淺析變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)在 變電站中的應(yīng)用

萬玉輝

（國網(wǎng)江西省電力公司培訓(xùn)中心）

0 引言

電力資源作為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊徊糠?，?9世紀(jì)問世以來就在各個(gè)領(lǐng)域逐漸推廣，迄今為止，小到家用電器的應(yīng)用大到企事業(yè)單位國家工業(yè)的大量用電，細(xì)化到人們的衣食住行各個(gè)方面。事實(shí)證明，人們的生活已經(jīng)離不開電力資源。而隨著能源的不斷減少，人們對(duì)電力資源的需求又在不斷提高，過去的發(fā)電方式既浪費(fèi)能源又普遍存在傳輸速度上減慢、操作起來危險(xiǎn)性較大等缺陷，因此對(duì)于電力資源的高效能開發(fā)和利用就顯得至關(guān)重要。變電站作為電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)電力資源的轉(zhuǎn)化以及對(duì)電力資源的分配環(huán)節(jié)，改良這個(gè)階段的系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)電力資源的高效能開發(fā)和合理利用至關(guān)重要，也是國家節(jié)省電力資源，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)利用的關(guān)鍵，必然會(huì)得到國家的大力支持。

1 變電站及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

（1）對(duì)變電站的認(rèn)識(shí)

所謂變電站即日常生活中所能常見的高壓站，是作為改變電壓的場(chǎng)所存在的，主要功能在于輸送發(fā)電廠的電能資源，將電廠所發(fā)出的電能資源向遠(yuǎn)方輸送時(shí)需要將電壓升高也就是高壓電，而在送到用戶附近時(shí)再將電壓降低以達(dá)到電能的成功輸送和運(yùn)用。變電站就是這樣一種升高和降低電壓的場(chǎng)所，其主要設(shè)備很簡(jiǎn)單，就是電能開關(guān)和變壓器，變電站指的是較大規(guī)模的升降電壓場(chǎng)所，規(guī)模小的一般稱之為變電所。兩者適用的工況不同，變電站適用于所有種類電壓的升降，而變電所只能操作110kV以下的電壓。

（2）對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)也可以稱之為變電站智能系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是新時(shí)代高新技術(shù)的一種衍生品，是綜合利用電子科技技術(shù)、電腦計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和高新信息處理技術(shù)等一系列現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)對(duì)變電站的后臺(tái)設(shè)備的全部功能進(jìn)行重組，用高新技術(shù)改良變電站的監(jiān)視、測(cè)量、控制以及協(xié)調(diào)功能的一種綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)。簡(jiǎn)單來說就是通過現(xiàn)代科學(xué)高新技術(shù)的綜合運(yùn)用實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)變電站技術(shù)的改良和革新，使其在功能、設(shè)施、能源利用度上得到提升，更加方便高速地實(shí)現(xiàn)對(duì)于變電站電能轉(zhuǎn)化的應(yīng)用，使其達(dá)到運(yùn)行更安全穩(wěn)定、成本更低廉、質(zhì)量更高的轉(zhuǎn)電技術(shù)，是節(jié)約電能能源和國家資金，方便用戶運(yùn)用的一項(xiàng)重大技術(shù)革新。

2 對(duì)比分析傳統(tǒng)變電站與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

2.1 傳統(tǒng)變電站的缺陷

（1）安全性能不夠高

變電站實(shí)現(xiàn)高低電壓轉(zhuǎn)變，是一種危險(xiǎn)性很強(qiáng)的設(shè)備，而當(dāng)社會(huì)對(duì)于用電量的高需求和高標(biāo)準(zhǔn)，致使以前簡(jiǎn)單設(shè)備的傳統(tǒng)變電站已經(jīng)不能滿足日常生產(chǎn)生活對(duì)于電力的要求。另一方面，從變電站的日常工作上來看，傳統(tǒng)的變電站設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能卻極為簡(jiǎn)單，連基本的故障診斷能力和事故切斷電源能力都沒有，這樣就使變電站成為一種高度危險(xiǎn)的存在，在維修方面也極為困難，而且系統(tǒng)沒有自動(dòng)的警報(bào)能力，只能等待維修工作人員發(fā)現(xiàn)，致使處理故障方面不夠及時(shí)。而傳統(tǒng)變電站龐大復(fù)雜的裝置系統(tǒng)不僅給維修人員帶來了維修上的危險(xiǎn)，也增大了維修的困難度，延長了整修的時(shí)間。

