑)控制原理控制原理控制系统控制系统用什么控用什么控(测量、测量、控制、执行控制、执行)自动化装置自动化装置检测技术检测

2、技术工程设计、工程设计、工程实施工程实施电机学电机学电力电子电力电子火力发电水力发电核能发电风力发电工厂变电/配电车间配电生产线国家电网电力系统示意 发电 输配电 电力拖动与运动控制 工业过程自动化工厂电气自动化电力自动化电气自动化发电火力发电（thermal power，thermoelectricity power generation）是指利用煤炭、石油、天然气等固体、 液体、气体燃料燃烧时产生的热能，通过热能来加热水，使水变成高温、高压过热蒸气，然后再由蒸气驱动汽轮机汽轮机，带动发电机的一种发电方式。在所有发电方式中，火力发电是历史最久的，也是最重要的一种。 水力发电(Hydroele

3、ctric power)利用河流、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再藉水轮机水轮机为原动力，推动发电机产生发电。核电(nuclear electric power generation)利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。风力发电(wind power generation，wind power;wind power generation)把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车

4、叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。太阳能发电（Solar power）是利用太阳的光能或热能进行发电。燃料电池生物发电汽轮机发电机组汽轮机发电机励磁机水轮机发电机组核电站发电控制 电压UAB、 UBC 、 UCA 电流IA、 IB 、 IC 频率501Hz 功率因数Cos功率视在功率、有功功率、无功功率其他输配电 输配电是将供电系统源头（发电厂）输送、分配到用户；发电机组所发的电，其电压一般在几千伏，为保证一定的功率，则输送到用户端就需要很大电流。在保证功率的条件下则必须提高输送电压。所以发电厂一般要将发电机发出电升压，调整好频率，然后才可并网。输配电是将供电系统源头（

5、发电厂）输送、分配到用户；电压等级：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。输配电变电站功能及设备将输入电压变压到所需电压（升压、降压）变电站设备分为一次设备和二次设备一次设备：发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、电抗器、自动空气开关、电力电缆、架空线路、避雷器、电流互感器、电压互感器等；二次设备：测量装置、控制装置、信号装置、继电保护装置（过压、过流、浪涌、接地等）、自动控制装置等。一次设备构成的回路称为一次回路或主回路；二次设备构成的回路称为二次回路或控

6、制回路M1:310MW高压电机M2:3MW以下高压电机M3:200kW以下低压电机M4:100kW以下低压电机SB:配电盘SC电机控制器G: 发电机变电所配电系统单线图输配电控制 电压UAB、 UBC 、 UCA 电流IA、 IB 、 IC 频率501Hz相序 短路输配电控制 微机保护系统（微保） 继电连锁保护系统（继保）配电柜配电系统图配电柜内部变压器隔离开关母线输电塔架六相4分裂导线输电塔三相6分裂导线输电塔输电线路6分裂导线8分裂导线空气断路器互感器互感器 用作：电流检测零相序检测（偏离检测）短路检测（对地短路、相间短路）电流检测零相序检测（偏离检测）短路检测（对地短路、相间短路）配电原

7、理10KV/0.4KV变压器用电设备 配电方式 国际标准IEC60364第四部分给出五种形式。其中石油工业中常用的有三种。五种形式可用缩写TNC、TNS、TNCS、TT和IT表示。基本类型是TN、TT和IT。第一个字母是T或I，第二个字母是N或T。 第一个字母表示电源绕组中点的连接情况。T表示中点采用硬接地方式，接地点通常是在绕组附近。I表示中点与绕组及设备的地是相互隔离的，一般是通过电感或电阻将中点接地，不能使用电容接地。 输配电 第二个字母表示用电设备一端的接地。有两种基本方法将用电设备的机架、机柜、盘等设备接地。这些字母是N和T，字母N又可分为两种情况，即S和C，所以就出现了NS、NC和

