變電站電氣自動化研究分析

王美懿

【摘 ?要】隨著電網(wǎng)運行水平的提高，各級調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時掌握電網(wǎng)及變電站的運行情況，提高變電站的可控性，進而要求更多地采用遠方集中控制操作、反事故措施等，即采用無人值班的管理模式，以提高勞動生產(chǎn)率，減少人為誤操作的可能，提高運行的可靠性。另一方面，當(dāng)代計算機技術(shù)、通訊技術(shù)等先進技術(shù)手段的應(yīng)用，已改變了傳統(tǒng)二次設(shè)備的模式，在簡化系統(tǒng)、信息共享、降低造價等方面已改變了變電站運行的面貌。

【關(guān)鍵詞】變電站;電氣自動化分析研究

變電站系統(tǒng)的自動化是電力系統(tǒng)的發(fā)展的必然要求，也是高新技術(shù)在電力系統(tǒng)中引入的必然結(jié)果，操作人員應(yīng)該認真分析和研究變電站自動化系統(tǒng)的運行狀況和特點，按照有關(guān)要求對各種運行故障進行排查和處理，保障變電運行的安全。

一、電氣自動化技術(shù)的重要作用

電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)工作中的各個環(huán)節(jié)中滲透，使變電站逐步擺脫了電力運行中人為操作的局面，給變電站的整體運行面貌帶來了質(zhì)的改變。具體來講，電氣自動化技術(shù)在變電站運行中的應(yīng)用主要涉及到以下幾個方面：

1 電氣自動化幫助科研人員開展實時仿真工作。使用電氣化驅(qū)動技術(shù)，可以在更大程度上實現(xiàn)暫時狀態(tài)和穩(wěn)定狀態(tài)的同步存在，這使得同步實驗成為了可能。為系統(tǒng)運行提供了大量的精確數(shù)據(jù)，增加了實驗的精準(zhǔn)度。在這種仿真的環(huán)境中，工作人員可以進行更多的電力裝置測試，有助于幫助科研人員建立起一個混合型的實時仿真實驗室。

2 實現(xiàn)了電力服務(wù)的智能化。當(dāng)今時代，幾乎每個行業(yè)都離不開電力的使用，失去電力系統(tǒng)的支持，許多行業(yè)將陷入癱瘓的境地。電力的廣泛使用對電力系統(tǒng)的安全性和自動化程度都提出了極高的要求。電氣自動化相關(guān)技術(shù)是電力系統(tǒng)智能化的重要組成部分，能夠幫助工作人員更精確地進行系統(tǒng)運行設(shè)計工作，并能代替人力做到更精確的系統(tǒng)運行故障分析。這種智能化的控制方式，使得電力系統(tǒng)的運行更加高效準(zhǔn)確。這種高度安全的自動化運行體系，使電力系統(tǒng)的服務(wù)能力邁上了一個新的臺階。

二、電氣自動化系統(tǒng)主要模式在變電站中的應(yīng)用

1對電氣自動化系統(tǒng)中相對分散模式的應(yīng)用

電氣自動化系統(tǒng)中相對分散模式是從90年代后出現(xiàn)的，并逐步在全國范圍得到推廣和廣泛的應(yīng)用。它的應(yīng)用原來是將變壓站以幾個相對獨立小區(qū)的形式呈現(xiàn)，通過對小區(qū)內(nèi)部設(shè)備小室的建設(shè)，形成安裝小室地點并對各項用于監(jiān)控、安全保障的設(shè)備進行安裝。對特殊控制設(shè)備，比如對波錄、通信控制器、直流的安裝仍然采用集中安裝方式，以便實現(xiàn)其總控制功能。最后通過對工業(yè)總線網(wǎng)路的使用，實現(xiàn)總控制室與各個安裝小室的互聯(lián)。

2對電氣自動化系統(tǒng)集中模式的應(yīng)用

電氣自動化系統(tǒng)中集中模式是：設(shè)置特殊的操作控制室，同時相應(yīng)的對自動化模塊通信模塊、保護模塊、監(jiān)控模塊進行安裝。雖然這些自動化模塊在一個控制室中集中放置，但是各個模塊之間根本不存在任何的聯(lián)系。這種電氣自動系統(tǒng)集中放置方式，在電路外圍的接口的有效擴展中發(fā)揮著重大的作用。但是在實際的放置過程中需要對不同檔次的計算機系統(tǒng)進行使用，以完成變電站模擬量信息、數(shù)字量信息、開關(guān)量信息的集中采集、計算和處理。

3 對電氣自動化系統(tǒng)分層分散模式的應(yīng)用

作為一種全監(jiān)控的應(yīng)用模式，分層分散模式的應(yīng)用原理是對中低壓變電站自動化模式的參照和利用。該過程中采用集中組屏的設(shè)備是高壓線路、主變、母線設(shè)備中的通信、保護監(jiān)控、中央信號。在設(shè)備小室中依照設(shè)備間隔進行監(jiān)控、電容器、出線設(shè)備的安裝，或者直接將上述設(shè)備在一次設(shè)備上進行安裝，各個設(shè)備模塊之間的互聯(lián)應(yīng)用的是通信規(guī)約和標(biāo)準(zhǔn)局域總線。同時這些模塊的安裝采用集中組屏的方式也較適宜。分散式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用對變電站二次設(shè)備之間互聯(lián)線的簡化、連接電纜的大量節(jié)省、設(shè)備投入的降低發(fā)揮著重要的作用。其自身存在著較強的抗干擾力、安全可靠性高、維修保養(yǎng)操作簡便、各器件之間組態(tài)靈活等特點。