（2）供電質(zhì)量較低

企業(yè)及工廠礦業(yè)一般對(duì)供電質(zhì)量有更高的要求，對(duì)于具體供電的伏數(shù)以及電壓有更為細(xì)微的標(biāo)準(zhǔn)。變電站作為控制和轉(zhuǎn)變電壓的設(shè)備場(chǎng)所，其調(diào)節(jié)電壓的精準(zhǔn)度直接與受電用戶的生活息息相關(guān)。隨著時(shí)代的進(jìn)步，家庭住戶中也出現(xiàn)了很多對(duì)電壓要求穩(wěn)定度較高的家用電器等設(shè)施，家庭對(duì)于電壓要求的精準(zhǔn)度也在不斷提升。傳統(tǒng)的變電站自身由于設(shè)備簡(jiǎn)單、陳舊，電壓輸送穩(wěn)定性不高，供電質(zhì)量較差而且自身沒有調(diào)壓能力造成音波污染等原因，已經(jīng)不能滿足人們?nèi)粘Ｉ钪袑?duì)供電質(zhì)量的要求。

（3）浪費(fèi)占地面積

通過以往的經(jīng)驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的變電站存在著占地面積太大，嚴(yán)重浪費(fèi)土地資源的現(xiàn)象，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)變電站的設(shè)備繁重，體積太大。而對(duì)于我國這種人口密度很大的國家來說，土地資源特別重要，而傳統(tǒng)變電站由于設(shè)備陳舊等原因浪費(fèi)了很多土地資源。

（4）變電轉(zhuǎn)化速度慢，并且不利于管理

當(dāng)今社會(huì)對(duì)用電量的需求日益增加，如果轉(zhuǎn)變電壓速度較慢或者用傳統(tǒng)的非智能不能管理的變電系統(tǒng)，將對(duì)變電操作造成極為惡劣的影響。傳統(tǒng)的變電站往往只能依靠人工的記錄和對(duì)數(shù)據(jù)整合查找對(duì)變電站的工作進(jìn)行管理，這樣勞民傷財(cái)又很難得到準(zhǔn)確率很高的數(shù)據(jù)的管理方式，對(duì)于變電站的工作極為不利，也無法做到對(duì)其性能和安全運(yùn)行的保障。另外，管理變電站還需要定期人工檢查，而變電站的數(shù)量是很龐大的，這一耗時(shí)費(fèi)力的工程也不利于變電站的有效工作。

2.2 對(duì)比傳統(tǒng)變電站的缺陷分析綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改良及其優(yōu)勢(shì)

（1）安全保障的增強(qiáng)

從以往傳統(tǒng)變電站安全保障不夠完善的角度出發(fā)，有針對(duì)性地提高了安全保障。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)從根本上改變和根治了這一弊端，使監(jiān)管變成自動(dòng)式監(jiān)管，采用全方位的監(jiān)控技術(shù)，完成了對(duì)變電站的后臺(tái)監(jiān)控，不需要人工監(jiān)管，系統(tǒng)自動(dòng)錄像監(jiān)管，并及時(shí)有效地完成對(duì)信息的共享。這種方式也節(jié)省了土地面積，全新的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)不再是復(fù)雜龐大的晶體組合體而是高新技術(shù)所完成的管理系統(tǒng)。

（2）管理方式智能化

從以往傳統(tǒng)變電站效率低、變電速度慢、管理不方便為出發(fā)點(diǎn)，采用全新智能化管理模式，用高新技術(shù)與系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，增加了系統(tǒng)自身的故障分析功能和故障解除自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)操作功能，高效率操作，及時(shí)恢復(fù)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)修理和調(diào)整，方便了管理的同時(shí)也增加了安全度。

（3）功能上的大整合

從以往傳統(tǒng)變電站功能少、效能差、供電質(zhì)量差等方面的弊端綜合考慮，設(shè)計(jì)出由多種高新技術(shù)相結(jié)合的完善的智能型變電站操作系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備和電壓切換的變電處理，操作更為方便簡(jiǎn)單，同時(shí)精密的系統(tǒng)也能有效保障變電后的供電質(zhì)量。

3 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)在變電站應(yīng)用中存在的問題及解決意見

電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化產(chǎn)品較多，產(chǎn)品型號(hào)復(fù)雜，給運(yùn)行維護(hù)和管理帶來許多問題，主要的問題如下。

