關(guān)于變電站電氣自動(dòng)化的研究分析

康樂

摘 要：變電站電氣自動(dòng)化是構(gòu)成只能電網(wǎng)的重要一環(huán)，在保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著重要的功能。本文分析了變電站電氣自動(dòng)化的發(fā)展背景及其優(yōu)越性，討論了其較為成熟的三種發(fā)展模式，然后對電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析，并對其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣自動(dòng)化；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.133

1 引言

變電站電氣自動(dòng)化就是將信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等與變電站的基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合，保證變電站安全、可靠運(yùn)行。我國的電氣行業(yè)一直走在世界前列，變電站自動(dòng)化的發(fā)展水平較高，目前已經(jīng)有希望實(shí)現(xiàn)110kV及以下電壓等級變電站的無人值守以及110kV以上電壓等級的變電站少人值守。隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的深入運(yùn)用，不但可以節(jié)省更多的人力資源，而且可以提高變電站的整體運(yùn)行質(zhì)量。變電站實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化還可以推動(dòng)電力服務(wù)智能化進(jìn)程。采用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性，及時(shí)對故障進(jìn)行反應(yīng)，保證系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行，提高服務(wù)的智能化。此外，變電站實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化有利于對系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，可以利用大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定性分析，提高仿真的效果。

2 變電站電氣自動(dòng)化的主要模式

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，變電站電氣自動(dòng)化已經(jīng)形成了較為成熟的應(yīng)用模式，主要包括相對分散模式、集中模式、完全分散模式等。

2.1 相對分散模式

相對分散模式產(chǎn)生于上世紀(jì)九十年代末，大范圍應(yīng)用于我國各地的變電站。分散的涵義是自動(dòng)化裝置根據(jù)變電站的不同電壓等級或是一次系統(tǒng)的建設(shè)，把變電站分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的分散區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域的內(nèi)部分別裝設(shè)自動(dòng)化設(shè)備，獨(dú)立發(fā)揮保護(hù)、測控等作用。之所以成為相對分散，是因?yàn)榫哂锌偪啬芰Φ闹髡疽约盀V波等控制設(shè)備采用集中設(shè)置的方式，均設(shè)置在變電站的中央控制室，通過中央控制室和各個(gè)分散區(qū)域的總線進(jìn)行通信。

2.2 集中模式

集中模式是對各類電氣自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行集中調(diào)節(jié)和控制，各設(shè)備集中安置在一個(gè)地方，但是設(shè)備之間在物理概念上幾乎沒有聯(lián)系。由于設(shè)備在空間上比較相近，應(yīng)該充分利用不同等級的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過I/O接口擴(kuò)展，對各類電信號、開關(guān)信號、動(dòng)作信號等進(jìn)行采集和處理，從而實(shí)現(xiàn)測控和保護(hù)功能。

2.3 完全分散模式

完全分散變電站中的各種電氣自動(dòng)化設(shè)備除了與主變壓器、母線、高壓線路有關(guān)的自動(dòng)化設(shè)備依然采取集中式安裝之外，其他自動(dòng)化設(shè)備比如與低壓輸電線路、電流互感器、電壓互感器有關(guān)的自動(dòng)化裝置等，都直接安裝在設(shè)備間隔甚至一次系統(tǒng)中，通過系統(tǒng)總線進(jìn)行相互聯(lián)系。這種模式大大節(jié)約了電纜的使用，降低了建設(shè)成本，而且具有高度的可靠性和靈活性。隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高，完全分散模式將取代相對分散模式應(yīng)用于變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)中，具有良好的發(fā)展前景。

3 變電站電氣自動(dòng)化的主要應(yīng)用

3.1 在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，通過通信技術(shù)和傳感技術(shù)的有機(jī)融合，可以實(shí)現(xiàn)對變電站的電氣設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測，從而降低每年因定期檢修所帶來的巨大人力、物力浪費(fèi)以及由此帶來的供電損失。

3.2 在事故處理中的應(yīng)用

采用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以對各類事故進(jìn)行追憶和記錄，從而可以對事故進(jìn)行正確、及時(shí)的處理。系統(tǒng)發(fā)生故障后，自動(dòng)化系統(tǒng)可以及時(shí)記錄與故障有關(guān)的開關(guān)量、動(dòng)作量等信息，便于對事故進(jìn)行正確的分析和處理。

3.3 在自行診斷中的應(yīng)用

采用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以對變電站中各電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握和歷史數(shù)據(jù)和給定參考量進(jìn)行對比，從而可以迅速找出故障的源頭，并通過計(jì)算機(jī)分析后發(fā)出控制命令進(jìn)行處理，幫助系統(tǒng)進(jìn)行自我恢復(fù)。

3.4 在交流采集中的應(yīng)用

對變電站的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析是電氣自動(dòng)化的巨大優(yōu)勢。通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將采集到的電信號轉(zhuǎn)變成離散的數(shù)字信號傳送給計(jì)算機(jī)，可以得到電壓、電流、功率、開關(guān)狀態(tài)等信息。這些信息為事故分析和故障排除提供充足的數(shù)據(jù)支持。

3.5 在微機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用

變電站自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)主要應(yīng)用是微機(jī)繼電保護(hù)，其數(shù)據(jù)來源于通過交流采集系統(tǒng)計(jì)算機(jī)可以得到電壓、電流、功率等物理量。如果系統(tǒng)發(fā)生故障，計(jì)算機(jī)接收到的物理量發(fā)生顯著變化，通過對比分析后，計(jì)算機(jī)發(fā)出相應(yīng)的控制指令進(jìn)行處理，對保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有良好的作用。

4 變電站電氣自動(dòng)化的發(fā)展前景

隨著智能電網(wǎng)的構(gòu)建，我國的變電站電氣自動(dòng)化技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。但是由于我國的工業(yè)整體發(fā)展水平不高，還需要其他學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步相配合。另外，我國生產(chǎn)自動(dòng)化裝置的企業(yè)較多，產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，往往難以相互兼容，為現(xiàn)場使用帶來困難。制定統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，提高自動(dòng)化裝置的兼容性，是實(shí)現(xiàn)提高變電站電氣自動(dòng)化水平的必然選擇。

5 結(jié)語

隨著電力系統(tǒng)整體自動(dòng)化水平的提高，依賴于信息技術(shù)進(jìn)步的變電站自動(dòng)化技術(shù)也將得到飛躍式的發(fā)展。但是，我們應(yīng)該清醒得認(rèn)識到，盡管變電站電氣自動(dòng)化建設(shè)已經(jīng)積累了很多成功經(jīng)驗(yàn)并具有較為良好的發(fā)展前景，我國電力行業(yè)的自動(dòng)化建設(shè)還需要相當(dāng)程度的發(fā)展，這需要所有電力行業(yè)工作者的共同努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉連永.試論變電站電氣自動(dòng)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技傳播，2011（03）：40-41.

[2]王培.變電站電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)分析及其應(yīng)用[J].電子世界，2013（09）：48-49.

[3]崔淵博.淺談電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（17）：10-11.

[4]符仕毛.110kV綜合自動(dòng)化變電站的電氣二次設(shè)計(jì)分析[J].硅谷，2008（16）：37-38.

[5]王倉繼.變電站電氣自動(dòng)化研究分析[J].科技資訊，2012（04）：142.

[6]劉榛.變電站電氣自動(dòng)化相關(guān)問題分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（20）：192.endprint