【关键词】智能电器 低压配电自动化 智能电器应用 低压配电电器 应用
中图分类号： TM642+.2 文献标识码： A 文章编号：
一．引言。
所谓的智能电器，就是将电力电子、数字信号处理、电磁兼容、数控制造、传感器、现场的总线局域网、计算机及动态模拟仿真，加入新材料和新工艺，和现场的质量监控技术进行有机结合而产生的新一代具有智能化的电器。随着我国微电子技术的快速发展，各种微处理芯片和各类通讯协议芯片、电流传感器、电压及功率电子器件等技术得到迅速提升，通过各种组合，将智能电器嵌入到低压电器中，而成为网络化、智能化和小型化的具有稳定可靠，节能环保，安全有效的新时代电器。
二.智能电器的发展及应用
我国智能电器的发展已有20多年的历史，从开始的引进、仿制和消化吸收到自主创新，其控制器的性能和断路器的极限分断能力已与国外的品牌产品一样，有些指标已超过国外同类产品。1000V以下的低压电器智能化程度较高，3kV、6kV、10kV、24kV和35kV中压电器智能化速度较慢。而110kV、220kV、330kV、500kV、750kV和1000kV高压电器由于传感器技术、电磁兼容和可靠性等方面因素，智能化水平更低一些。本文所述的智能电器主要是指1000V以下（含AC230V、400V和690V）低压电器。
目前国内低压配电柜中使用较多的智能电器主要有：智能框架断路器（简称ACB）、智能塑料外壳式断路器（简称MCCB）、智能漏电断路器（简称RCCB，又称剩余电流断路器、零序电流断路器）、智能双电源自动切换装置（简称ATSE）、智能无功功率自动补偿控制器（简称JKG、JKF、JKL和JKW）、智能数字仪表系列、智能电动机保护器、智能软起动器、变频调速器、智能型接触器、智能型CPS、智能型微型断路器和智能型防爆电器等。
智能框架断路器（简称ACB）。ACB是低压配电柜中的主开关或分支开关，我国年用量约65万台，全部是智能型的。它具有过载长延时反时限保护，短路短延时、短路瞬时保护，单相金属性对地短路保护，中性极保护，负载监控保护，区域联锁选择性保护，MCR（合闸短路开断保护），缺相及三相电流不平衡保护，过电压、欠电压、失电压和三相电压不平衡保护，需量电流、需量功率保护，过频、欠频及逆功率保护等。
随着建筑电气的发展和智能电网的建设,拥有智能化功能的低压电器越来越受住宅配电系统供应商重视。,在南京举办的第二届中国国际电工电器装备博览会上,就有很多智能化的低压电器产品亮相。法泰电器(江苏)有限公司展出的FTB1带选择性保护小型断路器.就是智能低压电器的典型代表。FTB1由法泰电器、上海电器科学研究所等联合开发.具有完全自主知识产权。该产品属于第四代低压电器.填补了我国低压终端配电系统在选择性保护领域的空白.不仅分断能力高、产品体积小.而且具有选择性保护、智能化通信功能.能满足智能楼宇和智能终端配电回路系统的使用需求。同样具有智能化功能的还有百利特精电气股份有限公司研制的VW60新一代智能低压框架断路器。VW60万能式低压断路器产品具有体积小、短路性能强、操作机构新颖和现场总线技术水平高等特点。该产品的成功开发.可促进智能化低压配电与电控成套开关设备的发展，从而推动配网智能。
四.智能电器在低压配电自动化中的应用。
1.低压电器。
传统的开关电器无法满足现代化控制与配电系统的需求，限制了现代化控制与配电系统的发展。随着电力系统自动化程度的不断提高，对开关电器提出了高性能、高可靠性、小型化、多功能、组合化、模块化、智能化的要求。
电器智能化技术几乎是与微机技术(特别是单片微机控制技术)、微电子技术、计算机网络和数字通信技术同步发展的。早在20世纪70年代末和80年代初，从世界上第一片8位单片机问世起，西欧、日本和美国就开始研究通过超大规模集 成电路技术，把单片机及其所需电路芯片制成可与电动机供电电器相结合的专用集成电路IC (Integrated Circuit)芯片，替代体积庞大的继电器控制电路，完成电动机起动、控制和多种保护功能。日本和美国在20世纪80年代中期将这种产品成功推向市场，开发出第一代智能电器产品—单片机化电动机多功能保护装置。
在智能电器发展初期，对智能电器的定义曾有过一个很不确切的认识，即“微机控制+开关电器”就是智能电器。从大多数智能电器元件和成套设备的硬件结构看，它们确实主要包含这两部分。把这类产品称为智能电器的实质是因为微机控制和现场各类参量的数字处理技术的应用，使这类产品具有了自动识别有无故障及故障类别的能力，并能根据现场情况控制开关电器的操作机构进行不同的操作。
2.智能低压电器的优点。
智能低压电器具有五大优点：
一.普通配电电器会使配电系统产生高次谐波，而智能配电电器能够消除输入信号中的高次谐波，从而避免高次谐波造成的误操作。
二.智能过载保护电器可以保护多种起动条件的电动机，具有很高的动作可靠性，如电动机过载与断相保护、接地保护、三相不平衡保护以及反相或低电流保护等。
三.智能保护继电器具有监控、保护和通信功能。
四.智能电器可实现中央计算机集中控制，提高了配电系统自动化程度，使配电、控制系统调度和维护达到新水平。
五.智能电器采用数字化新型监控元件，使配电系统和控制中心提供的信息最大幅度增加，且接线简单、便于安装，提高了工作可靠性。
3.应用。
（1）低压电器基本智能化技术。
目前,智能化低压电器基本含义主要包括以下功能,保护与控制功能齐全,兼有电参数测量,外部故障检测、报警和开关内部故障自诊断与报警,系统运行状态监控,电能使用管理等功能(或其中一部分功能)。
(2)智能配电系统过电流保护新技术。
当配电系统发生非正常过电流时，低压电器应及时断开。为了使故障停电限制在最小范围，低压电器应有选择性断开。即故障级保护电器迅速切除故障电路上级保护电器不跳闸，这对智能电网尤为重要。
（3）智能电网过电压保护技术。
由于智能电网中大量采用网络化、信息化技术及相关设备，这些设备中含有大量电子器件，相当一部分设备本身就是电子化的。它们容易受雷电和系统中其他开关设备操作过电压伤害。另外智能电网中必然包括分布式新能源系统，这些系统无论是发电设备还是控制设备同样易受过电压伤害，因此智能电网过电压保护尤为重要。
五．结束语。
目前，我国国产的低压智能电器还存在许多问题亟待解决，通过继续研发新产品，深入技术研究，拓展低压电器领域，利用新型能源技术，积极开发新能源配套的电器和控制系统，在保证产品可靠性的基础上，逐步完善产品功用，实现智能化、网络化。
参考文献：
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论文摘要 在人类所利用的能源当中，电能是最清洁最方便的；电气传动无疑有着很大的意义，随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅速发展，电气传动技术也得到了长足的发展。本文在对大量国内外文献分析的基础上，总结和论述了我国在电力电子和电力传动系统领域的研究现状。
从学术的角度来看，电力电子技术的主要任务是研究电力电子器件（功率半导体）设备，转换器拓扑结构，控制和电力电子应用，实现电力和磁场的能量转换、控制、传输和存储，以便实现合理和有效使用的各种形式的能源，高品质的人力的电力和磁场的能量。
