綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在10kV變電站的應(yīng)用研究

摘 要：文章從變電站綜合自動(dòng)化結(jié)構(gòu)入手，詳細(xì)闡述了應(yīng)用于10Kv變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能，并對其發(fā)展前景做出預(yù)測與展望。

關(guān)鍵詞：綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；10KV變電站；應(yīng)用

目前城市電網(wǎng)的復(fù)雜程度逐漸提升，為了使各級的電力調(diào)配中心實(shí)時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況，提高變電站的運(yùn)行可控性，需要采用更多的反事故措施，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)符合目前變電站的管理需要，自動(dòng)化系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的二次設(shè)備控制模式，在簡化控制系統(tǒng)的同時(shí)能提高系統(tǒng)的安全性能。

1 變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)

1.1 集中式結(jié)構(gòu)。集中式通常采用計(jì)算機(jī)并拓寬其I/O接口，以便收集變電站的模擬量及數(shù)量等信息，并對其進(jìn)行計(jì)算與處理，實(shí)現(xiàn)其微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)及自動(dòng)控制等功能。集中式結(jié)構(gòu)并不是靠一臺(tái)計(jì)算機(jī)就能實(shí)現(xiàn)保護(hù)、監(jiān)控等功能的。多數(shù)集中式結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控及調(diào)度等通信功能需要多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)配合完成，每臺(tái)微型計(jì)算機(jī)所分配的任務(wù)要多些。

集中式的特征：可了解和掌握各種模擬量及開關(guān)量，并實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控變電站的相關(guān)數(shù)據(jù)；占地空間及成本都比較低等。前置管理機(jī)的引線較多，工作量大，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性便會(huì)降低，如果前置機(jī)出現(xiàn)了故障，那么其所有的信息、功能都會(huì)喪失，因此通常我們會(huì)采取雙機(jī)并聯(lián)的方式進(jìn)行。調(diào)試系統(tǒng)的工作較為繁重，組態(tài)靈活性較差，不同的主接線或變電站，應(yīng)分別設(shè)計(jì)其軟、硬件，要實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化功能及需求，難度比較大。

1.2 分布式結(jié)構(gòu)。分布式結(jié)構(gòu)即把變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分化看來，讓多臺(tái)計(jì)算機(jī)共同來完成，通過按照功能設(shè)計(jì)的方法，以 CPU系統(tǒng)為工作重心，通過多個(gè)CPU來促進(jìn)突發(fā)事件的解決能力的不斷提高，從而有效處理運(yùn)算的瓶頸問題。各功能模塊間借力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方法來傳輸數(shù)據(jù)，選擇級別較高的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可有效處理數(shù)據(jù)傳輸過程中的各個(gè)問題，進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。分布式結(jié)構(gòu)有利于擴(kuò)展和維護(hù)系統(tǒng)，局部故障對其整個(gè)模塊的運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生影響。與集中式處理系統(tǒng)相比，分布式結(jié)構(gòu)存在下列幾大優(yōu)點(diǎn)：

1.2.1 可靠性強(qiáng)，不管哪個(gè)部位出了問題，都不會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行，危險(xiǎn)能得到有效分散。

1.2.2 具有較強(qiáng)的擴(kuò)展與開放性，便于工程設(shè)計(jì)及其實(shí)際應(yīng)用。

1.2.3 站內(nèi)二次設(shè)備減少了電纜的需求量，節(jié)省了投資同時(shí)也有利于調(diào)試、維護(hù)。

2 應(yīng)用于10kV 變電站的綜合自動(dòng)化管理系統(tǒng)分析

綜合自動(dòng)化管理系統(tǒng)在民用建筑小型工業(yè)變電站中還未廣泛使用。因此，10kV 變電系統(tǒng)的整體自動(dòng)化程度還需進(jìn)一步提升，方可實(shí)現(xiàn)無人管理與遠(yuǎn)程遙控，下面將對10kV 變電站中的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行簡要分析。

2.1 綜合自動(dòng)化管理系統(tǒng)能有效保護(hù)和監(jiān)控變電站。按照電力系統(tǒng)中10kV 變電站的運(yùn)行要求，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)確保電站能順暢運(yùn)行，在供電數(shù)量穩(wěn)定的形勢下，促進(jìn)輸出電能質(zhì)量進(jìn)一步提升，這就需要自動(dòng)化管理系統(tǒng)能統(tǒng)一、有效的保護(hù)和監(jiān)控變電站內(nèi)的線路狀況、變壓器運(yùn)行狀態(tài)及電路是否穩(wěn)定、可靠等。

2.2 保護(hù)和有效監(jiān)控變電站內(nèi)的10kV 線路。要確保變電站能運(yùn)行暢通，就必須切實(shí)保護(hù)變電站內(nèi)的接地點(diǎn)及饋線，線路保護(hù)包含多方面內(nèi)容，具體可分為保護(hù)饋線，控制線路運(yùn)行狀況，測量接地情況及安裝必要的報(bào)警設(shè)備來報(bào)告異常工況，其保護(hù)設(shè)備應(yīng)包含三相三段式的電流保護(hù)方案在內(nèi)，以便發(fā)生異常工況時(shí)能立即熔斷。為實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)及監(jiān)控目標(biāo)，測量系統(tǒng)中還應(yīng)及時(shí)測量線路的電流、電壓、功率等狀況，控制設(shè)備應(yīng)配有自動(dòng)與手動(dòng)跳閘這兩項(xiàng)功能。

