供配電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化應(yīng)用探討

劉力維

（攀枝花攀鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 攀枝花 610000）

為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)，滿足社會(huì)用電需求，我國在電力系統(tǒng)改革方面投入了大量的資金和精力，在此背景下，供配電系統(tǒng)也相繼引入了一系列的自動(dòng)化技術(shù)，特別是在智能電網(wǎng)呼聲日益高漲的情況下，只有將自動(dòng)化技術(shù)合理地應(yīng)用于供配電電氣系統(tǒng)中，才能更好的促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展。

1 供配電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化的必要性

供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要構(gòu)成，主要由高壓輸電系統(tǒng)、低壓輸電系統(tǒng)以及供電設(shè)備3 部分，是維持電力系統(tǒng)及其設(shè)備安全、平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)與核心，其中電氣自動(dòng)化的地位不可撼動(dòng)，作用不言而喻。

這是因?yàn)樾滦蝿?shì)下的用電需求決定了對(duì)供配電系統(tǒng)的全新的要求，而傳統(tǒng)的變壓器部署方案已經(jīng)難以滿足配電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際要求，所以變壓器等設(shè)備無論是在性能功能還是配置數(shù)量均有了明顯的提升，一旦其在工作期間突發(fā)故障，造成經(jīng)濟(jì)損失不說，還會(huì)嚴(yán)重困擾社會(huì)生產(chǎn)與人們生活，尤其是在用電高峰發(fā)生的停電或斷電事故，影響范圍更大、更深，而電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)電力資源配置的優(yōu)化，實(shí)時(shí)監(jiān)控供配電線路和設(shè)備運(yùn)行，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并消除故障，在最短時(shí)間內(nèi)快速恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行使其正常供電，盡可能地縮小故障波及范圍，降低由此產(chǎn)生的不良影響，總之對(duì)供配電系統(tǒng)乃至整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 供配電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用途徑

2.1 應(yīng)用功能

監(jiān)測(cè)功能，這是供配電系統(tǒng)電氣自動(dòng)化最為突出的功能。由于供配電系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，期間會(huì)受到多種因素的干擾，使得設(shè)備操作、管理和維護(hù)難度和風(fēng)險(xiǎn)大大增加，而電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可通過對(duì)運(yùn)行參數(shù)、遠(yuǎn)程計(jì)量、供配電故障報(bào)警、電能質(zhì)量等監(jiān)測(cè)，對(duì)整個(gè)供配電系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)分析，進(jìn)而采取針對(duì)性措施，如當(dāng)系統(tǒng)中的某個(gè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常超過設(shè)定閾值時(shí)可自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，提醒工作人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行處理，顯然故障處理效率得到了提升。

保護(hù)功能，供配電系統(tǒng)傳統(tǒng)意義上的電氣保護(hù)基本屬于人工操作，既容易出現(xiàn)操作不當(dāng)或者人為失誤，影響處理信息的效率和可靠性，還會(huì)大大增加安全風(fēng)險(xiǎn)。故在供配電系統(tǒng)保護(hù)中融入電氣自動(dòng)化技術(shù)，如典型代表繼電保護(hù)，不僅可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障所在，還能迅速、自動(dòng)、有選擇性地切除故障元件或設(shè)備，確保非故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行，而且對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)異常的情況，為保證選擇性，一般要求保護(hù)進(jìn)行一定的延時(shí)，根據(jù)維護(hù)條件發(fā)出動(dòng)作信號(hào)配合自動(dòng)重合閘等，以此防止停電事故或者傳輸問題的出現(xiàn)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性，而這得益于繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理（圖1）。

圖1 繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理

控制功能，電氣自動(dòng)化控制功能在改善供配電系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量中的作用也是不容忽視的，這是因?yàn)楣┡潆娤到y(tǒng)運(yùn)行期間難免會(huì)受到溫度、濕度、氣壓等因素的干擾，使得系統(tǒng)的特殊性和精密性有所影響并進(jìn)而影響系統(tǒng)運(yùn)行水平，而借助電氣自動(dòng)化技術(shù)不僅可以遠(yuǎn)程操控，擺脫人工操作的限制，還可以使操作人員的人身安全得到有效保障，更重要的是，在工作效率提高的同時(shí)，基于自動(dòng)化技術(shù)的遠(yuǎn)程操作和檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。

