1、電氣工程及其自動化與國家建設 i電氣工程及其自動化與國家建設摘要 結合電氣的發展與國家建設中各項重工業的反展總結電氣自 動化與國家建設的關系。0引言目前國家進入十二五重點建設當中，工業發展是經濟發展的重中 之重，如何更快更好地發展工業是發展經濟的主要內容。目前我國工業主要是輕工業方面，而重工業方面則有不足。而電氣工程及其自動 化的發展水平與國家重工的發展水平密不可分。 所以在新的時代背景 下要想為國家發展做出重大貢獻，在十二五建設中有所作為，就要發 展好電氣工程及其自動化。1電氣工程及其自動化概況電氣工程及其自動化是一門古老的學科，是所有電類專業的基 礎，包括強電和弱電。主要包括：計算機技術，

2、電機電器技術信息與 網絡控制技術，機電一體化技術等諸多領域，是一門綜合性較強的學 科，其主要特點是強弱電結合，機電結合，軟硬件結合。該專業培養 具有工程技術基礎知識和相應的電氣工程專業知識，受過電工電子， 系統控制及計算機技術方面的基本訓練，具有解決電氣工程技術分析 與控制問題基本能力的高級工程技術人才。電氣工程人才主要從事與電氣工程有關的系統運行、自動控制、 電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發、經濟管理以及電子 電氣工程及其自動化與國家建設 與計算機技術應用等領域的工作。電氣自動化在工廠里應用比較廣 泛，可以這么說，電氣自動化是工廠里唯一缺少不了的東西，是工廠 里的支柱。2國家工業轉

3、型的必然性國家需要發展，農業是必然不行的，只能是靠工業發展。而現在 我國的工業發展還是主要以紡織， 玩具等輕工業為主。此類產品人員 密集度高，污染大，效益低。當前，中國工業確實面臨著前所未有的 挑戰：一是嚴峻的資源環境形勢與資源利用率低下并存。中國經濟快速發展付出了很大的資源環境代價。不少地區主要污染物排放總量超 過環境承載能力，環境污染事故時有發生，呈現出污染從城市向農村 轉移的態勢。同時，資源利用效率低下。我國的能源利用效率為33%， 比發達國家低約10個百分點。我國工業用水重復利用率要比發達國 家低15至25個百分點。我國礦產資源的總回收率大概是 30%，比 國外先進水平低20個百分點。

4、二是產品處于全球產業鏈低端與龐大 的生產能力和巨大的出口壓力形成對比。 我國長期存在產品技術含量 和附加值低的突出問題，擁有自主知識產權核心技術的企業僅占約萬 分之三，99%企業沒有申請專利，60%企業沒有自己的商標。中國 GDP約占世界5.5%，能源和礦產資源卻被大量消耗，消費的原煤、 鐵礦石、鋼材、氧化鋁、水泥，占世界 25%至40%。我國規模以上 制造業全員勞動生產率與發達國家相比差距明顯。 三是不斷的產能過 剩與推動新型工業化進程的矛盾。我國一些傳統制造業產品的需求已 趨于飽和，甚至供大于求，但我國的工業化進程仍處于中期階段，一大批省區推進工業化任務艱巨。推動工業化進程和工業現代化仍然

5、是 中國經濟發展的根本任務。因此，“十二五”時期是我國工業化推進的 關鍵時期，推進工業化的任務是從一個工業大國轉變為工業強國。近年來，我國宏觀經濟尤其是工業經濟增長過于依靠投資拉動， 經濟結構失衡問題日益突出；經濟增長過于依賴資本、勞動、土地等 有形生產要素大量投入，投資效率持續快速下降，全要素生產率對經 濟增長的貢獻有待進一步提高；工業發展方式粗放，環境污染、生態 破壞和資源相對缺乏問題突出；自主創新能力弱，缺乏核心技術和關 鍵共性技術，中國制造依然處于全球價值鏈低端。目前我國經濟急需轉型，由低端向高端發展。3電氣的工作方向目前電氣的工作方向有電力、機械、電子、汽車、冶金、建材、 房地產等行

