淺談箱式變電站綜合自動化

黃秋影

【摘 要】隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力事業(yè)無論從規(guī)模還是質(zhì)量上都取得了長足的進步。在現(xiàn)階段的城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)中，用電量不斷增加促使變電事業(yè)的進一步發(fā)展。在電網(wǎng)建設(shè)中，用電量的增加使得將高壓直接接入負(fù)荷中心，形成高壓電能通過箱型變壓器直接轉(zhuǎn)換成低壓電能，以供社會生產(chǎn)使用。這種變壓站的建設(shè)對于提高電能的應(yīng)用效率有著十分重要的作用。本文就箱式變電站的技術(shù)特點與綜合自動化應(yīng)用進行了分析與探討，闡述了其工作方案的選用。

【關(guān)鍵詞】箱式變電站；變壓器；高低壓

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電力資源的應(yīng)用越來越廣泛，與此同時，在目前城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)中，用電需求量不斷增大要求電網(wǎng)建設(shè)中將高壓電流直接進入負(fù)荷中心，形成高壓受電通過變壓器降壓后再轉(zhuǎn)換成低壓配電以供社會使用，因此當(dāng)前的輸配電應(yīng)向降低能耗、自動化、小型化發(fā)展。箱式變電站的出現(xiàn)很好的解決了上述問題，因而在當(dāng)前城市電網(wǎng)建設(shè)中受到人們的青睞，同時箱式變電站也是目前電力系統(tǒng)運行中最為經(jīng)濟、科學(xué)和安全穩(wěn)定的配電裝置。箱式變電站建設(shè)中，采用自動化進行控制與管理就顯得十分必要。

1.箱式變電站綜合自動化概述

1.1箱室變電站概述

箱式變電站主要由高壓開關(guān)裝置、變壓器和低壓配電裝置三部分組成。從國內(nèi)外箱式變電站的發(fā)展?fàn)顩r來看，目前箱式變電站主要有一體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。

1.1.1一體式箱式變電站

一體式箱式變電站是在優(yōu)化高低壓控制和變壓器保護裝置的基礎(chǔ)上，將高低壓配電裝置與變壓器主體整合進變壓器油箱，使其成為一套整體設(shè)備。但這種整合形式和結(jié)構(gòu)設(shè)計使箱式變電站體積更小，不用太多占地面積，其體積僅為同等容量組合箱式變電站體積的1/3左右。

1.1.2組合式變電站

組合式箱式變電站是將高低壓控制裝置和電路保護裝置裝入箱內(nèi)，構(gòu)成一個整體。從設(shè)計上來看，歐式組合變電站屬于免維護設(shè)備的設(shè)計，因此箱內(nèi)不需要設(shè)置人工操作空間，這樣有助于減小變電站體積，也是當(dāng)前使用較廣泛的變電站型式。我國絕大多數(shù)電力系統(tǒng)中都采用組合式的箱式變電站。

1.2綜合自動化定義

箱式變電站綜合自動化是目前變電站工作中最為常見的一部分，其在應(yīng)用中通常都是用于配電網(wǎng)系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)箱式變電站監(jiān)測、控制以及通訊發(fā)展的需要，在工作中對于高壓電流、低壓系統(tǒng)化電流以及電壓頻率開關(guān)的狀態(tài)方面控制進行全面系統(tǒng)的研究與處置。一般來說，在當(dāng)前的變電站系統(tǒng)中，綜合自動化的箱式變電站系統(tǒng)應(yīng)用中是一種根據(jù)電網(wǎng)使用功率數(shù)為基礎(chǔ)進行自我補償?shù)囊环N裝置，這種裝置在應(yīng)用中對于配電網(wǎng)自動化的補充與完善十分必要。

1.3箱式變電站綜合自動化的特點

1.3.1功能綜合化

箱式變電站與普通的變電站相比而言具備著多個方面的優(yōu)勢，其在應(yīng)用中對于變電站容量控制。電壓管理以及出線回路方面的管理都具備著良好的工作優(yōu)勢，同時在工作中操作較為簡單方便。在工作中，普通變電站都具備著變壓器高，在低壓線路的一側(cè)采用斷路器來進行連接的工作模式。而這種變壓器系統(tǒng)中，繼電器保護系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜且每臺主變電壓器變化極為明顯的工作模式。而箱式變電站變壓器在工作中，對于高壓電力系統(tǒng)的一側(cè)是利用真空斷路器進行控制的工作模式，而對于低壓方面的一側(cè)，對于帶有過流或者速斷器保護框架模式的工程模式，對于一個單元之內(nèi)的工作模式進行全面系統(tǒng)的控制。

