電氣試驗(yàn)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用研究

侯強(qiáng)斌 溫娟

摘要：電氣試驗(yàn)作為電氣設(shè)備管理維護(hù)工作中的重要組成部分，須臾不可或缺，為電氣設(shè)備的管理及維護(hù)工作開展提供了基礎(chǔ)，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展意義重大。文章結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，淺談電氣試驗(yàn)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣試驗(yàn);自動(dòng)化控制技術(shù);試驗(yàn)操作;試驗(yàn)監(jiān)控

通過對(duì)電氣試驗(yàn)工作的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了解可知，自身的未知性及特殊性較強(qiáng)，要嚴(yán)格把握好電氣試驗(yàn)的各項(xiàng)操作流程，以促進(jìn)電氣試驗(yàn)技術(shù)安全性的大大提升。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，擴(kuò)大了電網(wǎng)行業(yè)的建設(shè)范圍及建設(shè)質(zhì)量，對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的高效運(yùn)行提出了更高的要求。為了確保電氣自動(dòng)化系統(tǒng)操作控制展現(xiàn)出良好的應(yīng)用效果，系統(tǒng)操作工作在開展前，必須要提前進(jìn)行電氣試驗(yàn)，完成對(duì)電氣試驗(yàn)的安全控制，確保各項(xiàng)安全技術(shù)的靈活運(yùn)用，促進(jìn)電氣試驗(yàn)各項(xiàng)工作的順利開展。

1電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)形式

1.1電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是依托計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來，可發(fā)揮電力相關(guān)信息采集、信息命令、信息執(zhí)行、信息控制等多種功能。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要由電網(wǎng)調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、工作站、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備等通過電力系統(tǒng)的專用廣域網(wǎng)連接的下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設(shè)備等構(gòu)成。而我國電網(wǎng)調(diào)度目前采用五級(jí)分層的調(diào)度管理，即國調(diào)（國家調(diào)度控制中心）、網(wǎng)調(diào)（大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度控制中心）、省調(diào)（省電網(wǎng)調(diào)度控制中心）、地調(diào)（地市電網(wǎng)調(diào)度控制中心）和縣調(diào)（縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心）。電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控及電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的全程監(jiān)控，同時(shí)其還發(fā)揮著預(yù)測(cè)電力負(fù)荷、評(píng)估電力系統(tǒng)狀態(tài)、維護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行安全、省級(jí)電網(wǎng)以上的自動(dòng)發(fā)電控制和自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度等重要作用，通過這些信息的采集，調(diào)度人員進(jìn)行有效分析，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，有利于促進(jìn)電網(wǎng)的健康穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2變電站自動(dòng)化

變電站自動(dòng)化是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)和通信技術(shù)等全方位、全程監(jiān)控變電站的一切生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)。除了以上功能外，其還承擔(dān)其辨別和測(cè)量變電站中相關(guān)的數(shù)據(jù)、狀態(tài)，自動(dòng)進(jìn)行預(yù)警、報(bào)警打印等工作，能自動(dòng)、快速地切除出現(xiàn)故障的電力設(shè)備，維修部分故障，縮短檢修時(shí)間，提高檢修效率，其取代了傳統(tǒng)的人為操作和監(jiān)控管理，有利于對(duì)變電站的實(shí)時(shí)有效監(jiān)控，提升了變電站的工作效率，保障了變電站的安全運(yùn)行，對(duì)優(yōu)化和完善變電站的現(xiàn)代化管理有重要的現(xiàn)實(shí)意義。變電站自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了各種常規(guī)電磁式設(shè)備向全微機(jī)化的裝置轉(zhuǎn)化，電力信號(hào)電纜向計(jì)算機(jī)電纜或光纖;操作監(jiān)視的計(jì)算機(jī)屏幕化;二次設(shè)備的集成化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化;運(yùn)行管理、記錄統(tǒng)計(jì)的自動(dòng)化。同時(shí)，變電站自動(dòng)化還是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可或缺的重要內(nèi)容，通過這一系統(tǒng)的應(yīng)用，可有效提升電力系統(tǒng)電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的水平。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，變電站自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)不斷朝著高集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化方向發(fā)展。