1 电力电子的研究方向
就目前情况而言，我国电力电子的研究范围与研究内容主要包括：1）电力电子元器件及功率集成电路；2）电力电子变换器技术的研究主要包括新的或电力能源的节约和新能源电力电子，军事和空间应用等作为特殊的电力电子转换器技术的智能电力电子变换器技术，控制电力电子系统和计算机仿真建模；3）电力电子技术的应用，其研究内容包括超高功率转换器，在能源效率，可再生能源发电，钢铁，冶金，电力，电力牵引，船舶推进应用，电力电子系统的信息化和网络；电力电子系统的故障分析和可靠性；复杂的电力电子系统的稳定性和适应性；4）电力电子系统集成，其研究内容包括标准化电力电子模块；单芯片和多芯片系统设计，集成电力电子系统的稳定性和可靠性。
2 我国电力电子发展中存在的问题
当前的主要问题是：中国的电力电子产品和设备目前生产的大部分是也主要是晶闸管，虽然它可以创造一些高科技电子产品和电气设备，但他们都使用电力电子外国生产设备和多组分组装集成的制造方法，尤其是先进的全控型电力电子器件全部依赖进口，而许多关系到国民经济和国家安全，在一些关键领域的核心技术，软件，硬件和关键设备，我国的外资控制和封锁。特别是在关系国民经济和国家安全，更多先进水平的核心技术差距的关键领域，这种情况正在迅速变化的挑战和我们的道德律令。
在过去，虽然我国国民经济的各个部门，先后引进了国外先进技术，已开始注意到国内突出的问题，从表面上看，虽然对引进技术的绝大多数可以在几年后达到国产化率70％的要求，但只要仔细分析，不难发现，并最终拒绝外国公司转让技术和关键部件，都涉及到高科技的电力电子技术和动力传动产品在核心技术。
目前国外和问题的主要区别是：电力电子器件的全面控制，不能制造国内制造的高功率转换器，低技术，设备可靠性差，电力电子数字控制技术水平仍处于初级阶段；应用程序的控制技术和系统控制软件的水平较低；缺乏经验的重大项目等。高性能高功率转换器设备几乎全部从国外进口。
3 电力传动系统的发展现状分析
目前我国电力传动系统的研究主要围绕交流转动系统展开，随着交流电动机调速理论的突破和调速装置（主要是变频器）性能的完善，电动机的调速从直流发电机-电动机组调速、晶闸管可控整流器，直流调压调速逐步发展到交流电动机变频调速。交流传动系统之所以发展得如此迅速，和一些关键性技术的突破性进展有关。它们是功率半导体器件（包括半控型和全控型）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机控制技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术。为了进一步提高交流传动系统的性能，国内有关研究工作正围绕以下几个方面展开：
1）输入电流为正弦和四象限运行开辟了新的途径
高性能交流驱动系统电压型PWM逆变器中的应用日益广泛，PWM技术的研究更深入。 PWM功率半导体器件采用高频开启和关闭，成为一个在一定宽度的电压脉冲序列法律的变化，为了实现频率，变压器，有效地控制和消除谐波的直流电压。 PWM技术可分为三类：正弦PWM，优化PWM及随机PWM。正弦PWM的电压，电流和磁通正弦PWM计划的目标包括。正弦PWM普遍提高功率器件的开关频率将是一个非常出色的表现，在中小功率交流驱动系统等被广泛使用。但为大容量的电源转换设备，高开关频率将导致大的开关损失，以及高功率设备，如GTO的开关频率仍不做的非常高的在这种情况下，在最佳的PWM技术只是满足的需求该设备。
2）应用矢量控制技术、直接转矩控制技术及现代控制理论
交流电机交流驱动系统是一个多变量、非线性、强耦合、时变控制对象，变频调速控制，电机控制的稳定状态方程的研究动态控制非常令人满意的结果的特点。 70年代初提出研究交流电机的控制过程的动态，不仅要控制每个变量的振幅，而控制的阶段，为了实现交流电机磁通和转矩的解耦矢量变换方法，促使高性能交流驱动系统逐渐向实际使用。高动态性能的电流矢量控制变频器已成功应用于轧机主传动，电力牵引系统和数控机床。此外，为了解决系统的复杂性和控制精度之间的矛盾，但也提出一个新的控制方法，如直接转矩控制，方向控制电压，特别是与微处理器控制技术，现代控制理论在各种控制方法也得到了应用，如二次型性能指标最优控制和双位模拟调节器控制，可以提高系统的动态性能，滑（滑模）变结构控制可以提高系统的鲁棒性，状态观测器和卡尔曼滤波器可以得到状态信息不能测量，自适应控制能够全面提高系统的性能。此外，智能控制技术，如模糊控制，神经网络控制，也开始在交流变频调速驱动系统用于提高控制精度和鲁棒性。
3）广泛应用微电子技术
随着微电子技术的发展，数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。目前适于交流传动系统的微处理器有单片机、数字信号处理器（Digital Signal Processor——DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器、多总线结构、流水线结构和多处理器结构等。核心控制算法的实时完成、功率器件驱动信号的产生以及系统的监控、保护功能都可以通过微处理器实现，为交流传动系统的控制提供很大的灵活性，且控制器的硬件电路标准化程度高，成本低，使得微处理器组成的全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。
4 结论
虽然我国电力电子与电力系统传动系统技术得到了长足的发展，但与发达国家相比仍然存在较大差距，许多关键技术有待突破，关键部件还长期依赖进口的局面还没有打破。
参考文献
教师自身的专业水平理论联系实际，在实践工作中检验理论、提升理论，是企业对毕业生的要求。理论指导实践，在实践工作中运用科学的理论指导实践，是企业对工程技术人员的要求。作者曾在电力系统就职，体会比较深刻。对于变电站而言变压器检修经常要做空载和短路试验，工程上变压器空载试验方法采用调压器在低压侧加压，空载容量应小于调压器容量的50％，试验电流为额定电流的1‰～1%,以测量变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时，空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。变压器短路试验用自耦变压器调节原边电压，原边电流达到额定值时，测量变压器铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%。通过亲自动手做压器空载、短路试验及观察实验现象，联系《电路》、《电机学》中关于变压器的相关知识，加深了对变压器的学习与理解。发电厂自动化控制是电力系统的发展趋势与要求，已投产和在建的大型发电厂的自动化控制水平非常高，已达到“无人值守，少人值班”管理模式。发电机组的自动开停机、自动同期并网技术验证了《自动控制理论》、《继电保护》等相关理论知识。在电力系统工作的4年中，笔者的理论知识在工作实践中不断得到深化和提升。
二电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用