8、NCS三种。T表示用电设备端是自己硬接地的，该接地是独立于电源接地之外的。N表示采用低阻抗导线将电源端的地接到用电设备一端，而用电设备的接地就连接到这根导线上。S表示从电源端中点向用电设备端敷设一条导线，该导线与保护地线是相互独立的，也就是需要为三相用电设备敷设五根导线。C表示中线与保护地线是一根导线，也就是需要为三相用电设备敷设四根导线。 输配电ABC电气设备电气设备E金属框架金属框架PEN安装界区安装界区附加接地附加接地电源电缆电源电缆或架空线或架空线发电机发电机或变压器或变压器TNC型接地及送电型接地及送电用电设备用电设备ABC电气设备电气设备N金属框架金属框架PE安装界区安装界区电源电

9、缆电源电缆或架空线或架空线发电机发电机或变压器或变压器TNS型接地及送电型接地及送电用电设备用电设备ABC电气设备电气设备E，N金属框架金属框架PEN安装界区安装界区附加接地附加接地电源电缆电源电缆或架空线或架空线发电机发电机或变压器或变压器TNCS型接地及送电型接地及送电用电设备用电设备ABC电气设备电气设备E金属框架金属框架PE安装界区安装界区现场接地现场接地电源电缆电源电缆或架空线或架空线发电机发电机或变压器或变压器TT型接地及送电型接地及送电用电设备用电设备NABC电气设备电气设备E金属框架金属框架PE安装界区安装界区现场接地现场接地电源电缆电源电缆或架空线或架空线发电机发电机或变压器

10、或变压器IT型接地及送电型接地及送电用电设备用电设备Rn或或Zn关于接地 接地的目的与作用避免操作人员、维护人员以及接近电气设备的其他人员受到电击（人身安全）；当设备内部出现故障时，导线与设备外壳或框架之间会有电流流过，接地可减小该电流对设备的损坏（设备安全）；为电力系统提供一个零参考电位（参考电位）。 关于接地 接地原理 利用埋设在地里的导体（接地体），通过导线使得被接地部分等于大地的电位（Earthing）。其目的是工作接地体和导流排使得被接地点的电荷散流大地中。 由于接地是要通过接地体与大地实现的，接地环境是会影响电荷散流的，这就必须考虑土壤电阻和接地体结构问题（Grounding）。电

11、力拖动与运动控制 电力拖动 电力拖动是工业生产的原动机，大部分是电动机和一些电磁执行机构。 电动机包括一些交流电动机（异步电动机、同步电动机等），直流电动机（它激式、串激式、复激式等）和微型电动机。 通过这些电动机带动机械设备，例如泵、压缩机、升降机、传送带、搅拌、螺杆等。驱动相应设备进行正常生产。各种电动机和机械设备三相异步电机三相同步电机微型电机升降机水泵离心式压缩机传送带电力拖动与运动控制 电力拖动与运动控制的任务对生产中的位置、速度、加速度、转角、转速、角加速度、转矩等进行控制，使其按生产要求运行；对上述机械量进行测量之外,还会对振动、推力、轴温等参数进行测量；对泵、压缩机等旋转动力进

12、行控制；对升降机、电梯等进行位置控制；机器人运动控制；数控加工控制等等。电力拖动与运动控制 速度控制:直接调速F变频(交流)F电枢电流(直流)F励磁电流(直流)磁力偶合F滑差调速F磁力偶合器调速液力偶合F液力偶合器变速调速西门子变频器滑差电机_磁力偶合滑差电机_磁力偶合原理液力偶合调速机械量测量测速电机光电编码测速行程开关转矩测量测振传感器工业过程自动化 工业过程自动化包括：顺序控制，如包装、灌装、间歇生产等；连锁报警，如消防连锁、设备监视等；加工制造，如轧钢、机件加工、自动化生产线工业过程自动化工业过程自动化电气与自动化的关系 电力系统本身的自动化 其他自动化领域的供电电力系统自动化 电厂自动化 火力发电中锅炉、水系统等 核电反应堆控制、锅炉控制、水系统控制 输电自动化 电网运行监测、复核调整 配电自动化 电气参数（电压