電氣專業的一些基本知識！

　　電氣類專業（包括電氣工程和自動化等相關）就是關于電氣控制方面的專業；專業的目標就是怎么讓機器自動運行，就是人們常說的“智能化”，機器能夠自己根據環境變化調整工作。PS：電氣并不是電器，它包括了所有的用電的設備。這個概念相當的廣泛，只要是用電的就是電氣，只要是用電控制的就是電氣控制。

　　電氣包含電器。

　　“電氣和電器有什么區別？”這個問題恰恰能夠一定程度上解釋溫州這個千億產業的發展方向。電氣包括電器產品，也包含了成套設備和控制系統，從產業鏈到產業圈，打開的是一幅更為廣闊的制造產業藍圖。

　　電氣：是電能的生產、傳輸、分配、使用和電工裝備制造等學科或工程領域的統稱。是以電能、電氣設備和電氣技術為手段來創造、維持與改善限定空間和環境的一門科學，涵蓋電能的轉換、利用和研究三方面，包括基礎理論、應用技術、設施設備等。
 

      電氣工程：是現代科技領域中的核心學科之一，更是當今高新技術領域中不可或缺少的關鍵學科。正是電子技術的巨大進步才推動了以計算機網絡為基礎的信息時代的到來，并將改變人類的生活、工作模式。電氣工程的發展前景同樣很有潛力，使得當今的學生就業比率一直很高。

      電氣控制系統一般稱為電氣設備二次控制回路，不同的設備有不同的控制回路，而且高壓電氣設備與低壓電氣設備的控制方式也不相同。

      主要功能：

      為了保證一次設備運行的可靠與安全，需要有許多輔助電氣設備為之服務，能夠實現某項控制功能的若干個電器組件的組合，稱為控制回路或二次回路。這些設備要有以下功能：

      1、自動控制功能：高壓和大電流開關設備的體積是很大的 ，一般都采用操作系統來控制分、合閘，特別是當設備出了故障時，需要開關自動切斷電路，要有一套自動控制的電氣操作設備，對供電設備進行自動控制；

      2、保護功能：電氣設備與線路在運行過程中會發生故障，電流（或電壓）會超過設備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套檢測這些故障信號并對設備和線路進行自動調整（斷開、切換等）的保護設備；

      3、監視功能：電是眼睛看不見的，一臺設備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，這就需要設置各種視聽信號，如燈光和音響等，對一次設備進行電氣監視；

      4、測量功能：燈光和音響信號只能定性地表明設備的工作狀態（有電或斷電），如果想定量地知道電氣設備的工作情況，還需要有各種儀表測量設備，測量線路的各種參數，如電壓、電流、頻率和功率的大小等。

　　在設備操作與監視當中，傳統的操作組件、控制電器、儀表和信號等設備大多可被電腦控制系統及電子組件所取代，但在小型設備和就地局部控制的電路中仍有一定的應用范圍。這也都是電路實現微機自動化控制的基礎。

      系統組成：

      常用的控制線路的基本回路由以下幾部分組成：

      1、電源供電回路：供電回路的供電電源有AC380V和220V等多種；

      2、保護回路：保護(輔助)回路的工作電源有單相220、36V或直流220、24V等多種，對電氣設備和線路進行短路、過載和失壓等各種保護，由熔斷器、熱繼電器、失壓線圈、整流組件和穩壓組件等保護組件組成；

      3、信號回路：能及時反映或顯示設備和線路正常與非正常工作狀態信息的回路，如不同顏色的信號燈，不同聲響的音響設備等；

      4、自動與手動回路：電氣設備為了提高工作效率，一般都設有自動環節，但在安裝、調試及緊急事故的處理中，控制線路中還需要設置手動環節，通過組合開關或轉換開關等實現自動與手動方式的轉換；

      5、制動停車回路：切斷電路的供電電源，并采取某些制動措施，使電動機迅速停車的控制環節，如能耗制動、電源反接制動，倒拉反接制動和再生發電制動等；

      6、自鎖及閉鎖同路：啟動按鈕松開后，線路保持通電，電氣設備能繼續工作的電氣環節叫自鎖環節，如接觸器的動合觸點串聯在線圈電路中。兩臺或兩臺以上的電氣裝置和組件，為了保證設備運行的安全與可靠，只能一臺通電啟動，另一臺不能通電啟動的保護環節，叫閉鎖環節。如兩個接觸器的動斷觸點分別串聯在對方線圈電路中。

