變電站高壓電氣系統(tǒng)中微機自動化技術(shù)的應(yīng)用研究

張金義

摘 要：電氣系統(tǒng)自動化的發(fā)展主要得益于信息技術(shù)與自動化技術(shù)的推動，在當前電能需求不斷增大的背景下，電力系統(tǒng)的重要性越來越突出，相應(yīng)的，電氣系統(tǒng)的功能完善也就越來越關(guān)鍵。在這種情況下，探討微機自動化技術(shù)在變電站高壓電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用價值和策略，具有十分重要的實用意義。文章在詳細分析變電站高壓電氣系統(tǒng)特點的基礎(chǔ)上，對微機自動化技術(shù)在其中的應(yīng)用進行了簡要闡述，以供參考。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣系統(tǒng)自動化；高壓電氣系統(tǒng)；微機自動化技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）32-0049-02

微機控制技術(shù)是變電站電氣自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。對于該系統(tǒng)來講，傳統(tǒng)儀器是其重要組成部分，功能有測量與監(jiān)控等。其中，遠動屏、集中顯示屏為系統(tǒng)功能的實現(xiàn)提供了保障。與傳統(tǒng)儀器相比，微機控制技術(shù)具有明顯的功能優(yōu)勢，其涵蓋了計算機組與集成電路。因此，優(yōu)化變電站綜合系統(tǒng)的措施中，應(yīng)包含有提高技術(shù)的方法和協(xié)調(diào)計算機與自動化、通信關(guān)系的策略。

1 變電站高壓電氣系統(tǒng)

1.1 概 述

以局域網(wǎng)通信監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建為前提，變電站電氣系統(tǒng)實現(xiàn)量化信號的采集需要借助多種裝置，比如遠動裝置。程序是電氣系統(tǒng)實現(xiàn)工作調(diào)度功能與監(jiān)控功能的關(guān)鍵。一般來講，負責(zé)程序處理的是數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)信號來自微型計算機。在程序處理的過程中，還存在一個信號鑒別的過程。對于電氣自動化控制系統(tǒng)來講，其核心為高壓電氣系統(tǒng)。局域網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的功能主要在于將系統(tǒng)的不同部分聯(lián)系起來，發(fā)揮著重要的協(xié)調(diào)作用。該系統(tǒng)的功能主要包含三個方面：①自動控制；②繼電保護；③遠動功能。因此，高壓電氣系統(tǒng)的功能非常復(fù)雜，具有典型的綜合性特征。

1.2 特 點

高壓電氣系統(tǒng)的綜合性特征可以細化為以下幾方面：①功能綜合性強。現(xiàn)代技術(shù)中不少都是綜合性較強的技術(shù)，其中的科技含量更高。由于高壓電氣系統(tǒng)中應(yīng)用了很多現(xiàn)代自動化技術(shù)，因此，該系統(tǒng)本身也呈現(xiàn)出功能綜合性強的特征。②結(jié)構(gòu)分層。高壓電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有明顯的分布式、分層式特征。具體表現(xiàn)為，其各個子系統(tǒng)都是依據(jù)此項結(jié)構(gòu)要求進行設(shè)計的，最終，由子系統(tǒng)中各具功能的CPU共同構(gòu)成了綜合系統(tǒng)；同時，該系統(tǒng)可以分為間隔層與變電站層兩層，因此，可以說該系統(tǒng)還具有分層式特征。③屏幕化。在變電站電氣自動化實現(xiàn)之后，設(shè)備操作與線路監(jiān)控中只需通過CRT顯示器，就能夠掌握變電站運行的基本情況，實現(xiàn)有效的控制與實時監(jiān)控。④網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化主要是針對通信局域網(wǎng)而言。當前，電氣自動化系統(tǒng)中均采用了局域網(wǎng)技術(shù)以及光纖技術(shù)，在這樣的情況下，該系統(tǒng)的抗干擾能力是相對較高的，數(shù)據(jù)傳輸不僅效率高，時效性、可靠性也更佳，并且在組態(tài)和擴展方面也擁有較大的自由空間。并且電纜數(shù)量也在一定程度上減少了，施工時也會更加便利。⑤智能化。電氣自動化系統(tǒng)的智能化有著多種表現(xiàn)形式，除了事故判斷、自動報警等多種自動化功能之外，還可以實現(xiàn)自我診斷并向主控端傳送診斷結(jié)果。并且，其監(jiān)測對象也更為全面，不僅有一次設(shè)備，還包括自身。⑥數(shù)字化。變電站測量的傳統(tǒng)儀器多為指針式儀表，此種測量設(shè)備精度低、讀數(shù)麻煩，所以測量工作效率非常低下。當前，變電站更新了測量手段，積極應(yīng)用了微機監(jiān)控系統(tǒng)。微機監(jiān)控系統(tǒng)最明顯的優(yōu)勢在于其能夠通過顯示器將測量結(jié)果直觀的呈現(xiàn)出來，取代了傳統(tǒng)的儀表讀數(shù)，便利性十分顯著。另外，傳統(tǒng)測量中需要人工抄表，現(xiàn)在打印機可以取代人工，且效率更高、出錯率更低，測量效率有了明顯提升。