三、變電站電氣自動化系統(tǒng)功能的有效運用

1 計算機保護功能的有效運用

對計算機保護功能的應(yīng)用是為了保護變電站運行過程中使用到的所有的電氣設(shè)備，包括對安全自動裝置母線、變壓器、線路等的保護。在變電站運行過程中，記錄相應(yīng)的故障并儲存多套定值、顯示自身修改定值。在變電站運行過程中，接受總監(jiān)控系統(tǒng)命令，并對該過程中的工作步驟和對應(yīng)的故障信息進行發(fā)送，診斷和處理變電站運行過程中設(shè)備出現(xiàn)的故障。對以往的定值進行有效的修改同時校對時間。

2 采集和處理運行數(shù)據(jù)

變電站對自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在對電氣自動化具有的基本功能的應(yīng)用，即對變電站運行過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和處理，其中變電站的脈沖數(shù)據(jù)、變電站的狀態(tài)數(shù)據(jù)和變電站的模擬數(shù)據(jù)是其主要處理數(shù)據(jù)。對狀態(tài)數(shù)據(jù)的處理包括對事故跳閘總信號的處理、斷路器表現(xiàn)狀態(tài)的處理、預(yù)告信號的處理、隔離開關(guān)表現(xiàn)狀態(tài)的處理和一次設(shè)備告警信號的處理等。對模擬數(shù)據(jù)的采集和處理主要包括對無功功率值、各段母線電壓、電流、饋線電流等模擬數(shù)據(jù)的采集及處理。

3 能夠及時準(zhǔn)確的記錄設(shè)備故障、事件播錄測距

變電站對電氣自動化記錄功能的運用，是為了對設(shè)備故障和事件播錄測距的準(zhǔn)確記錄。事件記錄內(nèi)容為：記錄運行設(shè)備的開關(guān)跳合、保護動作序列。對各種配置的選用是為了實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中的通信功能，并通過對監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)分析、儲存事件、故障功能。

4 電氣自動化的操作和控制

通過對后臺屏幕的應(yīng)用，變電站的操作人員可以進行遠程的操作控制變電站中的各項變電器設(shè)備。但是在實際的操作過程中，為了使因系統(tǒng)故障而無法進行設(shè)備操作的現(xiàn)象得到有效的避免，設(shè)計和建設(shè)變電站系統(tǒng)時應(yīng)當(dāng)注意對人工直接跳合閘的預(yù)先保留，這樣一來即使系統(tǒng)出現(xiàn)了故障事故，變電站仍然能夠正常的運行。

5 對自動化系統(tǒng)中自行診斷功能的應(yīng)用

應(yīng)用系統(tǒng)中各個插件的自行診斷功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)到遠方調(diào)度中心和系統(tǒng)后臺的輸送。系統(tǒng)裝置的本身可以及時的進行自檢，使維護和維修工作能夠更加方便快捷的進行。實時檢查各項運行設(shè)備，有效的找出運行裝置的自身缺陷和存在的故障，并對故障的出現(xiàn)位置進行有效的提示。

新的電氣自動化技術(shù)對現(xiàn)代化的計算機技術(shù)實現(xiàn)更高程度的應(yīng)用，使得電氣自動化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用體現(xiàn)出一種普及化的狀態(tài)，具有代表性的是IED電力自動化技術(shù)。該項技術(shù)可以實現(xiàn)各個廠家對管理信息的共享和操作，是一種性能優(yōu)良的電氣綜合自動化系統(tǒng)，為了規(guī)范這一系統(tǒng)的應(yīng)用，國際上對這種自動化技術(shù)的應(yīng)用出臺了一些特定的使用標(biāo)準(zhǔn)。

四、結(jié)語

本文通過闡明了對電氣自動化系統(tǒng)中相對分散模式的應(yīng)用、對電氣自動化系統(tǒng)中集中模式的應(yīng)用、對電氣自動化系統(tǒng)中分層分散模式的應(yīng)用、計算機保護功能的有效運用、采集和處理運行數(shù)據(jù)、能夠及時準(zhǔn)確的記錄設(shè)備故障、事件播錄測距、電氣自動化的操作和控制、對自動化系統(tǒng)中自行診斷功能的應(yīng)用、數(shù)據(jù)記錄、電氣自動化系統(tǒng)中診斷功能的應(yīng)用。提出了電氣自動化在我國變電站改造中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是對具有較高、較先進的電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，對電網(wǎng)的高效、順利運行、電力系統(tǒng)工作效率的提高都起到了重要的作用。

參考文獻：

[1] 李子連.火電廠自動化發(fā)展綜述[J].中國電力，2011

[2] 刁頤民.大型變壓器的可靠性分析 [J].電工技術(shù)學(xué)報 2011

[3] 李洪生。自動化分析[J]。電力學(xué)報2012

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司）