1教材选用目的更加明确教材是高校实施培养计划的重要介质
直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验，选用更具有方向性与实践性的教材，提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势，其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的，可编程控制器（ProgrammableLogicController，PLC）被广泛应用到电力系统中，目前国内应用的PLC有西门子（SIEMENS）公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场，西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时，应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材，教学内容更接近电力系统工作实践，使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。
2培养学生更具有方向性现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求
扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言，从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容，熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识，这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业，是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜，实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作，电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文，例如对发电厂而言，每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等，特别是实行工作票制度后，每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言，必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。
3将工作经验融入教学将宝贵的工作经历融于课堂教学
可极大地丰富教学内容，提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时，结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验，使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时，以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例，将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来，以培养更适合企业要求的应用型人才。
4将企业中应用的前沿技术带进课堂随着数字化电站、智能电网的建设
大型发电机组实现并网发电，状态检测技术投入使用，开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异，设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂，在丰富教学内容的同时，增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作，巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作，水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂，有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势，积极地规划自己的职业发展方向。
三结语
关键词：EDA，频率计，VHDL硬件描述语言，CPLD
1. 前言
EDA(Electronics Design Automation,电子设计自动化)技术是现代电子学的标志，是微电子设计领域的一场革命,而基于EDA技术的芯片设计正成为电子系统的主流。随着微电子技术的迅猛发展，电子设计技术跨过了三个阶段。①20世纪五十年代：小规模集成电路（SSI）和中规模集成电路（MSI）用来设计硬件系统；②七十年代：以微处理器为核心的软件编程设计；③八十年代末至今：硬件系统集成设计，即系统芯片(SOC)和专用集成电路(ASIC)设计，是21世纪微电子技术发展的重点。
本文主要阐述了采用先进的EDA工具MAX+plusⅡ对10MHz自动频率计进行设计的过程。论文参考。在此设计中我们采用现在国际流行的VHDL硬件描述语言对CPLD进行编程，并通过MAX+plusⅡ平台对设计进行仿真验证，最终完成设计的要求，用单片CPLD实现10MHz频率计的功能。
2. 单片自动频率计的设计
数字化、智能化、自动化和小型化是现代测量仪器的发展方向。论文参考。具有50多年发展历史的频率计是实验室中常用的仪器之一，它已成为一种典型的数字化、智能化、自动化的测量仪器，并越来越趋于小型化。单片自动频率计以单片可编程器件为载体，利用VHDL语言，实现10MHz以内频率的自动测量。该频率计用可编程器件一片，10MHz晶体振荡器一块和4位七段LED显示器。
2.1 自动频率计的结构
关键词：变频器，控制技术，应用
电力电子技术诞生至今已近50年,他对人类的文明起了巨大的作用.近10年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。交流电机变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其有益的
调速和起制动性能、高效率、高功率因数的节电效果、适用范围广等优点,而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。
1.变频调速技术的现状
电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置三部分组成。电气传动可分为调速和不调速两大类,调速又分为交流调速和直流调速两种方式。不调速电动机直接由电网供电。但是,随着电力电子技术的发展,原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能,改善产品质量,提高产量。以我国为例,60%的发电量是通过电动机消耗的。因此,调速传动有着巨大的节能潜力,变频调速是交流调速的基础和主干内容,变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。近年来。变频调速技术已成为交流调速中最活跃、发展最快的技术。
