變電站電氣自動化與電力安全運行探析

李素素

摘 要：在電網(wǎng)架構中，變電站既是電力傳輸?shù)闹匾?jié)點，也是電氣自動化應用與實現(xiàn)的關鍵所在，站內(nèi)有著大量的電力設備，需借助于其自動控制系統(tǒng)對設備進行監(jiān)測與控制，進而更好的保障電力安全運行。本文首先就變電站電氣自動化系統(tǒng)構造予以分析，探討了電氣自動化的具體應用，并提出電力安全運行保障相關措施，以期對電力安全與發(fā)展有所幫助。

關鍵詞：變電站;電氣自動化;電力安全

1 引言

較為完善的電力系統(tǒng)由多部分共同組成，而變電站的運行，主要任務就是分配與輸送電能，這一項工作由一次設備包括變壓器，電動機，母線電纜及電抗器等一起運行。那么變電站的運行能否穩(wěn)定高效，并不僅僅由一次設備所決定，還和二次設備的良好輔助和嚴格監(jiān)測有著巨大的聯(lián)系。電力系統(tǒng)運行復雜，涉及的設備也非常的多，要保證電力系統(tǒng)運行做到順利通暢，就要保證電氣自動化下的每個設備都運行安全，每個設備都不會運行負荷過大。

2 變電站綜合自動化系統(tǒng)概述

變電站連接電網(wǎng)線路，主要作用是改變電路電源，變電站自動化系統(tǒng)建立融合先進計算機技術，對變電站實時監(jiān)控與及時調(diào)整，是變電站領域順應社會發(fā)展的必然趨勢。 變電站綜合自動化系統(tǒng)具有系統(tǒng)模塊化、結構分布化、通信局域網(wǎng)絡化、運行管理智能化等特征。變電站綜合自動化優(yōu)點體現(xiàn)在減少勞動強度，簡化二次接線，減少占地面積、降低建設成本;因減少人工干預降低人為事故;以計算機技術為核心的變電站可擴充空間大;利用在線檢測診斷功能可提高設備運行可靠性，提高經(jīng)濟效益。綜合變電站實現(xiàn)需要運用頂尖控制方式，處理專業(yè)技術分散問題，功能實現(xiàn)通過該微機保護，數(shù)據(jù)采集，控制及操作閉鎖，系統(tǒng)自診斷等方式實現(xiàn)。變電站綜合自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障會影響用戶正常用電，對變電站自動化系統(tǒng)運維方法研究，可以為系統(tǒng)正常運行提供保障。變電站綜合自動化系統(tǒng)設計時按照模塊化設計，系統(tǒng)裝置由眾多模塊組成，所有系統(tǒng)設置硬件結構相似，軟件組合方面系統(tǒng)裝置不同。變電站綜合自動化系統(tǒng)典型硬件結構包括模擬量輸入回路、微機系統(tǒng)、通信回路。自動化系統(tǒng)功能是對系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息收集，具有通信系統(tǒng)相關功能，能夠調(diào)度相關信息數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中產(chǎn)生數(shù)據(jù)服從調(diào)度指令。變電站綜合系統(tǒng)具有監(jiān)視功能，系統(tǒng)有先進的計算機系統(tǒng)，可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障。自動化系統(tǒng)連續(xù)檢測功能對系統(tǒng)運行狀態(tài)有效自檢，為維護人員提供便利。

3 變電站電氣自動化系統(tǒng)構成

3.1 系統(tǒng)框架

在變電站自動監(jiān)控系統(tǒng)中，其結構構造多為分層分布式，通?？煞譃椋阂皇情g隔層，其功能主要為借助傳感器等裝置監(jiān)測變電站內(nèi)各設備運行狀況，而且還具備操作控制功能，用于重要設備的保護或控制;二是網(wǎng)絡層，主要用于數(shù)據(jù)傳輸，基本構成為以太網(wǎng);三是站控層，作為自動控制系統(tǒng)的關鍵，能夠?qū)崿F(xiàn)站內(nèi)設備的監(jiān)控、指令下發(fā)、故障告警與分析等，還有的具備現(xiàn)場設備參數(shù)的在線修改功能。