2.3 保護(hù)和有效監(jiān)控變電站內(nèi)的變壓器。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，針對變壓器的工作，共形成了監(jiān)控、保護(hù)這兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，系統(tǒng)中包含非電量保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)及備用監(jiān)控保護(hù)等三大裝置，非電量保護(hù)裝置在其運(yùn)行的情況下，能實(shí)時(shí)測量變壓器中各回路的主變壓器的溫度變化，并有效監(jiān)控接頭位置的數(shù)據(jù)，分析遙測結(jié)果，與其他設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與交換，并最終保護(hù)變壓器；差動(dòng)保護(hù)電路則收集變壓器雙向的電流量和單項(xiàng)的電壓量，以便監(jiān)控變壓器單項(xiàng)的能量，將變壓器出現(xiàn)的異常狀況及時(shí)報(bào)備出來；備用保護(hù)電路在非電量與差動(dòng)保護(hù)的狀態(tài)下，不能順暢工作，此時(shí)的保護(hù)工作可以采取手動(dòng)的方式進(jìn)行分閘，也可配合監(jiān)控措施予以實(shí)現(xiàn)。

2.4 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對電站運(yùn)行情況的全面監(jiān)控。在管理10kV 變電站的工作中，要監(jiān)控全站運(yùn)行狀況，通常會(huì)采用監(jiān)控系統(tǒng)，而在監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)主機(jī)里，也配備了監(jiān)控軟件與組態(tài)軟件，在主機(jī)上的顯示界面上，我們可進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)，在監(jiān)控中心，也能夠獲得與設(shè)備保護(hù)有關(guān)的資料、遙測信息及最終報(bào)表。通過微機(jī)我們能實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測整個(gè)電站實(shí)際的運(yùn)行狀況，集控站的檢測技術(shù)應(yīng)同地方檢測信息有小融合，并將二者之間進(jìn)行對比，找出變電站工作及運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的潛在故障，從而有效指導(dǎo)電站平日的維護(hù)及維修工作。

2.5 基于系統(tǒng)中通信功能的發(fā)揮來達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控目標(biāo)。要順利實(shí)現(xiàn)10kV 變電站的運(yùn)行、管理目標(biāo)，變電站的管理人員就應(yīng)該充分了解和迅速掌控電站的運(yùn)行狀況，將所有故障排除和解決，以往的10kV 變電站內(nèi)配線狀況比較繁雜，平時(shí)的維護(hù)費(fèi)用也比較多，運(yùn)行工作中還往往會(huì)由于變電站工作人員自身操作不當(dāng)而導(dǎo)致各種停機(jī)事故發(fā)生，通過應(yīng)用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，這種情況得到了很好的改善。系統(tǒng)中還實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程通信的功能，它可以將設(shè)備的現(xiàn)場運(yùn)行情況直接傳輸?shù)街骺厥业闹鳈C(jī)中，通過相應(yīng)的警告方式來對管理人員做出提示，讓他們及時(shí)處理各種異常工況，而管理人員對之進(jìn)行處理后，也能及時(shí)把控制中心的命令再次傳輸?shù)浆F(xiàn)場設(shè)備上，這樣一來，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式就能讓管理人員掌控和了解現(xiàn)場的運(yùn)行情況；另外，這種方式也能讓同級變電站人員及其高一級管理部門實(shí)現(xiàn)有效溝通，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的系統(tǒng)化管理電網(wǎng)的目標(biāo)。

3 10kV 變電站內(nèi)綜合自動(dòng)化管理系統(tǒng)的前景分析

在國內(nèi)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，人類在其生產(chǎn)、生活中對用電提出了越來越高的需求，電力部門的管理工作難度在加大。而要解決現(xiàn)階段電力系統(tǒng)中人員緊張的問題，就必須進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)基層中的變電站的自動(dòng)化。針對10kV 變電站而言，通過綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，線路改造及硬件建設(shè)的工作量都在不斷增大，不過在應(yīng)用該自動(dòng)化系統(tǒng)后，變電站的安全性得到了逐步提高，且其日常的維護(hù)費(fèi)用得到了逐步降低，在某些特殊的運(yùn)行情況下，比如瞬間停電或者電壓波動(dòng)過大時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)也能發(fā)揮其功能及作用，來有效保障變電站順利運(yùn)行，同時(shí)也讓基層用電和生產(chǎn)狀況都能得到有效的保證。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，科技水平得到快速提高，對基層10kV 變電站也提出了更高的要求。為此，變電站應(yīng)逐步健全其自動(dòng)化管理系統(tǒng)，運(yùn)用先進(jìn)的管理手段來管理電站，建立健全變電站的管理系統(tǒng)，讓變電站的安全及穩(wěn)定性能得到進(jìn)一步提升，為城鄉(xiāng)居民的生產(chǎn)、生活營造和諧的供電環(huán)境。

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作者簡介：張群芳，身份證號：445381198602261126。