變電自動化系統的實現與技術特征

引言：文章首先針對變電自動化系統的相關特征做出了分析，而后結合其功能主要內容和特征，對于穩定性方面的問題展開的淺述，對于深入了解變電自動化系統的工作狀態和相關技術特征有著一定的積極意義。

當前我國電力系統日漸成熟，在整個電力體系內部，多種技術與大量數據并存，并且隨著國家電網的不斷擴張，也必然會需要面對更多更為復雜和多樣化的電力消費需求環境。這種狀況決定了電力系統中必然需要面對大量的變量，而數量龐大的變量，必然也會影響到變電自動化的工作狀態。進一步考慮到變電體系在我國輸電環境中的重要價值以及關鍵性的地位，這種影響就更加不容忽視。

一、變電自動化系統的相關特征

想要切實展開對于變電自動化系統的深入了解，首先一點，需要對其結構有所認識。就現階段變電自動化系統的發展狀況看，存在有如下三個主要類型的結構形式。

首先是集中式結構。這是變電自動化系統早期發展的重要形式，至今仍然在一定范圍內沿用。所謂集中模式，指的是保護、監控、通信等自動化功能模塊均在控制室集中布置。在這樣的控制環境下，需要對于變電的模擬量、開關量和數字量等信息展開集中的采集，并且進一步在核心控制室環境下展開計算與處理，并且進一步完成微機控制、微機保護和一些自動控制等功能。由于采用了集中的工作方式，因此通信和控制室就成為了這種系統的工作重心，相當而言，此種結構之下的變電自動化系統占地面積有限且造價偏低，但是其對于數據的處理能力也相對受到一定的約束。在目前的變電環境下，此種工作方式多用于35kV以及以下的變電站，可靠性較高但是靈活度較差。

其次則是與集中式結構相對應的分散式結構。分散式變電自動化系統結構中，通常將設備劃分成多個單元，并且設置控制、保護和數據收集單元安裝在高壓戶外斷路器的附近，或者將設備安裝在用戶的戶內開關附近。此種結構工作方式設計的主要依據是一次回路，可以說一次回路單方面決定了分散的結構狀況。此種結構相對而言從物理層面看比較獨立，并且以一次系統作為設計依據的工作方式，本身也能夠相對一次系統表現出良好的彈性，便于維護和擴展。并且在局部發生故障的情況下，故障的影響面通常相對有限，可靠性因此得到提升，但是相對而言，各個分散的分立系統都需要具有一定的信息處理能力，因此成本相對于集中式結構而言有所增加。

然而目前最為常見的則是集中分散相互結合的第三種結構。分散式結構并不是集中式結構的替代，而是當前分布式數據處理能力日趨成熟的必然產物。考慮到這種情況，將二者的優略勢以及應用環境分別加以分析，并且以環境的需求作為權變選擇的依據，而展開對于變電自動化系統的綜合建設，是當前的主要特征。對于此種情況，從技術角度看，則是更具標準化和開放的統一性平臺的建立，成為了推動集中式和分散式兩種變電自動化系統加以融合的必要基礎。

二、變電自動化系統的功能和穩定性

進一步對變電自動化系統的功能展開深入的了解，必須明確，功能的深入探究，是在實際工作環境中實現結構方式有效選擇的必然基礎。

首先，一個良好和完整的電自動化系統需要能夠實現必要的安全保護，重點是對站內所有的電氣設備進行保護，包括線路保護、變壓器保護、母線保護、電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置，在發生故障的時候能夠對故障狀況等相關信息進行記錄，存儲多套定值并且依據實際情況進行修正，以及與監控系統保持通信等。

其次，還必須要實現數據的自動采集以及必要的處理。考慮到當前廣為采用的分散式變電自動化系統，對于數據的處理職能通常在本地完成。對于相應的數據，應當能夠實現準確采集，包括狀態數據、模擬數據和脈沖數據等，此類型號可以通過光電隔離方式輸入系統，也可通過通信方式獲得。與此同時，完整的變電自動化系統還應當能夠實現在面對次類似數據實現有效采集的基礎上，進一步對其展開加工，并且判斷是否存在非法狀態觸發告警。以及對于告警狀態和故障數據進行記錄，幫助形成關于變電系統的完備檔案資料。

最后，控制功能也是變電自動化系統應當具備的重要職能。對于這一方面，系統應當首先能夠提供良好的人機交互界面，支持工作人員與變電自動化系統之間的有效和順暢溝通，并且深入處理數據，形成對于工作人員更為寬泛的決策支持依據。

在對變電自動化系統的功能有所認識的基礎之上，還有一個方面的重要問題不能忽視，即變電自動化系統的穩定性。通常認為，對于變電自動化系統而言，穩定狀態和不穩定狀態是在某種條件環境之下能夠實現互相切換的，但是系統本身的不穩定，對于數據的收集整理以及決策支持等方面，必然會存在有極為不利的影響。考慮到這一方面的問題，必須對變電自動化系統的不穩定狀態有一個較為深刻的認識，并且借此展開對于危機的控制。常見的變電自動化系統不穩定狀態包括兩種，其一為穩定性危機，即電力系統暫態過程積蓄的能量可能破壞其運行穩定性，即不能再回到初始狀態或停留在一個允許的新狀態。其二則是持久性危機，即局部或整個系統發電、送電和負荷不平衡，導致系統運行參數大幅度偏離正常值，可能破壞對用戶的持續供電。其中前者相對時間通常較短，一般為幾秒鐘，而后者則可能會達到幾分鐘之久。

處于不穩定狀態之下的變電自動化系統，為了能夠穩定運行并且實現持續供電，必須加以協調控制，即緊急控制或者恢復控制，具體而言，這種恢復控制的內容包括起動備用設備，增加發電機組的功率，重新投入被切機組、負荷和線路等。具體的操作，應當以系統反饋上來的實際數據作為重要的參考依據并且展開執行。

三、結論

當前我國電網逐步擴大和成熟，對應的變電自動化系統也在多方面的技術成熟帶動之下實現穩步發展。同時考慮到電力供給環境之中對于系統自動控制的要求越來越高這一問題，更是推動了變電自動化系統的不斷完善。如何更為有效地展開新技術的引入，使其成為切實服務變電體系的重要力量，是業內人員共同的努力方向，相信隨著電力建設的迅速發展，變電自動化系統也會隨之邁上一個新的臺階。

參考文獻

[1]"電力系統自動化.電網調度智能化的實現，2004，28（7）：78"～81.

[2]"農村電氣化.變電所直流操作電源與通信電源集成的應用，2002，（9）：21～22.

（作者單位：國網山西省電力公司運城供電公司）