綜上所述，變電站電氣自動化系統(tǒng)具有功能綜合性強、結(jié)構(gòu)分層、屏幕化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化等明顯特點，優(yōu)勢顯著。也正是因為這些特點，電氣自動化發(fā)展速度非?？?，且備受關(guān)注。具體表現(xiàn)在，電氣自動化近年來已經(jīng)成為了電氣方面研究的熱點問題之一，功能處于不斷完善中，性能也在逐漸提高和改善。從長遠角度看，電氣自動化代表著未來一段時期內(nèi)變電站建設(shè)的重要目標，同時也是其不斷發(fā)展的推動力量[3]。

2 自動化技術(shù)在電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

2.1 系統(tǒng)自動化建設(shè)

當前，先進技術(shù)在電氣系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，使得系統(tǒng)自動化程度不斷提升。在這種情況下，控制層信息也處于不斷擴展中，視頻信息采集設(shè)備在電氣系統(tǒng)中的地位得到了進一步的提高，逐漸成為系統(tǒng)關(guān)鍵組成部分之一。考慮到信息擴展的發(fā)展要求，在設(shè)備性能方面和通信能力方面必須做出應(yīng)對。出于數(shù)據(jù)高效交換的要求考量，設(shè)備之間最好應(yīng)用廣域網(wǎng)。以信息匯總為前提，設(shè)備利用數(shù)據(jù)庫以及有效的運算，不僅可以起到綜合數(shù)據(jù)的作用，還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分類等。

電氣自動化系統(tǒng)不僅要有低頻通信接口、ATM接入，還要能夠利用廣域網(wǎng)，具備廣域網(wǎng)利用能力，以實現(xiàn)對信息互聯(lián)的調(diào)度功能。該系統(tǒng)的基礎(chǔ)包括廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)，功能優(yōu)勢在于節(jié)能、便利、高效、靈活等，具有較高的應(yīng)用價值。