6、業，基本包括了關系國計民生的各行各業。3.1電力工業的發展不僅關系到國家的經濟安全，而且對人們的 日常生活、社會穩定都有著極其深遠的影響.電力工業在國民經濟發展中扮演著至關重要的角色， 是國民經濟 的第一基礎產業，為國民經濟各個行業發展提供能源供給和動力支 持。隨著中國經濟的迅速發展，對電的需求量在不斷擴大，電力需求 市場的擴大又進一步拉動了電力工業的發展。 而電力工業的適度超前 發展又反過來為國民經濟乃至整個社會的穩定發展提供了有效的保 障。為建設資源節約型和環境友好型社會， 促進我國經濟社會可持續發展，我國狠抓節能減排工作，明確了“十二五”能源消耗和主要污染 物排放總量控制目標。電力行業作

7、為節能降耗和污染物減排的重點領 域，2012年積極推動實施上大壓小、差別電價、節能調度、發電權 交易等多種措施，節能減排工作取得了顯著的成效。據粗略估算， 2007年電力行業僅通過提高能效（包括降低線損率和供電煤耗）、 發展可再生能源發電和加強需求側管理三項措施，即相當于節約一次能源6492萬噸標煤，減少二氧化硫排放約103萬噸（約占2006年 電力二氧化硫排放的7.65%，全國二氧化硫排放的3.99% ），減少 二氧化碳排放約1.8億噸。水電是重要的清潔型能源，可再生、無污染、運行費用也比 較低，還便于進行電力調峰，有利于提高資源利用率和經濟社會的綜 合效益。根據”積極開發水電、優化發展火電

8、、推進核電建設、大力 發展可再生能源”的能源開發政策，到2010年，全國水電裝機容量將 達到1.9億千瓦，其中大中型水電1.4億千瓦，小水電5000萬千瓦； 到2020年，全國水電裝機容量達到3億千瓦，其中大中型水電2.25 億千瓦，小水電7500萬千瓦。在清潔能源和可再生能源利用中，核 電和風電將是我國今后電源建設的重點， 但由于兩者在我國發電裝機 中所占比重很小，所以即便是根據中長期規劃，至V2020年核電和風電裝機容量分別到4000萬千瓦和3000萬千瓦，屆時，核電和風電 占全國發電總裝機容量也不到 5%。所以，核電和風電在今后我國的 清潔能源和可再生能源發展規劃中將扮演著重要的角色，二

9、者的投資發展空間是無可限量的。3.2電氣與機械發展的關系機械設備如果想正確運轉起來，需要能電能，而協調這個機械設 備正確運轉的先后順序，需要一個控制電路和組裝電器元件組成的系 統。因此一臺機械設備，除了要有機械零件組成的機構以外，還要有 一個電器系統，這個系統是控制這個機械可以正確運轉的系統， 比如, 想讓一個發動機正轉，你需要按下相對應的按鈕，按鈕觸動了一個控 制電路的開啟，這個控制電路讓發動機正轉。如果想讓發動機停止， 也需要按相應的按鈕，同理還可以點動，等等。而高級機械的設計建 設必須要用電氣的高級應用。3.3電氣與汽車技術的發展關系一個現代化的汽車生產線可以很迅速的拼裝起一輛完整的汽車

10、。而汽車生產線的建設需要大量的電氣化設備。 并且現在新興起了汽車 電氣概念，發展電動汽車。 首先尼桑LEAF，這是一個已經量產的汽 車，百分之百電池汽車。 八百千瓦，240千瓦/小時鋰離子電池，駕 駛里程120英里，而發動機的研發則需要更高的電氣知識。而電動 汽車的發展不僅僅對經濟還對環境能源等有重要影響。首先從兩個角度來看，能源和環境。能源角度來說，電能到駕駛功能的轉移非常非 常高效，同時電可以是一次能源產生的，比如像汽油、生物能、煤炭、 天然氣、核能、可再生能源等。環境方面，基本上就是零排放。內燃 機汽車的發展是非常重要的，但是從長遠角度來說，需要很多的零排 放汽車，像電池的汽車、燃料電池