1.1国外现状
采用变频的方法,实现对电机转速的控制,大约已有40年的历史,但变频调速技术的高速发展,则是近十年的事情,主要是由下面几个因素决定:
1.1.1市场有大量需求
随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,变频器越来越广泛地应用在冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等各个行业以及风机、水泵等节能场合,并取得了显著的经济效益。
1.1.2功率器件发展迅速
变频调速技术是建立在电力电子技术基础之上的。近年来高电压、大电流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模块IPM(Intelligent Power Module)等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。在大功率交―交变频(循环交流器)调速技术方面,法国阿尔斯通已能提供单机容量达30000kW的电器传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面,意大利ABB公司提供了单机容量为60000kW的设备用于抽水蓄能电站;在中功率变频调速技术方面,德国西门子公司Simovert A电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10-2600kVA和Simovert PGTOPWM变频调速设备单机容量为100-900kVA,其控制系统已实现全数字化,用于电机风车,风机,水泵传动;在小功率变频调速技术方面,日本富士BJT变频器最大单机容量可达700kVA,IGBT变频器已形成系列产品,其控制系统也已实现全数字化。
IPM投入应用比IGBT约晚二年,由于IPM包含了1GBT芯片及的驱动和保护电路,有的甚至还把光耦也集成于一体,是一种更为适用的集成型功率器件。目前,在模块额定电流10-600A范围内,通用变频器均有采用IPM的趋向。IPM除了在工业变频器中被大量采用之外,经济型的IPM在近年内也开始在一些民用品,如家用空调变频器,冰箱变频器,洗衣机变频器中得到应用。IPM也在向更高的水平发展,日本三菱电机最近开发的专用智能模块ASIPM将不需要外接光耦,通过内部自举电路可单电源供电,并采用了低电感的封装技术,在实现系统小型化、专用化、高性能、低成本方面又推近了一步。
1.1.3控制理论和微电子技术的支持
在现代自动化控制领域中,以现代控制论为基础,融入模糊控制、专家控制、神经控制等新的控制理论,为高性能变频调速提供了理论基础;16位、32位高速微处理器以及信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)技术的快速发展,则为实现变频调速的高精度、多功能提供了硬件手段。
1.2国内现状
从整体上看我国电气传动系统制造技术水平较国际先进水平差距10-15年。在大功率交-交,无换向器电动机等变频技术方面,国内只有少数科研单位有能力制造,但在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组启动及运行、大容量风机、压缩机和轧机传动、矿井卷扬机方面有很大需求。在中小频率技术方面,国内学者做了大量变频理论的基础研究。早在80年代,已成功引入矢量控制的理论,针对交流电机具有多变量、强耦合、非线性的特点,采用了线性解耦和非线性解耦的方法,探讨交流电机变频调速的控制策略。进入90年代,随着高性能单片机和数字信号处理的使用,国内学者紧跟国外最新控制策略,针对交流电机感应特点,采用高次谐波注入SPWM和空间磁通矢量PWM等方法,控制算法采用模糊控制,神经网络理论对感应电机转子电阻、磁链和转矩进行在线观测,在实现无速度传感器交流变频调速系统的研究上作了有益的基础研究。在新型电力电子器件应用方面,由于GTR,GTO,IGBT,IPM等全控制器件的使用,使得中小功率的变流主电路大大简化,大功率SCR,GTO,IG-BT,IGCT等器件的并联、串联技术应用,使高电压、大电流变频器产品的生产及应用成为现实。在控制器件方面,实现了从16位单片机到32位DSP的应用。国内学者一直致力于变频调速新型控制策略的研究,但由于半导体功率器件和DSP等器件依赖进口,使得变频器的制造成本较高,无法形成产业化,与国外的知名品牌相抗衡。国内几乎所有的产品都是普通的V/f控制,仅有少量的样机采用矢量控制,品种与质量还不能满足市场需要,每年需大量进口高性能的变频器。
因此,国内交流变频调速技术产业状况表现如下:(1)变频器控制策略的基础研究与国外差距不大。(2)变频器的整机技术落后,国内虽有很多单位投入了一定的人力、物力,但由于力量分散,并没形成一定的技术和生产规模。(3)变频器产品所用半导体功率器件的制造业几乎是空白。(4)相关配套产业及行业落后。(5)产销量少,可靠性及工艺水平不高。
2.变频调速技术未来发展的方向
变频调速技术主要向着两个方向发展:一是实现高功率因数、高效率、无谐波干扰,研制具有良好电磁兼容性能的“绿色电器”;二是向变频器应用的深度和广度发展。随着变流器应用领域深度和广度的不断开拓,变频调速技术将越来越清楚地展示它在一个国家国民经济中的重要性。可以预料,现代控制理论和人工智能技术在变频调速技术的应用和推广,将赋予它更强的生命力和更高的技术含量。其发展方向具有如下几项:(1)实现高水平的控制;(2)开发清洁电能的变流器;(3)缩小装置的尺寸;(4)高速度的数字控制;(5)模拟与计算机辅助设计(CAD)技术。。
3变频调速技术的应用
纵观我国变频调速技术的应用,总的说来走的是一个由试验到实用,由零星到大范围,由辅助系统到生产装置,由单纯考虑节能到全面改善工艺水平,由手动控制到自动控制,由低压中小容量到高压大容量,一句话,由低级到高级的过程。。我国是一个能耗大国,60%的发电量被电动机消耗掉,据有关资料统计,我国大约有风机、水泵、空气压缩机4200万台,装机容量约1.1亿万千瓦,然而实际工作效率只有40%-60%,损耗电能占总发电量的40%,已有经验表明,应用变频调速技术,节电率一般可达10%-30%,有的甚至高达40%,节能潜力巨大。
有关资料表明,我国火力发电厂有八种泵与风机配套电动机的总容量为12829MW,年总用电量为450。2亿千瓦小时。还有总容量约为3913MW的泵与风机需要进行节能改造,完成改造后,估计年节电量可达25。。69亿千瓦小时;冶金企业也是我国的能耗大户,单位产品能耗高出日本3倍,法国4。9倍,印度1。9倍,冶金企业使用的风机泵类非常多,实施变频改造,不仅可以大幅度节约电能,还可改善产品质量。
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关键词：压路机，机电液一体化，技术，应用