2.2 應(yīng)用途徑

（1）實(shí)現(xiàn)資源安全的共享。將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于供配電系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)中心，不僅可以實(shí)現(xiàn)安全管理，還可以基于數(shù)據(jù)和信息的共享合理調(diào)配資源。具體說，通過監(jiān)控、收集供配電系統(tǒng)中的電壓、電流、波形、溫度、濕度等相關(guān)參數(shù)及其變化，然后加以整合和深入分析，為消除隱患、資源調(diào)度等提供重要依據(jù)，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)水平的促進(jìn)還有助于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的優(yōu)化，進(jìn)而在保障數(shù)據(jù)安全的基礎(chǔ)上進(jìn)行共享。再者對(duì)于電力調(diào)度來說，電氣自動(dòng)化技術(shù)也能發(fā)揮重要作用，即以系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程計(jì)量監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，確定用電負(fù)荷實(shí)際情況，然后及時(shí)采取針對(duì)性措施調(diào)度資源，提高資源利用效率，配以人員素質(zhì)的提高和管理機(jī)制的完善，可減少操作失誤或者資源浪費(fèi)。概括地說，便是供配電系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)化技術(shù)可在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享的同時(shí)能夠優(yōu)化整合數(shù)據(jù)，為安全、可靠、高效的供電提供保障。

（2）提高電網(wǎng)自動(dòng)化水平。不可否認(rèn)，與發(fā)達(dá)國家相比，我國電氣自動(dòng)化技術(shù)并不十分理想，因此需要結(jié)合我國供配電系統(tǒng)的實(shí)際情況，合理選用優(yōu)良的先進(jìn)技術(shù)，將其轉(zhuǎn)化為適合我國供配電系統(tǒng)的技術(shù)方案。換句話說，要想進(jìn)一步凸顯電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的作用，將電氣自動(dòng)化技術(shù)貫穿于發(fā)電、配電以及輸電整個(gè)過程，通過智能化管理和操作，對(duì)不同區(qū)域不同級(jí)別的電網(wǎng)加以合理調(diào)動(dòng)，并在小電網(wǎng)供電不足時(shí)利用自動(dòng)切換功能對(duì)其運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行保障。與此同時(shí)，基于電網(wǎng)自動(dòng)化還可以數(shù)字化處理數(shù)據(jù)信息，促進(jìn)供配電系統(tǒng)更快、更穩(wěn)地發(fā)展。如在網(wǎng)絡(luò)信息與電氣信息控制一體化系統(tǒng)中，在電氣自動(dòng)化技術(shù)的作用下能夠達(dá)到機(jī)電結(jié)合的效果，加上實(shí)時(shí)化的自動(dòng)監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作，可在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并解決系統(tǒng)故障，實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)和管理。

（3）便于系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。實(shí)踐證明，電氣自動(dòng)化技術(shù)可極大地促進(jìn)供配電系統(tǒng)的完善，通過全面監(jiān)控包括供配電系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)電力系統(tǒng)，可減少甚至規(guī)避因緊急停電帶給電網(wǎng)運(yùn)行的不良影響，同時(shí)還可基于電氣自動(dòng)化技術(shù)的統(tǒng)一管理實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，即以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支持采集和收錄整個(gè)區(qū)域的電力數(shù)據(jù)，結(jié)合電力使用情況予以全面調(diào)整和優(yōu)化，用于提升電氣自動(dòng)化的運(yùn)行效率和質(zhì)量，這樣一來，線路運(yùn)輸數(shù)據(jù)也能得到及時(shí)反饋，并根據(jù)出現(xiàn)的問題進(jìn)行快速解決，最終在促進(jìn)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)上，不斷地提高電氣自動(dòng)化的智能化和人性化，更好地滿足生活與生產(chǎn)需求。

3 供配電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

電氣自動(dòng)化是供配電系統(tǒng)未來發(fā)展的核心，要加大研發(fā)力度，加快自動(dòng)化進(jìn)程，重點(diǎn)應(yīng)做好以下幾點(diǎn)：未來的供配電系統(tǒng)會(huì)對(duì)遠(yuǎn)程操控具有越來越高的要求，所以若能實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的自動(dòng)控制，操作能夠更為方便快捷，適用范圍會(huì)不斷擴(kuò)大；隨著供配電系統(tǒng)的快速發(fā)展，與之相關(guān)的電力數(shù)據(jù)會(huì)呈海量增長，因此，基于信息共享的數(shù)據(jù)處理庫和計(jì)算機(jī)智能處理能力是基本保障，也是實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制和調(diào)配管理的重要基礎(chǔ)；安全設(shè)備是供配電系統(tǒng)電氣自動(dòng)化程度提升的設(shè)備支持，因此，未來的安全設(shè)備應(yīng)首先滿足供配電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和控制的精確度要求，并在對(duì)故障做出反應(yīng)時(shí)迅速隔離或切斷故障區(qū)域，同時(shí)還能防止信息發(fā)生泄露等。

4 結(jié)語

綜上所述，電氣系統(tǒng)的運(yùn)行水平與供配電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定息息相關(guān)，而不斷地提高電氣自動(dòng)化程度是重要途徑和必然選擇，因此我們不僅要致力于電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究和創(chuàng)新，更要積極探索其在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用方式，同時(shí)不斷地?cái)U(kuò)大使用范圍，唯有如此，供配電系統(tǒng)運(yùn)行才能實(shí)現(xiàn)安全、高效、穩(wěn)定的目標(biāo)。