11、汽車。從能源角度、環境角度來說，電氣化是未來發展技術的主要方向。這是推動零排放汽車的背景介 紹。電動汽車不僅僅是汽車，電動汽車的特點是還可以儲存能量，可 再生能源像風能、太陽能是隨著天氣和時間變化而變化的， 因此需要 能源儲存，這個角度來說電動汽車電池可以起到非常重要的作用。第一個例子是從住家角度來說，第二是社區角度來說。在住家角度太陽 能產生能源，將在電動汽車中儲存，這個關于智能房屋的概念等一下 再說。社區角度來說大型的太陽能、風電能夠產生電。剛才講了智慧 的房屋，是清潔能源社會中非常重要一環， 在房屋里減少使用是第一 位的。看太陽能發電板能夠產生電，有些電進入電動汽車不僅僅為了 駕駛，同時

12、用于家庭用電使用，比如我們可以晚上從供電網絡用電， 白天不需要了。這是一個非常大的優勢。隨著清潔零排放汽車發展，電動汽車將能夠促進二氧化碳減排， 這是肯定的，今天從能源角度來介紹一下。在中國可再生能源快速的 發展，這是國家的規劃。另外一個點，國家的很多發電廠，都是在離 城市很遠，大規模的輸變電設施是必須的。考慮到這兩點，電動汽車 可以支持、推動這個政策。有很多機會。3.3電氣與冶金的關系目前國內設備存在諸多問題如：（1）無功補償裝置。有先進 性，但智能性不夠。元器件質量及水平較差。低壓補償裝置的智能化， 無級調節（類似高壓SVC ）的裝置，只是有設想，沒有價格適當的 可靠產品。高壓自動的補償裝

13、置（如晶閘管）可靠性不錯，但先進性不高，且價格都很高；（2）大功率電子器件國產化水平太低，進口 價格昂貴；（3）國產高壓變頻器質量仍需提高；對變頻裝置的計量 儀表還不行，比如用于絕緣監察的儀表，不能滿足頻率變化條件下的 監察。（4）電動機。大型軋鋼電動機阻尼導條斷裂問題時有發生。 低壓電動機效率仍需提高，軸承問題占電動機燒損比例大。變頻電動 機的設計水平制造水平參差不齊。 選用專門絕緣線的不多。適應某些 特殊工作環境的電動機還沒有專用的。（高溫環境，特殊負載曲線等） 電動機在線檢測裝置質量價格尚不能被接受；（5）低壓斷路器過電 流的調整不方便，不如國外產品準確。瞬間失電時需要維持吸合的接 觸器

14、質量還不太可靠；（6）高中壓供電部分：冶金企業對不間斷供 電要求也較高。特別是一些變頻設備受電壓影響大。 這樣大功率的在 電壓凹陷時起作用的設備很重要。但目前市場上可靠的少，價格也高。 在設計時考慮也不足；（7）過電壓保護裝置存在問題，能適應存在 大量諧波等不利條件下的保護裝置不多。 沒有適應不同中性點接地方 式好條件的產品；（8）經消弧線圈接地的系統的接地位置的選線問 題還沒有很好解決；（9）變壓器抗短路電流的實際能力達不到樣本 標準。許多廠家產品漏油問題嚴重。變壓器故障在線監測裝置應該開 發；（10）微機繼電保護裝置中電流互感器在近區短路時短路電流飽 和造成的問題還需要解決。裝置的記錄功能

15、，防干擾水平，在事故狀 態下的記錄問題都需要研究；（11）適應類似煉鋼LF爐的頻繁動作 的高可靠性長壽命的高壓斷路器需要完善；（12）產品應該標準化程 度高些；（13）高壓電氣設備將來必將朝智能化、智能控制的方向發 展。隨著計算機技術的進步，智能控制將取代人工操作。而冶金設備的進一步發展則需要電氣設備的進一步發展。只有電氣的進一步發展才能使冶金技術得到進一步的提高。4電氣的發展情況當今是知識和經濟飛速發展的時代，經濟的發展離不開科學技術 的帶動和支撐，只有科技的突飛猛進，才能使經濟向前發展。電氣自 動化專業屬于科學技術中的高端頂尖行業領域， 其發展前途遠大，就 業前景輝煌。所以，應該加大電氣自動化專業這方面的投入力度，擴 大電氣自動化專業的研發項目，開拓電氣自動化展業方面的人才市 場，促進我國經濟又好又快健康發展。 建立創新型國家離不開電氣自 動化方面產品的研發和電氣自動化專業人才市場的投入和培養。同 時，電氣