電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用探討

姜雯雯

摘 要：變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其穩(wěn)定性對(duì)促進(jìn)電力傳輸具有重要作用，在變電站中采用電氣自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化，保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。文章主要從變電站燃?xì)庾詣?dòng)化應(yīng)用的作用出發(fā)，分析變電站電氣自動(dòng)化的特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上介紹了電氣自動(dòng)化在變電站中的相關(guān)應(yīng)用，以提高其應(yīng)用效率。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化技術(shù);變電站;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）10-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.009

1 變電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的作用

社會(huì)生產(chǎn)和生活離不開(kāi)電力系統(tǒng)的支持，變電站作為輸出電能的重要環(huán)節(jié)，是電力系統(tǒng)的核心組成部分。如果變電站不能平穩(wěn)運(yùn)行，整個(gè)電網(wǎng)的安全性和可靠性就無(wú)法得到保證。為保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須加強(qiáng)對(duì)變電站運(yùn)行過(guò)程的控制，否則將直接影響電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化已滲透到電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，變電站中使用的現(xiàn)代化電氣設(shè)備很多，如電子通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等，通過(guò)計(jì)算機(jī)等相關(guān)電子技術(shù)及自動(dòng)化設(shè)備和計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的保障，實(shí)現(xiàn)了變電站設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)化監(jiān)控，特別是故障預(yù)警、故障分析等，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)反映了變電站設(shè)備的運(yùn)行情況，提高了工作效率，使變電站運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全、高效。

1.1 開(kāi)展實(shí)時(shí)仿真工作

在變電站系統(tǒng)中，電氣自動(dòng)化的應(yīng)用可以在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地模擬變電站運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)同步，使實(shí)驗(yàn)同步化成為可能。通過(guò)該模擬軟件，可以測(cè)試變電站電氣化裝置的性能，為系統(tǒng)運(yùn)行提供大量準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性。在這種仿真環(huán)境中，工作人員可以進(jìn)行更多功率器件測(cè)試，通過(guò)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到更接近變電站實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)的混合實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)室，有助于保證電力系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行[1]。

1.2 實(shí)現(xiàn)電力服務(wù)智能化

現(xiàn)階段，變電站作為一個(gè)重要的輸出系統(tǒng)，已經(jīng)分布在各個(gè)領(lǐng)域，成為社會(huì)穩(wěn)定和各行各業(yè)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，因此，有必要提高變電站電力系統(tǒng)的可靠性。

隨著變電站電氣化系統(tǒng)的控制越來(lái)越復(fù)雜，自動(dòng)化可以積極促進(jìn)電力系統(tǒng)智能化的實(shí)現(xiàn)，提高變電站電力系統(tǒng)運(yùn)行的科學(xué)準(zhǔn)確性，代替人力分析和解決變電站電力系統(tǒng)的故障，保證變電站的安全高效運(yùn)行，為各行各業(yè)提供全方位的智能化電力服務(wù)。

2 變電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

變電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)綜合性強(qiáng)、涉及多種專業(yè)技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)，多種技術(shù)的有效協(xié)調(diào)能夠滿足整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，主要是指在原有設(shè)備應(yīng)用的基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)備及其功能進(jìn)行優(yōu)化，在計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的電子信息技術(shù)和電子技術(shù)，全面研究和實(shí)現(xiàn)變電站一次設(shè)備、交直流供電和各種二次設(shè)備，形成穩(wěn)定可靠的電氣系統(tǒng)。

目前，我國(guó)變電站建設(shè)的智能化和自動(dòng)化水平不斷提高，在集中監(jiān)控技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)的支持下，建立了一個(gè)功能齊全的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，集儀器儀表、模擬屏、控制屏、運(yùn)動(dòng)裝置、發(fā)射屏和中央信號(hào)系統(tǒng)等技術(shù)于一體，實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，消除了時(shí)間和空間的限制，有利于保證不同空間電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，以更低的成本實(shí)現(xiàn)更高的管理效率。

為加強(qiáng)電氣工程系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，必須加強(qiáng)集成系統(tǒng)的建設(shè)，突破對(duì)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)功能的制約，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、數(shù)據(jù)通信等多種功能的綜合應(yīng)用。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用

3.1 計(jì)算機(jī)保護(hù)功能

為保證變電站的正常運(yùn)行，要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)變電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。系統(tǒng)運(yùn)行主要依靠傳感元件識(shí)別變電站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，為實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和保護(hù)，采集設(shè)備的信號(hào)，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)控制平臺(tái)。

計(jì)算機(jī)保護(hù)功能的應(yīng)用非常重要，主要通過(guò)自動(dòng)化的體現(xiàn)，在一定程度上提高了變電站工作中故障檢測(cè)的效率。當(dāng)變電站發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)識(shí)別，計(jì)算機(jī)保護(hù)功能可以監(jiān)測(cè)變電站運(yùn)行全過(guò)程，掌握故障跳閘的總信號(hào)，包括報(bào)警信號(hào)、設(shè)備報(bào)警信號(hào)、設(shè)備隔離相關(guān)設(shè)備開(kāi)關(guān)信號(hào)和斷路器相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，進(jìn)行詳細(xì)記錄、存儲(chǔ)。

