淺談變電站電氣自動化及電力安全運行

張衛(wèi)東

國網(wǎng)山東省電力公司夏津縣供電公司

淺談變電站電氣自動化及電力安全運行

張衛(wèi)東

國網(wǎng)山東省電力公司夏津縣供電公司

變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，其運行穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。由于變電站內(nèi)的電氣設(shè)備相對較多，為確保所有電氣設(shè)備的正常運行，可在變電站內(nèi)引入電氣自動化技術(shù)。其能有效保障電力的安全、穩(wěn)定運行、電網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率以及供電質(zhì)量。尤其當(dāng)前人們的生產(chǎn)生活對電能的依賴程度不斷增加，加強變電站電氣自動化與電力安全探討，對保證電能安全輸送具有重要意義。本文分析變電站電氣自動化及電力安全運行的重要性，并提出相關(guān)的實現(xiàn)途徑。

變電站；電氣自動化；電力安全；運行

1 、變電站電氣自動化及電力安全運行重要性

1.1 有助于變電站管理水平的提高

當(dāng)前，我國電網(wǎng)規(guī)模不斷增加，覆蓋范圍不斷擴大，對變電站提出更高要求，一定程度上增加變電站工作強度及難度，而確保變電站電氣自動化與電力安全運行，能實現(xiàn)變電站管理水平的提高，滿足當(dāng)前電網(wǎng)變化工作要求，促進變電站管理任務(wù)的圓滿完成，為我國電力系統(tǒng)改革的穩(wěn)步落實創(chuàng)造良好環(huán)境。

1.2 為人們的生產(chǎn)生活提供電能保障

電能是清潔能源，在促進社會發(fā)展，提升人們生活質(zhì)量等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，尤其各類電氣設(shè)備的出現(xiàn)，給人們的生產(chǎn)生活帶來前所未有的便利，使得人們的生產(chǎn)力水平及生活質(zhì)量明顯提升，而這些電氣設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)均需變電站電氣自動化及電力安全運行提供電能。

2 、變電站電氣自動化及電力安全運行實現(xiàn)途徑

2.1 注重系統(tǒng)總體框架設(shè)計

電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計時結(jié)合變電站未來發(fā)展規(guī)劃，從站控層、網(wǎng)絡(luò)層、間隔層三方面入手進行設(shè)計，明確不同層負(fù)責(zé)的具體工作，尤其在架構(gòu)總體框架時應(yīng)注重功能的冗余，即便某個環(huán)節(jié)發(fā)生故障，仍不會給整個系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生影響。其次，確保系統(tǒng)硬件設(shè)計質(zhì)量。硬件設(shè)備是支持系統(tǒng)順利運行的關(guān)鍵，因此，各層應(yīng)使用性能優(yōu)良的硬件設(shè)備。如網(wǎng)絡(luò)層使用光纖接口、通信電纜、交換機，間隔層使用的高壓開關(guān)柜、采集裝置等，以及站控層使用的GPS對時器、監(jiān)控機、服務(wù)器等，均應(yīng)對其參數(shù)進行綜合分析，確保所用設(shè)備的合理性。另外，配置電力設(shè)備硬件時應(yīng)確保20%的冗余。最后，保證系統(tǒng)軟件設(shè)計質(zhì)量。軟件是變電站自動化功能實現(xiàn)的關(guān)鍵，設(shè)計時應(yīng)保證統(tǒng)計計算、人際交互、報警與監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與處理等模塊的設(shè)計。系統(tǒng)架構(gòu)完成后應(yīng)進行試運行調(diào)試，及時發(fā)現(xiàn)自動化系統(tǒng)運行存在的問題，督促技術(shù)人員進行優(yōu)化改進，為變電站運行提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

變電站內(nèi)電力設(shè)備硬件配置需要結(jié)合實際需要，網(wǎng)絡(luò)層中包括交換機、通信電纜、光纖接口等，間隔層包括電能采集裝置、高壓開關(guān)柜、監(jiān)控和保護系統(tǒng)，站控層則需要兩臺服務(wù)器、兩臺監(jiān)控機、一套GPS對時器等。硬件之間數(shù)據(jù)源傳輸主要是采用Mod bus通信協(xié)議，采用雙以太網(wǎng)傳輸。此外，在配置電力設(shè)備硬件時，需要考慮到20%的冗余，隔離開關(guān)量信號。