我国西部大开发战略的实施使世界上有实力的压实设备公司看好国内大市场，给国内同行带来了机遇和挑战。免费论文，机电液一体化。。美国英格索兰公司在无锡建厂、美国卡特被勒公司在徐州建厂，3－5年内国外产品或独资公司生产的压实机械产品会占 30％以上，外资企业不仅引人硬件技术，还引进了软件技术和管理技术。众所周知，高科技带来高利润，机械产品的升级换代是市场选择企业的根本。免费论文，机电液一体化。。
1国外压路机机电液一体化技术的发展
1.1德国 BOMAG公司的自动压实控制系统
新型智能可变振幅的Variomatic振动压路机以两个相对旋转的偏心轴来振动压实轮，双轴布置使振动力的大小和方向可根据轮子在被压物料上振动加速度的变化，通过液压系统修正两轴之间的角度，用电子控制自动地完成从垂直到水平方向的无级变化，而装在轮上的加速度表则连续不断地反映物料硬度随压实进程的变化。免费论文，机电液一体化。。从加速度表上测得的数据被输送到压路机上的计算机里，并可存人软、硬盘中，计算机可将这些数据与预先存储在机内的数据（大量压路机在长期改进过程中累积起来的经验数据）相比较。当结果达到预定值时计算机发出指令，通过改变两根轴的相对角度来改变振动方向和有效振幅，对压实力进行优化，既简化司机操作又改善压实均匀度。
1.2适压 Superpaye超级路面的压买系统
根据 Superpaye超级路面技术规定要使用粗颗粒骨料和低含量沥青，在减少环境污染的同时增强路面承载力，工艺要求为躲过“温度敏感区”而进行高温压实。 Hamm公司的IQ2系统不但记录和显示压实状况，还可自动调校振频、振幅和行驶速度，在最短时间内达到最理想的压实效果。
1.3用电子技术实现关键参数的实时监控
在关键部位设置传感器对压路机上的发动机燃油。冷却、润滑、充电系统及行走、振动。转向系统等的温度、压力、流量诸参数进行实时监控；借助看门狗电路和电脑监控分析进行异常报警；利用微电脑控制器对整机上的开关、继电器、电磁阀进行检测、诊断并分析出故障代码，维修人员利用监控器读取故障码，便于快速排除故障。
1.4以机电液一体化技术为界面的新功能开发
国外广泛利用该技术建立了自动驾驶作业系统；德国宝马公司推出自动滑转控制系统，压路机可爬68％的陡坡；通过操作显示灯、提示灯和电器开关互锁来防止误操作；通过操作座椅上的开关在压路机行驶过程中进行牵引与行驶液压回路的转换。
2国内压路机机电液一体化技术现状
国内压路机厂家在这方面也有了一定的进展，如湖南江麓机械厂开发的W1102DZ振动压路机具有自动驾驶作业系统，许多压路机也都设置了声光报警系统。尽管对关键参数实施了监控，而且控制方式独特、自成体系，安装维护简单直观，抗干扰能力强，但由于线束多，各功能单元之间的复合控制难以实现，传感器资源不能充分利用。随着监控信息量的加大，警报灯、仪表布置困难，其它自动控制的功能扩充困难。
3主要技术问题和解决方法
国产压路机存在着可靠性、耐用度差，监测手段落后的问题，作业质量受人为因素影响大，压实控制技术智能化程度低，操作舒适性差，当前筑路机械技术难点集中在控制与操纵系统的改进上。
我们可以通过引人具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术、传感器技术和电液传感技术，从机械和液压两个方面来解决其控制问题。在传统的负荷传感和极限功率调节系统中引进电子传感元件和执行回路，使液压系统的调节品质和功能得到显著改善。即把系统的逻辑功能由电子装置承担；把能量转换、功率流切换和主系统过载保护（安全阀）由液压、气动装置承担；通过引人比例阀。PLC可编程控制和数据总线技术以及采用廉价而可靠的高速电磁阔而构成低成本的闭环控制系统；同时依靠电子元件反馈相应的参数值，建立完善的在线状态监测和故障诊断分析功能。免费论文，机电液一体化。。
4目前应抓的工作
机电液一体化技术的推广应用首先要解决观念更新问题，过分强调低成本竞争会把企业带人死胡同。诚然机械产品元件越少其可靠性会越高，但这种可靠性丧失了产品的多功能开发。国外正是看到了故障的必然性才会借助机电液一体化技术来防止故障、迅速发现并解决故障，同时也正是由于电子元件质优价廉，才使该项技术得到了最充分的利用和开发。免费论文，机电液一体化。。
其次要合理利用该技术则离不了引进、吸收和开发。如英格索兰、卡特彼勒两公司选用配置瑞土专业电子仪器制造商Geodynamik公司开发的计算机软件和控制系统，用于连续压实控制（CCC）的压实数据系统（CDS）以及用于处理CCC的PC软件程序。对于这些无力开发的技术要用有限的资金去引进，在消化和吸收之后国内科研部门应联合进行技术开发，利益共享。
成熟技术可以直接嫁接。目前国内全液压压路机广泛采用进日的发动机、行走和振动泵及马达。国内合资和独资公司生产的挖掘机，其发动机电子控制系统可以实现对发动机转速、停车等自动控制，而广泛采用的液压泵（如美国萨奥90系列泵）本身配有转速、压力等传感器接口。免费论文，机电液一体化。。萨奥为德国宝马公司H型振动压路机配备的自动滑转控制系统，其爬坡能力高达68％。德国力土乐公司提供相应的可编程控制器，它不像大型矿用设备复杂且响应慢。这些都可以通过借船出海，作为协作配套厂家可直接利用该项技术。
5结束语
随着科技的发展和用户需求的日趋主题化、个性化和多样化，产品技术含量的高低和功能的多样性直接影响着企业的利润和生存。跨国公司为降低成本，实施制造本地化及采购全球化战略，使制造业竞争日趋激烈。为此企业应充分利用以计算机。数控技术为代表的电子技术，提高机械产品的智能化水平，占领市场，让用户满意。
参考文献：
[1]《工程机械机电液一体化》焦生杰等人民交通出版社2000-11-01
[2]《机电一体化系统设计与应用》舒志兵等主编电子工业出版社:2007-01-01
[3]《液压与气压传动》宋新萍机械工业出版社2008年4月
[4]《机械设计制造及其自动化系列•先进液压传动技术概论》李松晶阮健弓永军编著哈尔滨工业大学出版社2008-03-01
关键词：传感器；检测技术；实践教学；教学改革
作者简介：马利（1980-），女，湖北仙桃人，河南工业大学电气工程学院，讲师；王秀霞（1979-），女，河南新郑人，河南工业大学电气工程学院，讲师。（河南 郑州 450001）
中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）30-0052-02
随着计算机辅助设计技术（CAD）、微机电系统（MEMS）技术、光纤技术和信息技术的发展，获取各种信息的传感器已经成为各个应用领域，特别是在自动检测、自动控制系统中已成为不可缺少的重要技术工具，越来越成为信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。因此，“传感器与检测技术”课程在河南工业大学自动化、电气工程及自动化、应用物理等学科课程体系占据了非常重要的位置。
“传感器与检测技术”是一门集光、机、电于一体，综合物理、化学、生物、材料、电子、电气、计算机、机械等多学科技术于一体的工科电气信息类专业的重要专业基础课程。该课程具有以下特点：涉及内容多，除传感器与检测技术基础知识外，还包括众多电工参量、物理参量、机械参量、成分参量、热工参量的检测原理、方法与技术等内容；各章内容多学科交叉，涉及电学、磁学、光学、化学等学科；各章内容之间的联系并不甚紧密，但都涉及上述多门前修课程的知识及这些知识的综合应用等。[1]
