電氣工程及其自動化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用探究

韓曉光 郭安琪

國網(wǎng)浙江省電力有限公司麗水供電公司 浙江麗水 323000

根據(jù)自動化技術(shù)在變電站的應(yīng)用，探究了其實現(xiàn)過程、運行邏輯和控制方式。在控制技術(shù)的實施過程中，整體操作邏輯復(fù)雜，涉及到很多控制部件。所以，在變電站自動化改造和運行過程中，不斷優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施和控制技術(shù)的研究設(shè)計，對安全管理和控制方面進(jìn)行增強，已變?yōu)樽冸娬倦姎庾詣踊\行和電力運行安全控制的關(guān)鍵[1]。

1 變電站的簡介與現(xiàn)況

電力系統(tǒng)形成過程的產(chǎn)物是變電站，改變電壓和配電地點需要100 多年的歷史。變電站分為升降站，但通常為減壓站。變電站可分為多個類別。原來只有幾個110kV 和220kV 變電站是中央變電站。它們已成為1000KV 高壓變電站和35KV 低壓變電站。除了今天的自動化一體化之外，電力系統(tǒng)也在不斷完善和促進(jìn)電站本身的發(fā)展。

2 變電站電氣自動化系統(tǒng)建設(shè)

2.1 變電站電氣設(shè)備架構(gòu)設(shè)計

變電站電氣自動化的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計適合分層分布，分為網(wǎng)絡(luò)層、間隔層和車站控制層三個主要部分。作為連接到所有電氣基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)層基于工業(yè)以太網(wǎng)。區(qū)間層的性能是在工作過程中采集分析變電站各種主要設(shè)施的參數(shù)，保護(hù)設(shè)備。電氣自動化體系結(jié)構(gòu)的重要部分是站控制層，它能監(jiān)管電氣設(shè)備，具有所有功能，能夠自動識別變電站系統(tǒng)內(nèi)部運行過程中的各種設(shè)施出現(xiàn)的一些故障，以便維護(hù)和管理的各種硬件設(shè)備。

2.2 硬件設(shè)計

剛才講到電力自動化通過分層分布，其實硬件設(shè)備的設(shè)計也基于分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行，因為要實現(xiàn)整體有效的自動化監(jiān)控離不開硬件設(shè)備的設(shè)計，比如，站控層中的重要設(shè)備是服務(wù)器、監(jiān)控機；網(wǎng)絡(luò)層由通信光纜、光線接口盒、交換機等重要設(shè)備構(gòu)成；間隔層所包含的設(shè)備包括監(jiān)控、保護(hù)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(shè)備和整個框架配置情況的基礎(chǔ)上，然后在自動化中，更好的通過進(jìn)行二次設(shè)備設(shè)計，監(jiān)控電力運行的一次設(shè)備。

2.3 電氣自動化系統(tǒng)軟件配置

借助軟件系統(tǒng)，不僅可以對變電站電氣自動化系統(tǒng)的總體控制水平進(jìn)行提高，還可以提高工作效果。對軟件系統(tǒng)的設(shè)計評審進(jìn)行增強，及時糾正已經(jīng)出現(xiàn)的問題，完善軟件系統(tǒng)設(shè)計效果。軟件系統(tǒng)的設(shè)計涉及到很多功能，如數(shù)據(jù)采集、事件召回、數(shù)據(jù)控制、監(jiān)控報警、在線診斷等。系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計。譬如，在進(jìn)行A/D 采集模塊的設(shè)計時，該模塊的功能是收集電流的電壓信號，以及完成信號的辨別與轉(zhuǎn)換。另外，這個模塊的抗干擾能力很強。通過應(yīng)用該模塊，可以對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析、分類和數(shù)據(jù)識別后的存儲[2]。

3 電氣自動化在變電站的實際應(yīng)用

3.1 變電站數(shù)據(jù)采集和處理

變電站運行過程中，存在著各種安全風(fēng)險，這些風(fēng)險是工作者不能快精準(zhǔn)識別的，短期內(nèi)不會產(chǎn)生重大影響。但是，伴著時間的流失，一些設(shè)施的有效使用期限可能會縮短，在接下來的時期可能會發(fā)生事故。為了避免這種情況，電氣自動化可以采集變電站產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并處理這些對數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，從而保證變電站的穩(wěn)定且正?？煽康倪\行。具體方法如下： 電氣自動化系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)后，對這些數(shù)據(jù)自動分析處理，把分析處理的結(jié)果傳送給控制系統(tǒng)，其收到數(shù)據(jù)之后在控制設(shè)施中工作。變電站數(shù)據(jù)到處都是，觸發(fā)數(shù)據(jù)，隔離開關(guān)數(shù)據(jù)，母線電壓，電力斷路器數(shù)據(jù)。電腦所收集的數(shù)據(jù)來分析工作狀態(tài)是不是正常運行。這有助于找到潛在的故障，準(zhǔn)確找出故障點，相關(guān)人員可以及時進(jìn)行維護(hù)，保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。數(shù)據(jù)分析是保護(hù)和維修設(shè)備的關(guān)鍵手段。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

達(dá)到變電站電氣設(shè)備的自動化檢測以及運行管理是智能變電站的前進(jìn)目標(biāo)。伴著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展變電站設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控可以通過互聯(lián)網(wǎng)以及自動化技術(shù)來實現(xiàn)，保證工作者可以及時察覺到變電站的一些問題，節(jié)省變電站故障排除時間，繼而提高運行過程中的可靠性以及安全性。

3.3 變電站的故障分析和解決對策

變電站電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用不僅能快速采集數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析，能及時將設(shè)備的故障數(shù)據(jù)記錄下來，找到故障地點。減輕工作量并對工作的效果進(jìn)行提升。故障排除是利用電子設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)和電氣自動化技術(shù)，以監(jiān)控為基礎(chǔ)分析變電站的工作數(shù)據(jù)進(jìn)行自我診斷，能夠快速識別故障點，發(fā)出報警，提示工作者及時對故障進(jìn)行維修。電腦自動監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)控設(shè)備上的每一個位置，并進(jìn)行自動記錄。設(shè)備維護(hù)需要提供數(shù)據(jù)后，可以在計算機商店找到相關(guān)數(shù)據(jù)。例如，如果發(fā)生故障，將記錄門打開和關(guān)閉的狀態(tài)。為了更好地提升變電站運行質(zhì)量，電力系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，對故障記錄系統(tǒng)進(jìn)行了編程。如果電網(wǎng)發(fā)生故障或中斷，故障錄波系統(tǒng)可以獲得有效數(shù)據(jù)，這部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄當(dāng)時電網(wǎng)實際運行狀態(tài)參數(shù)——此時，錄波系統(tǒng)也可以分析數(shù)據(jù)——前者顯示采樣值還能夠提取特定時間內(nèi)的基本電量，以獲取隨時間變化的電量值，并幫助故障分析提供有效基礎(chǔ)[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣自動化的優(yōu)勢越來越明顯。伴著社會的不斷進(jìn)步，大眾對電力資源的需要逐漸增多，電氣自動化技術(shù)的優(yōu)勢應(yīng)該不斷得到推廣和發(fā)展。只有這樣，才能降低人工和物質(zhì)資源的損耗，提升電力系統(tǒng)的運行安全性?？傊姎庾詣踊夹g(shù)與電力工程相結(jié)合可以有效提升電力系統(tǒng)的安全性，有效控制故障率，繼而實現(xiàn)電力系統(tǒng)更好地發(fā)展。