2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

在本系統(tǒng)中，軟件設(shè)計是重點，是自動化功能實現(xiàn)的關(guān)鍵，具體包括數(shù)據(jù)采集處理、監(jiān)視報警、操作控制、人機交互、統(tǒng)計計算、事件追憶與順序記錄、報表打印、在線診斷、權(quán)限管理等等。

2.3.1 功能模塊設(shè)計。在對系統(tǒng)軟件進行設(shè)計的過程中，采用當(dāng)前較為先進的模塊化來實現(xiàn)各部分的功能。一是A/D采集。該模塊能夠?qū)碾娏鳌㈦妷夯ジ衅鞫蝹?cè)采集到的電流和電壓信號全部轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可以識別的數(shù)字信號，同時，還能對信號進行抗干擾及隔離。二是計算機處理。該模塊能夠?qū)/D采集模塊采集回來的信號數(shù)據(jù)進行分析、判斷及存儲。同時，可提供人機交互接口，并能實現(xiàn)以下操作：界面顯示、定值整定、數(shù)據(jù)查詢、通訊、在線操作等。三是I/O。該模塊為開關(guān)量輸出和輸入，其中輸出模塊可以將控制發(fā)出的信號全部轉(zhuǎn)換為接點信號，進而形成輸出；而輸入模塊主要取自于相關(guān)設(shè)備的輔助接點，可對現(xiàn)場開關(guān)的狀況及分接頭的檔位信號等進行識別。四是電能計量。該模塊通過電能計量柜實現(xiàn)對電能量的實時統(tǒng)計。

2.3.2 功能接口設(shè)計。一是與微機繼電保護裝置的接口。本系統(tǒng)中，微機型繼電保護器采用的是雙網(wǎng)口方式，分別接入雙網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。二是與電能計量系統(tǒng)的接口。按照電能計量設(shè)備的規(guī)約，通過系統(tǒng)接口，可實現(xiàn)對電能信息的采集。三是與智能儀表的接口。監(jiān)控軟件本身自帶的通訊接口可以將直流電源系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)以及報警系統(tǒng)和其它智能設(shè)備通訊的數(shù)據(jù)匯總到一起，由此系統(tǒng)整體調(diào)試的成功提供了保障。

2.4 提升操作人員的綜合素質(zhì)

系統(tǒng)操作及維護人員是系統(tǒng)安全運行的重要保證，因此，工作人員必須要具備非常高的職業(yè)技能及綜合素質(zhì)，要對設(shè)備的性能、系統(tǒng)運行原理等準(zhǔn)確掌握，同時，設(shè)備常見的故障、檢修工藝等也應(yīng)該非常熟悉，從而保證工作的質(zhì)量。在日常的工作中，工作人員應(yīng)該形成良好的工作習(xí)慣，按照相應(yīng)的規(guī)章制度來開展各項工作，了解系統(tǒng)運行的狀況，預(yù)防系統(tǒng)故障的發(fā)生。自動化系統(tǒng)運行的過程中，會產(chǎn)生比較多的數(shù)據(jù)信息，工作人員要能夠準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)其中的關(guān)鍵信息，掌握系統(tǒng)運行的狀況。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)報警聲時，工作人員要能夠敏捷的反應(yīng)，及時報告給維修人員，避免系統(tǒng)故障擴大化發(fā)展，保證系統(tǒng)運行的安全性。

綜上所述，為進一步提升變電站的電力運行安全性，本文提出變電站電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)的設(shè)計進行論述。目前，這套系統(tǒng)已在某110kV變電站獲得應(yīng)用，自系統(tǒng)投入使用后，站內(nèi)電氣設(shè)備的運行得到實時監(jiān)控，操作人員通過監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時了解并掌握設(shè)備的具體情況，減少了故障發(fā)生幾率，為電力安全運行提供了強有力的支撐。

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[3]司樹華.變電站電氣自動化與電力安全運行研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016，05：144.

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