變電站電氣自動化與電力安全運行研究

唐偉

摘 要：變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，電氣自動化和電力的安全運行關系著電力系統(tǒng)的長遠發(fā)展。為了能夠更好地運行，要結(jié)合實際情況，科學合理地使用電氣自動化設備。有了先進的設備，也需要更好的管理。在日常管理中需要提高管理質(zhì)量水平和管理人員的綜合素質(zhì)，建立一個合理的電氣自動化控制系統(tǒng)，保障電力能夠安全運行，滿足日新月異的社會對電能的需要。本文研究了變電站電氣自動化與電力安全運行的相關內(nèi)容。

關鍵詞：變電站；電氣自動化；電力安全運行

1 變電站電氣自動化建設的主要方法

1.1 整體架構(gòu)設計及模塊功能劃分

針對變電站的實際情況，選擇分層分布式結(jié)構(gòu)對變電站進行架構(gòu)設計，將變電站的自動化架構(gòu)主要分為站控層、間隔層和網(wǎng)絡層三部分。其中網(wǎng)絡層是整個框架的連接網(wǎng)絡，其基礎是工業(yè)以太網(wǎng)。間隔層主要是負責采集分析變電站中各種一次設備的運行參數(shù)，同時可以根據(jù)相應的操作指令完成保護動作。而站控層是整個電氣自動化系統(tǒng)的核心組成，針對變電站電氣設備的監(jiān)控管理等功能都由這一層完成，具備強大的顯示、監(jiān)測、報警以及指令操作等功能，而且能夠?qū)ψ冸娬鞠到y(tǒng)內(nèi)運行過程中存在的各種設備故障進行自動化的分析識別，進而對另外兩個層面上的各種硬件設備進行維護管理，及時修改設備運行的參數(shù)等[2]。

1.2 分析電氣自動化系統(tǒng)的硬件配置

硬件設備是電氣自動化建設的重要基礎，只有硬件設備可靠，電氣自動化系統(tǒng)才能更好的實現(xiàn)相應的功能。在網(wǎng)絡層主要應用交換機、通信電纜、規(guī)約轉(zhuǎn)換器、光纖接口盒等硬件設備；在站控層主要包括報警器、五防系統(tǒng)、監(jiān)控器、服務器、GPS對時器等；而在間隔層，主要包括監(jiān)控保護裝置、高壓開關柜、直流電源、電能采集裝置等。以通信系統(tǒng)的硬件配置為例，數(shù)據(jù)的傳輸離不開硬件設備的支持，在變電站電氣自動化系統(tǒng)中，主要采用Modbus通信協(xié)議，應用雙以太網(wǎng)進行傳輸。在配置通信系統(tǒng)硬件設備的時候，需要考慮到配置20%的通信量冗余，同時要用中間繼電器隔離系統(tǒng)的開關量信號。

1.3 分析設計自動化系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)

結(jié)合軟件系統(tǒng)的設計能夠進一步提升整個電氣自動化系統(tǒng)的控制水平，提高系統(tǒng)的工作效率。軟件系統(tǒng)的設計尤其要注意設計后的審查，及時對軟件系統(tǒng)進行修正，減少軟件系統(tǒng)的設計弊端。軟件系統(tǒng)的設計主要包括權(quán)限管理、事件追憶、順序記錄、在線診斷、人機交互、操作控制、數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計計算以及監(jiān)視報警等主要功能。軟件系統(tǒng)的設計會應用到成熟的模塊化設計，技術成熟可靠。以A/D采集模塊的設計為例，該模塊的主要作用就是采集電流電壓信號，實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)化識別，而且具備比較優(yōu)秀的抗干擾能力，應用該模塊能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析，對識別的數(shù)據(jù)進行劃分整理并進行存儲。借助人機交互接口可以完成信息通訊、在線操作、定值管理以及數(shù)據(jù)查詢等功能。

2 變電站電力安全運行措施

2.1 完善安全管理制度

安全管理制度是保障變電站安全運行的關鍵，同時也是對安全事故進行及時處理的保障。為此，要從實際出發(fā)，制定行之有效的安全管理制度，并保證制度的貫徹和執(zhí)行。要建立起安全事故應急處理機制，并提升管理者的風險防范能力，通過嚴格的監(jiān)督和自我管理相結(jié)合的方式提升變電站安全管理的質(zhì)量水平。同時，要健全安全管理責任機制，保障各管理環(huán)節(jié)都要專門的負責人，這樣在發(fā)生安全事故的時候能夠第一時間找到責任人解決問題。除此之外，管理者必須要提升安全管理工作的參與程度，建立起長效機制。