      運行原理：

      電氣系統微機保護裝置的數字核心一般由CPU、存儲器、定時器/計數器、Watchdog等組成。數字核心的主流為嵌入式微控制器（MCU），即通常所說的單片機;輸入輸出通道包括模擬量輸入通道（模擬量輸入變換回路（將CT、PT所測量的量轉換成更低的適合內部A/D轉換的電壓量，±2.5V、±5V或±10V）、低通濾波器及采樣、A/D轉換）和數字量輸入輸出通道（人機接口和各種告警信號、跳閘信號及電度脈沖等）。

      保護裝置：

      電氣系統微機保護裝置是用微型計算機構成的繼電保護，是電力系統繼電保護的發展方向（現已基本實現，尚需發展），它具有高可靠性，高選擇性，高靈敏度。微機保護裝置硬件包括微處理器（單片機）為核心，配以輸入、輸出通道，人機接口和通訊接口等。該系統廣泛應用于電力、石化、礦山冶煉、鐵路以及民用建筑等。微機的硬件是通用的，而保護的性能和功能是由軟件決定。 

　　電氣工程是現代科技領域中的核心學科之一，更是當今高新技術領域中不可或缺的關鍵學科。例如正是電子技術的巨大進步才推動了以計算機網絡為基礎的信息時代的到來，并將改變人類的生活工作模式等等。

      1. 重要地位

      電能作為當下傳輸效果Z好，Z高效的次級能源，除非有什么可獲諾貝爾的重大技術突破去取代電力，電力在可預見的未來還是會保持能源系統的骨干地位的。
 

      2. 技術革新

      電力系統的整體運行和規劃正受到各種科學技術發展的沖擊，面臨著各種各樣的問題。而這不正是攻城獅們大展拳腳的好機會么？
 

      新能源并網可能是電力系統當下面臨的Z大挑戰。怎樣在以保證系統安全為第一要務的前提下盡可能的使用“清潔”電能(我承認此處清潔有歧義），而不是簡單粗暴的棄風棄光。比如愛爾蘭的系統管理者就在不斷做著嘗試，把原先40%左右的風力并網限制提升至了55%。
 

      從發電到用電優化的關注點改變是產業結構調整后電力系統發展無法避免的一步。原因主要有兩點：電力需求的增長停滯和新能源發電的不穩定性。因此傳統的發電追隨用電的時代很可能要慢慢轉變成根據發電狀態來用電（電池現階段成本高）。關于電力需求，除非找到新的增長點，例如Heating and cooling(供冷暖)和transportation(通勤)這兩個能耗領域的大規模electrification(電氣化)，否則長期的高比例用電增長是很難實現的。而目前從英國的經驗可以看到，在沒有足夠經濟激勵的情況下，民眾電氣化的意愿還是不高的。比如大力推廣的electric heat pump， National grid原本樂觀預測到2035年能有一千萬個EHP裝機，但是現在看起來更像是個不可能完成的任務。而混動汽車的市場目前來看也比純電動汽車要大得多。
 

      混合能源網絡（或者稱為能源互聯網）會成為未來發展的主流方向。以后不應再單一的從電力系統的角度看問題。供暖網絡，天然氣網絡等能源網絡會以電網為主干網絡進行聯動，這樣一來電力系統的運行和擴張也就有了新思路。舉個兩個能源聯動的栗子：1. 多余的風力發電可以進行電解水生成氫氣，再合成甲烷或直接混入天然氣網絡進行供暖。2. 英國居民現在普遍裝備了燃氣熱水器，在未來如果電氣化成功的前提下，居民可以根據電價和燃氣價格對比決定是使用EHP還是燃氣熱水器產熱，也能減輕電網壓力。

      3. 資產投資
 

      電氣設備進入一輪更新換代的周期，新設備的投資又要考慮到未來技術的發展。再拿英國舉個栗子，目前很多的電力設備都是上世紀60-70年代建造的，已經開始進入新一輪更新換代的周期了。而發電側和用電側的各種革新設計也要求工程師和電力資產管理者在配置新硬件時做出更多“前瞻性”的考量。

      4. 電力改革
 

      為什么說電改而不是中國電改，因為國外的規章制度也是在不斷改革的呀，英國的ofgem和DECC也經常需要討論更改現行的規章制度。當然在系統運行的商業模式上他們已經有了一個較為成熟的框架?？梢岳斫飧魑粚τ陔姼牡膿鷳n，個人覺得電改對于有能力的電力攻城獅來說會是一個非常不錯的機遇，畢竟只有改革才能造就各種機會洼地。大家還是不斷擴展自己的知識面，多充充電。