2.2 通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

變電站發(fā)展中應(yīng)重視建設(shè)局域網(wǎng)絡(luò)，為各種設(shè)備通過不同方式接入網(wǎng)絡(luò)提供方便。其中，遠動裝置與保護裝置接入網(wǎng)絡(luò)，既可以通過通信裝置，也可以利用現(xiàn)場總線。利用局域網(wǎng)，可以將有效信息進行共享。同時，局域網(wǎng)還能夠經(jīng)交換機與國家網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。在具體實施中，接口方面應(yīng)注意在增設(shè)V24接口的同時保留模擬接口以及數(shù)字接口。V24接口能夠借助ATM網(wǎng)連接，但是，保留模擬接口相當于預(yù)留了備用通道。局部網(wǎng)絡(luò)是通信網(wǎng)的其中一種，能夠?qū)崿F(xiàn)一定范圍內(nèi)的設(shè)備互聯(lián)。在局部網(wǎng)絡(luò)中，計算機不僅可以進行自身的獨立工作，還可以實現(xiàn)彼此間的數(shù)據(jù)交換、信息共享、通信等。局域網(wǎng)和交換機是局部網(wǎng)絡(luò)的兩種基本類型，其中，以前者最為常見，應(yīng)用范圍也更廣。局域網(wǎng)的關(guān)鍵部分是互聯(lián)以及通信。局域網(wǎng)的傳輸信道不止一種，既可以是光纖或雙絞線，也可以是無線信道等。每種信道都有自身的優(yōu)勢和不足，適用情況也不一樣，現(xiàn)實中應(yīng)依據(jù)現(xiàn)實條件和要求，合理選擇。比如，雙絞線的優(yōu)勢在于成本低，但是傳輸距離相對比較短則是其明顯的不足；對于性能要求高的情況，應(yīng)使用利油電纜；對于傳輸距離遠、設(shè)備多、容量大、抗干擾要求高等情況，應(yīng)選用同軸電纜。

2.3 技術(shù)支持

自動化系統(tǒng)的發(fā)展離不開通信技術(shù)的革新和改進，通信問題的解決必須得到相應(yīng)的重視。上世紀90年代中期，由于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)標準的發(fā)布，配電載波通信引起了社會的廣泛關(guān)注。該標準對DAS系統(tǒng)的構(gòu)成進行了全面的描述。DAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇主要取決于系統(tǒng)功能。

3 案例分析

以某高壓變配電站為例，其進線電壓為35 kV。在經(jīng)過了增容改造之后，其采用了綜合自動化裝置，建立了自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)兼顧配電系統(tǒng)與變壓器參數(shù)采集，同時，計算機系統(tǒng)中應(yīng)用了GPS技術(shù)，增設(shè)了規(guī)約轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)采集器，能夠?qū)崿F(xiàn)工藝參數(shù)的有效采集。在一次主回路系統(tǒng)中包含兩臺有載調(diào)壓變壓器，容量為6 300 kVA。另外，控制系統(tǒng)為分層、分布式微機系統(tǒng)，能夠通過網(wǎng)絡(luò)線實現(xiàn)與后臺機的有效通信，起到了節(jié)省電纜的作用。該變電站的變壓器安裝位置為主變保護屏內(nèi)。在測量裝置上，該系統(tǒng)采用了微機型監(jiān)控終端機，能夠?qū)崟r監(jiān)控電流系統(tǒng)接地情況；還裝有微機線路保護測控裝置，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)和參數(shù)的采集。后臺系統(tǒng)通過總線網(wǎng)絡(luò)通訊，實現(xiàn)了對于配電系統(tǒng)的遙控和遙測。這樣一來，就能夠遙控開關(guān)的開、合，并對開關(guān)位置進行監(jiān)測；還能夠?qū)﹄妷?、電流進行測量。除了這些以外，該系統(tǒng)還具有事故報警、記錄等功能，可以自動生成日志并打印。

4 結(jié) 語

當前，科技已經(jīng)成為了推動我國各個行業(yè)發(fā)展的重要力量，電力網(wǎng)絡(luò)的自動化程度將越來越高。變電站在整個電力系統(tǒng)中發(fā)揮著十分重要的作用，肩負著電能轉(zhuǎn)換的重要責(zé)任。高壓電氣系統(tǒng)是變電站功能發(fā)揮的基本保障，重要性不言而喻。微機自動化技術(shù)在高壓電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅能夠起到簡化工作流程、提高工作人員工作效率的作用，對于供電系統(tǒng)的平穩(wěn)運行也具有十分積極的現(xiàn)實意義，應(yīng)積極推廣。

參考文獻：

[1] 于晶.電力配電自動化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（中旬刊），

2015，（6）.

[2] 李強.電力工程自動化技術(shù)探析[J].電工技術(shù)：理論與實踐，2015，（7）.

[3] 崔會貞.電氣自動化控制方式綜述[J].雜文月刊：學(xué)術(shù)版，2015，（4）.