由于该课程的以上特点，学生在学习该课程时，尤其开始时，通常感觉不适应、思维跟不上、枯燥、难以学好。为了更好地适应国民经济建设对自动化、测控技术方面的人才需要，更好地发展学科课程建设，对该课程教学进行改革与实践，提高课程的教学质量已势在必行。
一、主要教学内容和特点
总体上，传感器及检测技术课程分为三部分内容：
第一部分：传感器的基础知识。了解传感器特性指标，传感器输入输出之间的关系，掌握分析传感器静特性和动特性的基本方法，在给定条件下熟悉计算稳定时间和工作频率的方法以及传感器的标定。主要了解传感器及检测技术的基本概念；传感器特性及其标定；掌握检测数据的处理及误差分析的方法。
第二部分：各种常用传感器的介绍。理解并掌握各种类型传感器原理及应用知识，主要有电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、光电式传感器、热电式传感器。
第三部分：检测技术的主要问题。了解检测的感念、测量的方法、测量系统的组成和数据处理的一般方法。掌握传感器的应用基础、如何设计与构成检测系统等内容。
理论教学中的难点主要有以下几个方面：一是内容多，传感器种类多、应用广泛，原理复杂，对物理知识要求高，学生把握重点有困难；二是课程中传感器以结构传感器为主，有大量的传感器结构图形，对平面图形学生理解有难度；三是传感器是一门工程应用背景很强的课程，需要理论结合实际；四是接口电路复杂，对模拟电路等电学知识要求较高。
二、教学中采用的方法与手段
1.将先进的教学方法引入课堂，并以实际工程为背景，重点放在传感器的应用上
根据每次讲授内容，尽量讲解符合内容的工程实际案例，以工程应用背景的案例激发学生的学习兴趣，同时将案例的讲授与相关实验结合，在枯燥的理论教学过程中很好地融入了有趣的实验过程，以提高学习效果；对讲授的内容进行精心选择，突出重点、难点，结合实际进行比较，删除过时的内容，同时对有些内容安排学生自学，提高学生的自学能力。
2.“教、学、做”一体化教学模式
检测技术是实践性很强的课程。西方有一句名言：“听过的我会忘记，看过的我能记得，做过的我才理解。”把大部分课程搬到实验室讲授，理论讲解、动手实验、交流讨论交替进行，使学生将“知识”迅速转化为“能力”，同时保证实践性环节的顺利开展。同时，采用实物实验与理论实验相结合的教学实验方法，以提高实验效果，利用自行研制的一些实际传感器及放大电路辅助教学，在实践中学习，使深奥的理论变得生动易懂，达到理论与实际相互补充、相互对应，调动和激发学生的学习积极性。
3.制作丰富多彩的多媒体课件，将科研成果引入课堂
由于检测技术的发展迅速，再加上教材需要一定的出版周期，使教材内容滞后于学科发展。为弥补这方面的缺陷，在教学内容组织上采用以自行制作的多媒体课件为主、以书本教材为辅的形式。课件制作利用声音、动画、图片等形式帮助学生更好地理解课程内容。在教学内容方面，把握重点、难点的同时积极了解新技术的动态，及时补充反映新的传感技术的内容，力求使学生了解传感器前沿发展。教学中尽可能插入新型传感器产品的介绍以及一些科研经历、科研成果和正在进行的科研项目。把相关科研成果在课堂上展示给学生，大大拓宽了学生视野，同时激发了学生的学习兴趣，达到良好的教学效果。
三、注重实践教学
1.利用现有的实验室，开设相应的开放性设计实验
传感器与检测技术作为一门实践性很强的课程，实验在课程教学中占有起重要作用。以实验室丰富的实验教学条件，配合教学的要求，安排多个学时的实验。
但是毕竟课堂教学时间有限，为了让学生更好地掌握常用传感器的使用和标定方法以及接口电路的设计，同时还开设了相应的开放设计实验。学生通过开放设计实验的训练能够对传感器有全面的认识，能独立进行实验数据读取和实验结果分析，加深对理论知识的理解和认识，也让学生对传感器的选择、使用和接口电路特点有一定的认识。同时能够独立设计简单的传感器和接口电路，具有使用和分析传感器的初步能力。
2.构建了新的实践教学体系
本课程与实际应用联系紧密。实践教学是培养学生动手能力和创新思维能力的重要教学手段，也是积极响应学校应用型人才的培养目标总体办学指导思想的一项重要内容。除了进行理论学习之外必须加强实践环节，学生通过自己动手进行实验操作，有助于牢固掌握传感器与检测技术的基本知识，同时可以加深对一些较为抽象的工作原理的理解，通过实验进一步学习传感器在工业测量控制中的实际应用。
在实验内容的设置上，我们压缩了验证性实验的教学时数，加大了综合性、设计性和创新性实验学时数；同时，开设了与本课程相关的4周创新性实践课程，为本课程的连续性动手能力的培养打下了基础；并设立基于本课程的开放性试验，开放创新实验室，给学生实践动手能力的提高提供良好的环境和硬件平台，同时积极鼓励、支持和指导学生参加各类电子设计大赛。
3.学生科技创新和实践创新与课程相辅相成
在学校各级领导的大力支持下，积极主动地多方争取、创造条件，开展了一系列卓有成效的基于传感器与检测技术的大学生实践与科技创新活动，并取得了良好的效果。通过这一系列的学生竞赛活动，使学生利用传感器来进行项目开发的能力和水平具有了很大的提高，具有了一定的设计开发能力，大大激发了学生对本课程学习的热情，营造了本课程学习的良好氛围。同时定期举办专题讲座，了解学生学习及应用中存在的问题，并加以指导。鼓励学生在日常生活中寻找课程设计题目，用传感器与检测技术解决实际问题，开阔了学生眼界，丰富了学生的知识，提高了学生的创新能力，形成了良好的师生互动的课外学习环境，得到了广大师生的肯定。
4.科研项目与教学内容相结合
不断的将科研成果、科研项目和教学成果引入教学，及时跟踪传感器与检测技术的最新进展，把科研成果或项目中的具体问题与课程相关章节结合。例如，结合粮库粮情监测系统讲授温度传感器、湿度传感器的原理；根据避障机器人的原理讲授CCD图像传感器或超声波传感器原理；结合智能小车讲授光电传感器以及光电编码盘等，如此不断丰富教学内容，形成了独特的教改发展之路。
积极将科研成果转化为教学内容，引入课堂教学，让学生了解科技发展前沿，帮助学生端正专业思想，激发学生的学习兴趣。更重要的是促进了学生成人、成才，即教书又育人。并及时将科研成果转化为教学内容，出版新的高校教材，发表相应的教改科技论文。
同时积极承担部级和省部级、校级科研基金项目，并将科研项目的一部分作为学生科技活动或毕业设计（论文）的实践性课题，指导他们开展科学研究，提高学生的实践能力、创新能力。
针对传感器与检测技术课程具有理论丰富、实践性强等特点，河南工业大学电气学院传感器课程组广大教师团结协作，近年来结合自动化技术发展的趋势、根据不同授课对象的专业培养计划广泛吸收先进的教学经验，积极整合优秀教改成果，成功地整合了该门课的课程体系，改革了教学内容和方法，形成了具有鲜明特色的教学体系，在课程建设上取得了一定成效。
参考文献：
[1]蒋全胜，吕家云."传感器与检测技术“课程教学改革初探[J].巢湖学院学报，2009，（3）：144-146.