（1）不同種類產(chǎn)品的接口問題

包括數(shù)據(jù)的格式、通訊規(guī)約等技術(shù)問題。不同產(chǎn)品接口困難會(huì)影響保護(hù)、控制、故障錄波、無功補(bǔ)償與調(diào)壓等與通信控制器，通信控制器與主站，通信控制器與模擬盤等設(shè)備之間的通信。當(dāng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用不同廠家的產(chǎn)品時(shí)，可能會(huì)由于數(shù)據(jù)格式、通訊規(guī)約不同而影響其在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

意見分析：如果所有廠家的產(chǎn)品的數(shù)據(jù)接口遵循統(tǒng)一的、開放的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，就能很好地解決上述問題。另外在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的選型問題上，一個(gè)變電站最好選用同一個(gè)廠家的產(chǎn)品，一方面使用統(tǒng)一的產(chǎn)品通信規(guī)約，無須增加轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，另一方面避免了廠家在售后服務(wù)上相互推諉的現(xiàn)象。

（2）產(chǎn)品質(zhì)量與功能的問題

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下，某些廠家為追求經(jīng)濟(jì)利益，而忽視了產(chǎn)品的質(zhì)量和系統(tǒng)功能的全面性，致使在投運(yùn)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

意見分析：在采購綜合自動(dòng)化產(chǎn)品時(shí)，一定要實(shí)地考察，選用正規(guī)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，要注重產(chǎn)品的性能和實(shí)用性。

（3）系統(tǒng)抗干擾的問題

系統(tǒng)抗干擾問題是指當(dāng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在高溫、低溫、雷電沖擊、高濕、靜電放電、電磁輻射干擾等環(huán)境的實(shí)際情況下能否正常運(yùn)行?，F(xiàn)階段的問題是很多產(chǎn)品在出廠時(shí)都沒有經(jīng)歷過真正意義的測(cè)試，以至于有一些抗干擾能力差的產(chǎn)品渾水摸魚得到應(yīng)用，對(duì)人們正常的生產(chǎn)生活造成威脅。

意見分析：加大對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量抽檢，隨機(jī)抽取進(jìn)行全面的抗干擾測(cè)試。

（4）通訊通道的選擇問題

某些變電站、調(diào)度之間通訊手段主要還是靠載波通訊，通道的問題就突顯出來，載波信號(hào)由變電站傳至調(diào)度時(shí)，由于各種原因可能會(huì)衰減，信號(hào)的可靠性就下降。

意見分析：對(duì)于通信媒介的選用，設(shè)計(jì)原則是在技術(shù)要求上支持采用光纖。

（5）管理系統(tǒng)和綜合自動(dòng)化技術(shù)之間的關(guān)系問題

綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展打破了各專業(yè)的分工與界限，面臨著機(jī)構(gòu)、專業(yè)重組和技術(shù)融合的問題。特別是變電站遠(yuǎn)動(dòng)和保護(hù)專業(yè)雖然分工明確，但其內(nèi)部聯(lián)系緊密，一旦有設(shè)備缺陷均需由兩個(gè)專業(yè)同時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)檢查分析，有些缺陷問題屬兩個(gè)專業(yè)銜接部分，就會(huì)出現(xiàn)相互推諉責(zé)任的情況，不利于開展工作。

意見分析：建議成立以保護(hù)和運(yùn)作為一體的綜合自動(dòng)化技術(shù)小組，作為主推人促進(jìn)綜合自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步。

（6）運(yùn)維人員水平不高問題

現(xiàn)在變電站故障修理的狀況還是主要依賴于技 術(shù)人員，出了設(shè)備缺陷通知廠家來處理。這樣不但造成缺陷處理不及時(shí)，另一方面也會(huì)造成變電站自身員工的業(yè)務(wù)技能和維護(hù)技能長期停滯不前。

意見分析：電力員工不能因循守舊，在實(shí)際操作中要不斷積極探索，爭(zhēng)做復(fù)合型人才，必須摒棄對(duì)廠家的技術(shù)依賴。

4 結(jié)束語

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，由于其在技術(shù)性能上的潛在能力，已被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)域網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)將進(jìn)入數(shù)字化新階段，將隨著經(jīng)濟(jì)和電力的不斷發(fā)展的變化而不斷改進(jìn)。

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