計(jì)算機(jī)保護(hù)功能和變電站的有效結(jié)合可以將報(bào)警信號(hào)傳送到維護(hù)平臺(tái)，并指出故障的具體位置，讓變電站的總監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的命令，使變電站輸出相關(guān)的具體工作內(nèi)容以及故障的處理建議，為維修人員采取正確的補(bǔ)救方法提供數(shù)據(jù)參考。

該自動(dòng)化管理系統(tǒng)能夠更好地記錄各區(qū)域變電設(shè)備的規(guī)格、參數(shù)和型號(hào)，監(jiān)控各類設(shè)備的使用壽命，在分析問(wèn)題的基礎(chǔ)上診斷和排除故障，提高變電站運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。自動(dòng)化系統(tǒng)還可以按照系統(tǒng)預(yù)置的功能，將主系統(tǒng)切換到備用系統(tǒng)，避免對(duì)當(dāng)?shù)毓╇姯h(huán)境的影響，更有效地保護(hù)變電站系統(tǒng)的安全。

3.2 采集與處理數(shù)據(jù)

在變電站運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù)、脈沖數(shù)據(jù)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等大量數(shù)據(jù)，是保證變電站能夠安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)模式下，由于受到諸多因素的影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集和處理都難以滿足變電站的運(yùn)行需求。

電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以采集與處理變電站的整體運(yùn)行狀態(tài)、變電站的脈沖數(shù)據(jù)、變電站的模擬數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)信息提供處理與解析的平臺(tái)，將故障跳閘的總信號(hào)、預(yù)告的信號(hào)、斷線路的表現(xiàn)、設(shè)備的警告信號(hào)以及隔離開(kāi)關(guān)的情況等數(shù)據(jù)結(jié)果在短時(shí)間內(nèi)傳遞至操作平臺(tái)。

此外，還包括對(duì)饋線電流數(shù)據(jù)的采集與處理，通過(guò)溫度、電流、電壓的監(jiān)測(cè)判斷潛在的風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)斷開(kāi)分合閘等元件，在一定程度上增強(qiáng)數(shù)據(jù)采集與處理的廣泛性，進(jìn)一步保障電氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用壽命[2]。

3.3 分析設(shè)備故障，事件播放測(cè)距

電氣自動(dòng)化技術(shù)與變電站的有效結(jié)合，以充分利用配置設(shè)置，將變電站運(yùn)行過(guò)程中的設(shè)備出現(xiàn)故障的頻率及數(shù)量等情況，還可以記錄事件播放的測(cè)距。記錄的主要內(nèi)容包括設(shè)備正常運(yùn)行的保護(hù)動(dòng)作序列、設(shè)備的開(kāi)關(guān)跳合、繼電的保護(hù)動(dòng)作等綜合情況。如果電氣系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障，可以及時(shí)處理或更換，完善設(shè)備運(yùn)行情況，提高電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用效率。此外，充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化技術(shù)的通信功能，為完善變電站的整體運(yùn)行質(zhì)量提供支持，為故障分析提供數(shù)據(jù)支持。

3.4 自動(dòng)診斷自動(dòng)化系統(tǒng)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子信息通信技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和融合應(yīng)用，可以讓變電站的運(yùn)行更加安全、穩(wěn)定。通過(guò)對(duì)變電站工程中各種電氣設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、處理和分析，準(zhǔn)確找出故障位置，例如，當(dāng)變電站出現(xiàn)故障時(shí)，變電站的電氣設(shè)備就會(huì)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與處理。在此基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確判斷故障發(fā)生位置，在第一時(shí)間啟動(dòng)自行修復(fù)功能。

因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)與變電站工程的有效應(yīng)用，可以減少變電站故障發(fā)生概率，減輕變電站相關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作人員的工作效率，提升變電站系統(tǒng)運(yùn)行效率。

3.5 在中等電位的連接

充足的供電是保證變電站電氣設(shè)備正常運(yùn)行的基本前提。由于變電站電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如果等電位連接的路徑選擇不當(dāng)，容易導(dǎo)致不同電源之間的電位差過(guò)大，進(jìn)而引起電氣故障，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

為保證相關(guān)導(dǎo)電裝置良好的運(yùn)行條件，在實(shí)踐中常常采用等電位連接法改善電位差問(wèn)題，主要是在電氣結(jié)構(gòu)過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，將相應(yīng)的電氣設(shè)備連接到導(dǎo)電部分，控制等電位連接路徑，優(yōu)化等電位控制網(wǎng)絡(luò)中電氣系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備配電的連接網(wǎng)絡(luò)，提高電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能容量，在保證變電站安全的同時(shí)提高變電站的正常運(yùn)行效率。

4 結(jié)語(yǔ)

變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行的安全性與可靠性不僅直接影響電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，而且影響社會(huì)生產(chǎn)生活的正常運(yùn)行。尤其在當(dāng)前變電站系統(tǒng)日益復(fù)雜的背景下，加大電氣自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用，可以采集與處理變電站故障數(shù)據(jù)，記錄與診斷設(shè)備故障，增強(qiáng)變電站運(yùn)行的安全與穩(wěn)定性，提高供電質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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