[2]廖京盛.检测技术课程教学改革探索.第七届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会，2010，7.
[3]谢森林.《检测技术与仪表》的教学改革与研究[J].科技信息，2010，
【关键词】智能化技术；电气工程；自动化
1、前言
人工智能特殊性是由于其具备三种能力：行为能力、感知能力以及思维能力，因而，人工智能发展的潜力无限大。电气工程自动化作为一门电气信息类的新兴学科，主要应用于信息处理、控制运动、管理及决策、电子电力的技术、工业过程的控制、检测及自动化的仪表与电子及计算机技术等领域。智能化技术的应用促进电气工程自动化学科尤其是自动控制的领域发展，提升电气设备的运行智能化，有效增强控制系统稳定的性能，是生产技术又一次巨大的革新。
2、人工智能运用的理论
人工智能概念在1956年的时候首次提出后，其发展的状态一直良好，并且逐渐形成以计算机为核心，包括哲学、医学、生物学、心理学、自动化、控制论、信息论与数理逻辑的综合性科学，其属于计算机科学中重要的分支，对智能本质有较好的阐述，且生产了与人类的智能机器相仿的机器，实现了多种研究。随着科技的发展与进步，计算机编程技术可模仿人类的大脑，例如分析、收集、回馈、处理以及交换信息，因而，计算机以模仿人类大脑的形式，在一定的程度上促进电气工程的自动化发展的步伐。在日常生产、分配、流通与交换中，均需电气工程的自动化控制，并且通过电气工程自动化的控制，可有效实现自动化电气工程，提高工作的效率，进而促使生产与工作总体的效率有所提升[1]。
3、人工智能的控制优势
对于不同人工智能的控制，需运用不同方式进行探讨，由于部分人工智能的控制器，例如神经、模糊、模糊神经以及遗传算法均属于类非线形函数的近似器；采用此分类有利于了解总体，以及促进对人工智能控制策略综合性的开发，以上人工智能的函数近似器具备常规函数的估计器不具有的优点。
首先，在多数情况下，精确了解控制对象动态方程是相对比较复杂的，所以控制器设计实际的控制对象模型，通常会出现许多不确定因素，例如参数变化与非线性时等，往往无法掌握新的信息。但人工智能的控制器设计，可不需参照控制对象模型。按照鲁棒性、响应时间与下降的时间不一样，人工智能的控制器可经过适当调整以提升自身性能，例如，在下降的时间上，模糊逻辑的控制器可比PID控制器还要快四倍；在上升的时间上，模糊逻辑的控制器可比PID控制器还要快两倍。同古典的控制器比较，人工智能的控制器更具备易调节的特点。尽管缺少专家现场的指引，人工智能的控制器也可以采取响应数据进行设计。
此外，还可由相应的信息以及语言等形式开展设计工作，人工智能的控制器一致性极强，输入陌生数据便可以出现很高的估测，还可忽视驱动器对控制器的影响。针对部分控制对象而言，尽管目前未采取人工智能的控制器，也能有良好效果，不过对其他控制的对象而言，不一定能产生良好的效果，因而，设计时需遵守具体问题应具体分析原则。在模糊化与反模糊化的过程中，若运用隶属函数、规则库以及适合模糊神经的控制器，便可精确进行实时的确定[2]。
4、智能化技术的运用
由人工智能的技术不断发展，运用智能化技术控制的领域也逐渐广阔，包含人工智能运用在电气产品的优化设计、控制及保护、故障的预测与诊断等方面。
4.1电气产品的优化设计
电气产品优化设计的工作是相对比较复杂的，其主要综合了两方面内容：理论学科的知识与经验知识。电气产品传统的设计方式主要是设计经验综合大量实验手段的验证，缺少相关技术的支持，效率比较低，工作量比较大，难以设计出科学合理的方案。由计算机技术迅速发展，以及人工智能的技术应用，电气产品设计逐渐从手工转入计算机辅助的设计，从一定程度上而言，减少产品从构思至设计至生产时间，并使得设计逐渐迈向智能化、优质化以及高效化的时代。
在人工智能的技术运用在优化设计中，主要有两种主要方法：遗传算法与专家系统。遗传算法特征是直接操作结构对象，具备内在隐并行性与全局寻优的能力；可指导优化与自动获取搜索空间，以及自行调整搜索的方向，不需标准的要求。这些遗传算法的特征特别适合产品的优化设计，进而其广泛运用在电气产品人工智能的优化设计之中。专家系统运用于计算机技术与人工智能的技术，主要是依据某领域的一个或是多个专家提供经验与知识，进行合理的判断与推理，模仿人类专家决策的过程，以此处理需人类专家处理复杂的问题，并且其更是产品的优化设计重要的方式，但目前尚处于研究的阶段，实际的应用比较少，未来的发展前景较大。
4.2故障的诊断
电气设施故障具备非线性、复杂性以及不确定性等特征，运用传统方式进行的诊断效率较低、准确率低。人工智能的方式引进极大提升了故障的诊断准确率，而人工智能的技术运用在故障的诊断方式主要有三种：神经网络、模糊逻辑以及专家系统。例如，运用人工智能的技术，对电动机与发电机进行故障诊断的时候，结合神经网络与模糊理论，不但保留故障诊断的模糊性，更结合神经网络的学习能力强优势，共同对电机故障进行诊断，极大提升了故障的诊断准确率。
4.3人工智能控制技术
人工智能的控制技术将是未来生产的发展趋势，并且目前在电气工程的自动化方面也已广泛运用。控制的方式主要有模糊的控制、专家系统的控制以及神经网络的控制，主要运用的方面是：记录故障且实行在线分析；采集及处理全部模拟量与开关量实时的数据；实时智能的监视各个主要的设施与系统运行的状态；通过鼠标或是键盘达到控制系统的目的[3]。
5、小结
总而言之，人工智能的理论是经过对人的智能实行模拟、开发与延伸实现的理论，其体现电气自动化的特点。因而智能化技术运用于电气工程的自动化中，可发挥巨大的作用，促进电气优化的设计，及时诊断故障，并且还可实现智能控制，不断提升电气工程的效率，更好地服务于社会。
参考文献
[1]娅.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技致富向导，2012（27）：217-217.