1.3發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)（DCS）

發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)（distributedcontrolsystems，簡(jiǎn)稱DCS）是一個(gè)龐大的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其運(yùn)用計(jì)算機(jī)的通訊技術(shù)、顯示技術(shù)和控制技術(shù)等多種綜合功能實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電廠的分散測(cè)控、分級(jí)管理和集中操作。近年來，發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)加強(qiáng)和完善發(fā)電廠自動(dòng)化管理起到了重要的作用。其通常采用分層分布式的結(jié)構(gòu)，由過程控制單元（PCU）、冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）、運(yùn)行員工作站（0S）和工程師工作站（ES）四部分構(gòu)成。PCU主要由智能I/0模件和冗余配置的主控模件（MCU）構(gòu)成，其直接面向生產(chǎn)過程，并可接收現(xiàn)場(chǎng)變送器、電氣量、熱電偶、熱電阻、脈沖量等各種信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)運(yùn)算處理后，通過實(shí)時(shí)顯示的設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行的參數(shù)、輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的全程監(jiān)測(cè)、控制、聯(lián)鎖保護(hù)等功能，確保生產(chǎn)過程的井然有序。運(yùn)行員工作站（0S）和工程師工作站（ES）主要充當(dāng)了“人機(jī)接口”的角色，運(yùn)行員工作站可接收過程控制單元發(fā)來的信息并向其發(fā)送指令，這樣一來，運(yùn)行操作人員可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組運(yùn)行的有效監(jiān)控。而工程師工作站主要是用于控制DCS應(yīng)用軟件組態(tài)、系統(tǒng)監(jiān)視、系統(tǒng)維護(hù)等的工程設(shè)備，其便于維護(hù)工程師對(duì)系統(tǒng)的診斷、組態(tài)設(shè)置、修改和維護(hù)。

2自動(dòng)化控制技術(shù)在電氣試驗(yàn)中的應(yīng)用

2.1應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)提高電氣試驗(yàn)效率

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，通過在電氣試驗(yàn)中采用自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠進(jìn)一步提升試驗(yàn)安全性，同時(shí)有利于提升電氣試驗(yàn)效率。在應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)的電氣試驗(yàn)過程中，可通過與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，搭建多種功能的自動(dòng)化試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)電氣設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。在網(wǎng)絡(luò)通信功能的支持下，技術(shù)人員可進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和控制，利用自動(dòng)化試驗(yàn)平臺(tái)提供的功能界面，方便快捷的開展電氣試驗(yàn)活動(dòng)。技術(shù)人員可根據(jù)試驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制電氣設(shè)備運(yùn)行。同時(shí)也可利用MATLAB軟件等，展開模擬分析計(jì)算，獲取詳細(xì)的試驗(yàn)參數(shù)，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的函數(shù)方法，對(duì)電氣設(shè)備功能、性能指標(biāo)進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。在此情況下，能夠有效提升電氣試驗(yàn)效率。同時(shí)對(duì)于以往需要在高輻射、冷凍室等環(huán)境中進(jìn)行的試驗(yàn)，也可避免對(duì)試驗(yàn)人員身體健康造成威脅，采用自動(dòng)化控制技術(shù)完成試驗(yàn)操作。

2.2應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)提升試驗(yàn)準(zhǔn)確性

電氣試驗(yàn)是檢驗(yàn)電氣工程質(zhì)量的關(guān)鍵途徑，因此必須確保試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，切實(shí)通過開展電氣試驗(yàn)，反映出電氣設(shè)備系統(tǒng)存在的問題。以往在試驗(yàn)操作過程中，由于人工干預(yù)過多，容易因操作失誤影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。針對(duì)這一問題，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)采取指令控制方式，所有操作指令均由技術(shù)人員根據(jù)試驗(yàn)要求預(yù)先設(shè)定，然后由系統(tǒng)自動(dòng)完成軟硬件控制功能。在指令傳輸過程中，根據(jù)電氣設(shè)備地址代碼識(shí)別目標(biāo)設(shè)備，可以保證操作指令的精準(zhǔn)執(zhí)行。在自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用下，操作人員幾乎不需要與電氣設(shè)備系統(tǒng)發(fā)生直接基礎(chǔ)。完成測(cè)試后，相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析工作也有自動(dòng)化系統(tǒng)完成，向操作人員顯示可視化的試驗(yàn)結(jié)果。在此情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣試驗(yàn)誤差的有效控制，保證數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)提升試驗(yàn)監(jiān)控水平

在自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣試驗(yàn)過程的全面控制，采取集中控制和與遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的辦法，根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)情況，靈活組網(wǎng)，方便試驗(yàn)過程觀察及結(jié)果數(shù)據(jù)采集。在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，多數(shù)電氣設(shè)備都具有一定的通信功能，可通過系統(tǒng)組網(wǎng)，實(shí)時(shí)傳輸質(zhì)量和結(jié)果數(shù)據(jù)。采取集中監(jiān)控方式，還可以節(jié)省系統(tǒng)布置成本，方便維護(hù)，通過設(shè)置集中處理器即可實(shí)現(xiàn)。除了對(duì)電氣設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控外，還可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，終止試驗(yàn)，防止對(duì)電氣設(shè)備造成損壞。在此情況下，能夠使電氣試驗(yàn)過程的安全性得到保障。

3結(jié)論

電氣試驗(yàn)工作在開展過程中，應(yīng)結(jié)合電氣試驗(yàn)的基本流程，對(duì)電氣試驗(yàn)做好安全管理，嚴(yán)格觀察安全性原則，充分發(fā)揮電氣試驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，有助于強(qiáng)化電氣試驗(yàn)各個(gè)流程的安全管理，為試驗(yàn)工作人員的人身安全提供了保障，有助于提升電氣設(shè)備的運(yùn)行效果。

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（作者單位：國網(wǎng)晉城供電公司）