1.3.2智能化優(yōu)勢

同時，在目前的變電站結(jié)構(gòu)中，箱式變電站具有高度的自動化性能，實現(xiàn)無人值守運行?？梢杂行ПＷo電力系統(tǒng)的自動化裝置，實現(xiàn)電網(wǎng)對變電站的遙測、遙控和遙信功能。同時每個變電站單元能夠獨立運行，對運行參數(shù)能實現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)置和調(diào)整，并且箱內(nèi)溫濕度也能實現(xiàn)即時控制，全站智能化。

1.3.3工程預(yù)制優(yōu)勢

變電站在工廠設(shè)計制造時，只需設(shè)計技術(shù)人員根據(jù)變電站的使用需求，做出主接線圖和配套設(shè)備就可以結(jié)合廠家所提供的變電站規(guī)格和功能，將所有儀器設(shè)備在工廠實現(xiàn)一次整合、調(diào)整測試，從而最終實現(xiàn)變電站制造工廠化，大大縮短了設(shè)備制造安裝周期。

2.實行箱式變電站自動化的意義

2.1提高變壓器安全性

箱式變電站在過去的使用過程中，存在著諸多的安全缺陷與事故。其中這些缺陷與事故中，其中大部分都是由于操作人員在工作中存在著操作失誤而造成的，這些問題的存在往往都是一種不應(yīng)該出現(xiàn)的事故模式。因此在變電站工作中，采用綜合自動化管理技術(shù)對于避免這些事故和問題的發(fā)生十分有效，是一種以程序控制開關(guān)的工作管理模式，這對于排除和降低運行人員由于操作失誤和技術(shù)水平不夠造成的質(zhì)量缺陷十分必要。

2.2提高供電質(zhì)量

由于綜合自動化箱式變電站系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中是通過計算機直接控制且執(zhí)行的一種工作模式，這種工作模式在工作中對于執(zhí)行無功補償、穩(wěn)定電壓等方面發(fā)揮著重要的作用與優(yōu)勢，同時在工作的過程中能夠有效的調(diào)整電力系統(tǒng)功率因素，降低工程中存在的電能損耗現(xiàn)象，從而提高建筑工程施工效益和經(jīng)濟水平。

2.3減輕工作人員負(fù)擔(dān)

由于箱式變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)用中是以計算機進行全面系統(tǒng)控制的工作方式，這就使得系統(tǒng)中都是一種必要信息的傳遞和管理模式。在這種變電站系統(tǒng)運行工作中無需要相關(guān)工作人員進行抄表、統(tǒng)計等工作，這種工作模式和計算機管理方式的采用使得工程管理效率更加的精確與完善。

3.箱式變電站綜合自動化的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

我國在箱式變電站的發(fā)展中雖然已有二十年的歷史，但由于起步較晚，發(fā)展較緩慢，技術(shù)儲備不夠，難以達(dá)到國外相同級別變電站的技術(shù)性能。因此，目前我國箱式變電站的應(yīng)用范圍相對較小，也正因為如此，箱式變電站在我國具有廣闊的發(fā)展空間。箱式變電站由于使用普通油和阻燃油作為絕緣體，因此具有較高的安全可靠性，可以在戶外使用，也可以在戶內(nèi)使用，適用于各種住宅區(qū)、工業(yè)工廠和各種辦公場所。

隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人民生活水平的逐步提高，電力負(fù)荷逐年提高，用戶對供電的可靠性也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的繼電保護設(shè)備及二次儀表已不能滿足要求，計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，變電站自動化系統(tǒng)應(yīng)運而生。如今，全國各大科研院所對變電站綜合自動化系統(tǒng)都進行了理論與應(yīng)用研究，部分理論和算法具備了國際先進水平。國內(nèi)許多生產(chǎn)廠家在這方面也進行了大量的研究與開發(fā)，經(jīng)過近二十年的實踐與應(yīng)用，變電站自動化系統(tǒng)從集中式到分布式，其技術(shù)特點及運行要求等方面均取得了極大的發(fā)展，特別是近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的增長，電力系統(tǒng)也獲得了前所未有的發(fā)展，箱式變電站也得到了廣泛的推廣及應(yīng)用，為滿足電力系統(tǒng)運行管理現(xiàn)代化的迫切要求，研究箱式變電站綜合自動化已迫在眉睫。

4.結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城鄉(xiāng)配網(wǎng)自動化和“無人值守”已得到普及推廣，箱變綜合自動化所帶來的經(jīng)濟效益和社會效益也越來越為人們所認(rèn)知，箱變綜合自動化必將會有更加廣闊的應(yīng)用前景。