关键词：无功补偿；电气自动化；补偿技术
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着现代化科学技术的不断发展，电气自动化不但得到了广泛的应用，而且其自动化水平也越来越高。但是，伴随着电气自动化水平的提高，注入整个电力系统中的负序与谐波也在不断增加，这样常常会使无功功率大大提高，甚至会导致整个电力系统故障，造成重大安全事故。在这种情况下，大力加强无功补偿在电气自动化中的应用研究，对于避免电力系统安全事故，提高电力系统的效率具有非常重要的意义。在此，本文从以下几个方面出发，针对无功补偿技术在电气自动化应用中出现的问题及完善途径，做以下简要分析：
1无功补偿技术的发展现状及实现途径
1.1无功补偿技术的发展现状
面对当前电气化的迅速发展，为从根本上提高电气化的高功率因数，将负序降到最低，其根本途径在于结合当前现有的滤波技术，对电气化中的谐波进行抵消。通过近几年的研究发现，在先进技术的支持下，我国在这一方面也取得了较好的成绩，通过将无功补偿在谐波综合治理中的应用，最大限度的实现了功率因数提高、负序降低的功效，并在原有的基础上构成了有效的滤波通路，对电气化中的谐波进行滤除或抵消。
1.2 无功补偿技术的实现途径
一般来讲，在实现无功补偿技术的相关途径中，主要包括以下几个方面：首先，通过安装固定的电容器与电抗器，则能组成简单的谐滤波器。但在实际设计时，需要安装人员能够从电容器与电抗器的实际功率出发，确保其在运行中，能够真正起到提高功率因数，降低负序的作用。其次，真空断路器的应用，能够凭借自身投资小、操作简单的优势受到人们的欢迎。但在实际应用中，其缺点在于工作人员一旦合闸，则会在电容器上产生过高的电压，并由此来影响整个动态的补偿效果。最后，固定滤波器、电容器、电抗器等组合调压。在实际应用中，一般是通过调节降压变压器低压侧的母线电压来调节连接在低压母线上的滤波器或电抗器的电压，从而改变其无功出力。调节时用晶闸管通断，分接开关无载调节，电气寿命理论上不受限制。
2 无功补偿技术在电气自动化中的实际应用
在上述实现的无功补偿技术途径中，虽然使用的方法不同，但其补偿的原理却是一样的。需要注意的是，在不同的设备中，受设备自身性质的影响，单一的无功补偿技术是无法满足设备自身运行需要的，并由此并产生了多种类型的无功补偿技术，以此来满足多种设备的运行需求。一般来讲，作为所有无功补偿设备中结构最为简单的设备，单协调滤波器的应用，主要是由固定电容器与电抗器两个部分组成，通过对特定滤波的过滤来提高系统自身的功率因数，在降低系统负序的同时，还能最大限度的实现无功补偿。
而真空断路器投切电容器作为一种构造简单、成本低廉的无功补偿装置，在实际应用中，能够从投资者的角度出发，将投资成本降到最低。但在实际应用中，该装置仍存在较大的缺陷，即合闸通电后整个电容器便会出现高电压，对电容器的使用寿命造成了极大的威胁。与此同时，在实际使用中，若频繁的进行开闸、合闸，还对对整个开关寿命造成影响，并最终影响整个电气自动化系统无功补偿的实际效果。
以下是无功补偿电压的调整：
并联补偿电容器的投入与切除都要引起变压器负载侧电压的变化，因此可以通过电容器投入与切除来提高变压器负载侧的电压质量，下面分别给出电容器的投入与切除对变压器进行电压调整的计算式。
（1）电容器投入对变压器负载侧电压的调整。在电容器投入前变压器负载侧功率因数为cosφ0，负载侧电压值为U20，而当电容器投入后负载功率因数提高为 cosφ+，则电容器投入后负载侧电压值增加为U2+，其计算式为：
（2）电容器切除对变压器负载侧电压值的调整。在电容器切除前变压器负载侧功率因数为 cosφ0，负载侧电压值为 U20，而当电容器切除后负载侧功率因数下降为 cosφ-，则电容器切除后负载侧电压值下降为 U2-，其计算式为：
3无功补偿技术在电气自动化应用存在的问题及完善途径
要认真分析在电气自动化对无功补偿使用的要求。电能质量是评价供电系统的最重要的指标。在供电系统中，能够对电能质量产生影响的关键因素就是电压。当前电气自动化系统中最常见的无功状况主要是因为功率因数与阻抗问题，使整个电力系统都受到无功状况的影响。不同的电气自动化设备对于无功补偿的要求不相同，在进行无功补偿时，必须认真分析电气自动化设备对无功补偿的要求，从而有效提高整个电气自动化系统的稳定性。
结合无功补偿技术在电气自动化应用中存在的问题，主要体现在以下两个方面：首先，在整个电气自动化系统运行的过程中，其系统中的谐波能够在原有的基础上缩短无功补偿装置中的电容寿命，并由此来增加电气自动化的应用成本。在当前使用的无功补偿技术中，其电容器虽然经过相应的处理，具备了必要的抗谐波能力，但在实际应用中，受自身结构的影响，也会产生一定的谐波，一旦内部谐波的积累量超过了电容器自身的最大承受范围，将会损坏电容器的内部构造，使其无法正常运行。其次，与国外一些发达国家相比，电气自动化中的无功补偿技术在我国发展应用中起步比较晚，因而整个技术体系在很大程度上表现出一定不完善，仍需相关人员结合着电气自动化的实际发展状况进行完善。一般来讲，在电气自动化的实际运行中，无功补偿容量配置仍存在着一定的不合理现象，并由此影响到电气自动化系统的实际运行效果。而在引发这些问题的原因中，既包括技术原因，也包括设备自身存在的漏洞，这些，都会使无功补偿技术效果大打折扣，甚至在情况严重的前提下，直接干扰电气自动化系统的正常运行。
在解决这一问题的过程中，要想从根本上实现无功补偿技术在电气自动化中的应用，其核心在于完善无功补偿技术与配网的结合。这就要求电气科研人员能够在原有的基础上加快研究步伐，将无功补偿技术与配网相结合，以减少电流在流通过程中发生的损耗为目的，最大限度的实现能源节约的目的，在降低变压器负荷功能的同时，还能进一步推动我国电气自动化行业的发展。
4 总结
综上所述，无功补偿技术在电气自动化中的应用，在提高电气自动化运行效率的同时，还避免了能源浪费的现象。针对其应用中存在的问题，相信在科研人员的努力下，必能将其克服。
参考文献
[1]王李杨.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].价值工程，2011，(06).
[2]王浩.浅谈现代控制技术在电气工程系统中的应用[J].河北企业，2011，(07).
[3]李晓凤，郝敏.无功补偿技术在电气自动化中的应用 [J]. 神州，2011，(14).
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