2.2 利用現(xiàn)代管理手段

隨著技術的發(fā)展，變電站安全管理工作也要進行創(chuàng)新，積極引進現(xiàn)代技術手段，有效保障變電站運行的安全性和可靠性。如利用在線監(jiān)測技術等高科技手段，能夠?qū)ψ冸娫O備內(nèi)部的溫度、接觸的完整性等進行監(jiān)督和管理，及時發(fā)現(xiàn)變電設備運行中的不正常狀態(tài)，采取恰當?shù)姆绞浇鉀Q問題。在技術的推動之下電網(wǎng)智能化水平提升，在線監(jiān)測技術的作用也更為凸顯，應用范圍更為廣泛。一些具有人工智能的輔助決策系統(tǒng)也能夠?qū)Σ徽５男畔⑦M行科學的分析和整合，為人工決策提供科學的依據(jù)，這樣也有效提升了變電站的安全運行水平。

2.3 做好技術管理工作

在進行技術管理的過程中，主要是通過提高變電人員工作技術能力的方式，提升管理質(zhì)量和效率，確保變電站運行的安全。為此，要對員工加強技術培訓，并定期開展相應的講座，提升他們的綜合技能水平，掌握變電運行的結(jié)構(gòu)原理、操作程序、系統(tǒng)聯(lián)等。同時要積極的開展事故預想，反事故演習等，提升變電站安全管理人員處理突發(fā)性事故的能力。在這個過程中還需要加強設備管理，保障設備的安全運行，降低安全事故發(fā)生的幾率。為此，要做好設備基建時期的管理工作，同時對運行的設備定期巡視和維護，做好監(jiān)督管理工作，根據(jù)設備運行的實際情況制定維修養(yǎng)護計劃，消除安全隱患，并做好操作機構(gòu)等關鍵部位的檢查，防止因為修試不當而引起安全事故。

2.4 完善軟硬件設施

應當結(jié)合工作實際，不斷完善相關的軟件和硬件設施建設。例如通過模塊化結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)軟件設計，將一個軟件系統(tǒng)分化為多個子軟件系統(tǒng)，使其相對獨立，從而更加便利地進行系統(tǒng)調(diào)試、bug修復和更新升級。同時，還需要著力加大硬件方面的資金投入，購置系統(tǒng)整體配置較好的計算機，并在核心計算機系統(tǒng)設計過程中，利用多串口數(shù)據(jù)通信來解決數(shù)據(jù)通信時間過長的問題，將多臺下層儀表一條通總線上，進行“總—分”、“分—總”的串行連接通信，提升信息數(shù)據(jù)的傳輸效率和可靠度。此外，還應當在系統(tǒng)軟件編程、硬件配置等方面加以關注，使設計盡可能優(yōu)化，達到配置科學、選型合理，從而使變電系統(tǒng)的降低運行成本的同時能夠安全高效運行。

3 變電站電氣自動化的發(fā)展

首先，應與IT技術進行結(jié)合，借助傳感器技術、計算機智能技術，減少故障問題的發(fā)生，確保電氣設備的安全性和可靠性，提高變電站的運行效率。其次，應構(gòu)建通用的網(wǎng)絡系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)實現(xiàn)電氣自動化運行期間的資源優(yōu)化配置效率，為變電站的安全運行提供保障。再次，應建立DMS系統(tǒng)，DMS系統(tǒng)能夠提高電氣自動化的管理水平，符合變電站電氣自動化控制的發(fā)展需要，利用DMS系統(tǒng)對電氣自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行控制和管理，為重要數(shù)據(jù)信息的安全性和完整性提供保障。

4 結(jié)語

變電站的電氣自動化建設比較復雜，涉及到了許多環(huán)節(jié)內(nèi)容，需要加強管理。在變電站電氣自動化運行中也會受到諸多因素的影響，威脅到變電站乃至整個電力系統(tǒng)的安全運行。本文提出的幾項措施能夠有效保障變電站的安全運行。未來隨著智能電網(wǎng)建設的不斷推進，變電站電氣自動化建設將會發(fā)揮更加重要的聯(lián)系，對電力安全運行產(chǎn)生更加深刻的影響，也會遇到更多更復雜的問題，這就需要變電站工作人員不斷加強對于變電站電氣自動化與電力安全運行的研究，制定更加合理的保障措施，更好的發(fā)揮電氣自動化的作用，保障變電站的安全運行，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟社會效益。

參考文獻：

[1] 王東亮.電氣自動化技術在變電站中的應用[J].電子技術與軟件工程，2017（17）：135.

[2] 王圣.變電站電氣自動化與電力安全運行分析[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2017（7）：181～182.

[3] 向琪.變電站電氣自動化控制系統(tǒng)分析及其應用[J].科技風，2016（21）：145.

[4] 王琪.變電站電氣自動化與電力安全運行淺談[J].大科技，2016（26）：79～80.