3.2 硬件設計

剛才講到電力自動化通過分層分布，其實硬件設備的設計也基于分層分布式結構進行，因為要實現(xiàn)整體有效的自動化監(jiān)控離不開硬件設備的設計，比如，站控層中的重要設備是服務器、監(jiān)控機;網(wǎng)絡層由通信光纜、光線接口盒、交換機等重要設備構成;間隔層所包含的設備包括監(jiān)控、保護裝置及電能采集裝置。如果稱變電器電氣自動化為一次要素，則這些硬件要求為二次要素。在充足了解硬件設備和整個框架配置情況的基礎上，然后在自動化中，更好的通過進行二次設備設計，監(jiān)控電力運行的一次設備。

3.3 軟件設計

變電站電氣自動化的實現(xiàn)，系統(tǒng)軟件是其控制核心，可實現(xiàn)站端數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、分析、控制等諸多功能。在設計時，要滿足各模塊功能要求，主要有：一是A/D采集模塊，用于站端電網(wǎng)運行信息的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;二是計算機處理模塊，則是對所收集的站端數(shù)據(jù)予以分析和處理，并且還具備可視化的人機交互功能;三是I/O模塊，也就是將控制信號與現(xiàn)場接點信號進行轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)信號的有效識別;四是計量模塊，主要是作為一次設備傳輸電量的實時采集。

4 電力安全運行保障措施

4.1 完善安全管理制度

當前變電站自動化工作已經(jīng)制定了許多工作制度，各部門也有相關的條例，但是落實到各個層次就發(fā)現(xiàn)，內(nèi)容不夠具體，探究不夠深入，目標難以實現(xiàn)。于是就變電站自動化各項安全管理制度問題，一定要從“變電站各項維護工作及檢修工作是否開展到位”和工作人員的工作是否進行規(guī)范“反思，結合現(xiàn)有管理制度和規(guī)定，對照變電站實際運行數(shù)據(jù)進行完善和改進。比如，針對以前經(jīng)常出現(xiàn)變壓器、斷路器、互感器等出現(xiàn)短路或紊亂的問題，就可以提出管理人員要加強日常巡查，每次交班在兩人交代完上階段檢查結果后再離開，定期檢查設備元件與線路，定期開展故障檢修，并做好相關記錄，讓安全制度得到完善。一段時間后，公司對未能嚴格落實管理規(guī)定的個人或者部門予以處罰，對各項制度落實到位的優(yōu)秀管理人員或者個人給予表揚及獎勵。

4.2 加大自動控制設備投入

隨著技術發(fā)展，新一代站用自動控制設備不斷研發(fā)，將其應用于變電站改造或建設，可實現(xiàn)其自動、安全、可靠運行。而先進自動控制設備往往意味著高成本，但相應的其對電力安全運行所產(chǎn)生的綜合價值更高。為此要加大設備成本投入，及時對站內(nèi)自動設備予以更新，提高其自動控制與管理效能。而且，還應重視自動控制設備的維護與管理，強化變電設備維護投入，及時排查自動設備隱患缺陷，使其具備更加優(yōu)良的自動控制性能，全面保障系統(tǒng)安全。

4.3 自動化系統(tǒng)運行維護

變電站是電能運輸主要通道，隨著科技的進步，實現(xiàn)綜合自動化系統(tǒng)操作，促使電能運輸有質(zhì)量保障。自動化系統(tǒng)運行中具有諸多優(yōu)勢，但也會存在故障問題，需要對變電站進行有效監(jiān)督。變電站維護中要掌握維護要領，自動化系統(tǒng)涉及到很多其他技術，關鍵的是高技術設備，電力系統(tǒng)對連續(xù)性有很高要求，自動化系統(tǒng)遇到問題需要及時解決，使其迅速恢復作業(yè)。處理異常問題要求思路清晰，從常規(guī)層面入手，捋順檢查步驟，縮小故障范圍，針對判定故障范圍查明故障點，實際工作中可以采取排除法、電源檢查法分析故障。自動化系統(tǒng)相對復雜，涉及到遠端終端、計算機系統(tǒng)，需對其分段分析，快速判斷故障所在點。排除法應用中存在一定偏差，要求相關人員平時多積累經(jīng)驗。

5 結束語

變電站是電氣自動化與安全運行是電力系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定運行的根本。確保變電站電氣自動化安全進行需要靠各個組成部分共同努力，良好的工作環(huán)境，完備的安全管理計劃，充足的外部消防隱患防備，缺一不可。最后，需要補充的是，無論是變電站，以及由此衍生的多站融合產(chǎn)業(yè)，最終需要遵從市場邏輯。換句話說，任何在望的春景，都需要聞嗅著春天的味道，根據(jù)市場的“時令”，撒播出希望的種子。

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