試論變電站自動化技術在電解鋁整流系統(tǒng)中的應用

梁春

摘 要：為了探究變電站自動化技術在電解鋁整流系統(tǒng)中的應用，筆者首先闡述變電站自動化技術和電解鋁整流系統(tǒng)的組成，發(fā)現：在自動化技術的應用下，裝置中的數據可以及時上傳到監(jiān)控中心的網絡中，提升電解供電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，滿足變配電要求，節(jié)約能源。因此，相關技術人員應該利用網絡通訊技術對數據信息進行提取，做好硬軟件的設計和應用，提升整個整流變電站的運行質量和效率。

關鍵詞：電解鋁整流系統(tǒng);自動化技術;變電站;設計應用

變電站自動化技術從本質上講就是指為了保證系統(tǒng)的分布式和開放性，對設備進行保護和監(jiān)控，通過全面微機化的綜合自動化控制，使得整流變電站運行更加安全可靠，提高整流變電站運行管理的自動化水平，如今已經成為電力系統(tǒng)的重要組成部分?；诖?，筆者從實踐角度出發(fā)，分析自動化技術在電解鋁整流系統(tǒng)中的應用，為相關建設者提供參考性依據。

一、變電站自動化技術的組成

變電站自動化技術主要以TranSys系統(tǒng)為核心，主站監(jiān)測層主要為雙機結構，現場控制層的保護監(jiān)控為單元式裝置。在以太網上級調度中心，裝置中的數據可以及時上傳到監(jiān)控中心的網絡中，此時，相關工作人員可以根據該種數據，對變電系統(tǒng)電氣運行的實時狀態(tài)進行監(jiān)控，發(fā)出預警信號，提升電氣運行可靠性。在軟件配置中，主要利用兼容性較大的系統(tǒng)，比如PecStar軟件，可以與其他系統(tǒng)實現無縫集成，可以長時間滿足數據穩(wěn)定性、完整性、一致性，響應時間足夠短，用戶界面更加簡潔。

二、電解鋁整流系統(tǒng)的組成

整流變電站運行的關鍵，取決于二次設備的工作性能[1]。提高整流變電站運行管理的自動化水平，在一定程度上可以實現信息資源共享。在使用微機監(jiān)控及保護技術時，整個電解鋁的整流可以分為整流和電解這兩個部分，整流和電解的每個單元由各自的保護單元、智能通訊單元構成，有較強的數據處理功能，提高了穩(wěn)流精度。并且，利用電解鋁整流系統(tǒng)，改變模擬屏的作用及顯示方式，做到微機遙控方法的改進，提升電解供電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，便于工作人員監(jiān)控整流所供電系統(tǒng)的運行情況。如今，整流變電站自動化系統(tǒng)已經成為一項系統(tǒng)性工程，可以實現電解鋁發(fā)電，該種自動化系統(tǒng)功能強大，會涉及到多種多樣的設備，技術人員只有保持嚴謹的設計思路，才可以提高電流效率，滿足變配電要求，在節(jié)約能源的基礎上，實現降低工作成本的主要目的。

三、電解鋁整流系統(tǒng)中，變電站自動化技術的具體應用

（一）硬件設計與應用

在電解鋁整流系統(tǒng)中，變電站自動化技術的具體應用，主要體現在硬件設計上，以監(jiān)控裝置為核心，利用網絡通訊技術對數據信息進行提取、監(jiān)督和檢測，實現數據資源的共享，同時也可以避免數據采集的重復性，提高變電站的自動化控制水平。主要體現在以下幾個方面：1.電解整流器，電解整流器的應用，可以將交流電轉換為直流電，穩(wěn)壓精度小于1.5%，輸入電壓為三相AC380V+10% 50～60 Hz，穩(wěn)流精度小于1.5%，輸出直流電壓為DC0～+48V可調，裝置整體規(guī)格為750mmx1650mmx750mm，在系統(tǒng)中便于維護和安裝，可以有效提高開關電源的工作效率;2.電流差動繼電保護裝置的應用，型號為HNR6083，適用于110～330 kV電壓等級的母線，在基于PLC的電解鋁整流供電系統(tǒng)中，該型號電流差動繼電保護裝置可以進行TV斷線告警、母線絕緣監(jiān)測告警和低電壓告警;3.智能通信處理器的應用，該設備具備64位計算機芯片，可以進行多端口通信傳輸，型號為LS1020A，屬于高度集成的片上系統(tǒng)設計，包含帶ECC保護，具備一定先進性和安全性。

（二）軟件設計和應用

軟件設計和應用主要體現在微機監(jiān)控系統(tǒng)這一方面，整流系統(tǒng)的微機監(jiān)控采用了DlSA 2型變電站自動化系統(tǒng)[2]。模塊化程度高，分布式結構設計更為靈活，測控單元采用局部分散式配置方式，主控室內則安裝微機，具備數據采集、控制等功能，總控單元也可以與測控單元之間實現數據通信，后臺采用nNT2000后臺監(jiān)控系統(tǒng)，在一定程度上實現信息資源的共享。其監(jiān)控系統(tǒng)原理框架為（以110KV為例）：1.110KV開關場;2.自耦變壓器;3.飽和電抗器;4.整流器;5.直流母線;6.電解系統(tǒng)。該種系統(tǒng)設計適用于35～500kV各等級的變電站，控室內則安裝微機，各測控單元均可完成相應的數據的采集，并且在電解鋁的過程中，可以調節(jié)變壓器的檔位，來調節(jié)電壓和電流，根據顯示值的變化，對電流、電壓的突變作出報警提示，使得測量精度小于O.5級，絕對誤差不能超過4V。

（三）運行要求

變電站自動化技術的應用還體現在，整流系統(tǒng)的各個部分均能實現智能檢測。數字化和智能化不僅體現在調節(jié)器上，還體現在產品調試軟件化、故障錄波功能、遠程診斷、調節(jié)器故障自診斷、狀態(tài)檢修、信號傳輸組態(tài)技術、光纖通訊技術等多種方面，透過自動化技術手段，直接計算出本機的有功功率，相關技術人員讀取相關數據，進行故障分析。在變電站運行過程中，大電流將產生巨大的恒定磁場，可能出現磁場干擾問題，但是各控制柜采用了具有屏蔽功能的金屬外殼，因此保證設備免受強磁場干擾，不影響硬軟件設備的正常使用。同時，在人機界面中，整流系統(tǒng)各部分參數都顯示在觸摸屏上，因此可以實現自動檢測，根據數據變化，系統(tǒng)自動對整流系統(tǒng)的運行進行預警，并在自動化技術加持下，自動處理事故，提高一次設備運行的可靠性和壽命，使得輸變電電流和電壓更加穩(wěn)定。

結束語：

綜上所述，整流變電站在鋁冶煉企業(yè)生產中，具有重要作用，并且隨著整流裝置控制技術的不斷進步，供電的整流設備也基本滿足要求，但是整流設備負荷率高，要想實現精益維護，降低故障發(fā)生率，就必須利用自動化技術，采用工業(yè)計算機控制，保持調節(jié)器供電電源穩(wěn)定性和可靠性，最終實現生產過程自動化系統(tǒng)的結構性改革。

參考文獻：

[1]高杉雪，束洪春，陳義宣，李玲芳，高孟平.大規(guī)模電解鋁負荷接入對滇東南電網穩(wěn)定影響及解決措施[J].南方電網技術，2021，15（12）：20-27.

[2]劉三紅，梁雯，張偉.基于循環(huán)經濟的資源性產品成本定價機制研究——以電解鋁為例[J].價格理論與實踐，2021（04）：104-107.