關于變電站電氣自動化的研究分析

康樂

摘 要：變電站電氣自動化是構成只能電網的重要一環，在保證電力系統的安全穩定運行發揮著重要的功能。本文分析了變電站電氣自動化的發展背景及其優越性，討論了其較為成熟的三種發展模式，然后對電氣自動化技術在變電站中的具體應用進行了分析，并對其發展前景進行了展望。

關鍵詞：變電站；電氣自動化；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.133

1 引言

變電站電氣自動化就是將信息技術、傳感器技術、自動化技術等與變電站的基礎設施相結合，保證變電站安全、可靠運行。我國的電氣行業一直走在世界前列，變電站自動化的發展水平較高，目前已經有希望實現110kV及以下電壓等級變電站的無人值守以及110kV以上電壓等級的變電站少人值守。隨著電氣自動化技術在變電站中的深入運用，不但可以節省更多的人力資源，而且可以提高變電站的整體運行質量。變電站實現電氣自動化還可以推動電力服務智能化進程。采用電氣自動化技術，可以提高電力系統運行的準確性，及時對故障進行反應，保證系統的安全、高效運行，提高服務的智能化。此外，變電站實現電氣自動化有利于對系統進行動態仿真，可以利用大量的實時數據同時進行靜態和暫態穩定性分析，提高仿真的效果。

2 變電站電氣自動化的主要模式

經過幾十年的發展，變電站電氣自動化已經形成了較為成熟的應用模式，主要包括相對分散模式、集中模式、完全分散模式等。

2.1 相對分散模式

相對分散模式產生于上世紀九十年代末，大范圍應用于我國各地的變電站。分散的涵義是自動化裝置根據變電站的不同電壓等級或是一次系統的建設，把變電站分成兩個或兩個以上的分散區域，在每個區域的內部分別裝設自動化設備，獨立發揮保護、測控等作用。之所以成為相對分散，是因為具有總控能力的主站以及濾波等控制設備采用集中設置的方式，均設置在變電站的中央控制室，通過中央控制室和各個分散區域的總線進行通信。

2.2 集中模式

集中模式是對各類電氣自動化設備進行集中調節和控制，各設備集中安置在一個地方，但是設備之間在物理概念上幾乎沒有聯系。由于設備在空間上比較相近，應該充分利用不同等級的計算機系統，通過I/O接口擴展，對各類電信號、開關信號、動作信號等進行采集和處理，從而實現測控和保護功能。

2.3 完全分散模式

完全分散變電站中的各種電氣自動化設備除了與主變壓器、母線、高壓線路有關的自動化設備依然采取集中式安裝之外，其他自動化設備比如與低壓輸電線路、電流互感器、電壓互感器有關的自動化裝置等，都直接安裝在設備間隔甚至一次系統中，通過系統總線進行相互聯系。這種模式大大節約了電纜的使用，降低了建設成本，而且具有高度的可靠性和靈活性。隨著電力系統自動化水平的提高，完全分散模式將取代相對分散模式應用于變電站的自動化系統中，具有良好的發展前景。

3 變電站電氣自動化的主要應用

3.1 在測控系統中的應用

隨著信息技術的飛速發展，通過通信技術和傳感技術的有機融合，可以實現對變電站的電氣設備進行在線監測，從而降低每年因定期檢修所帶來的巨大人力、物力浪費以及由此帶來的供電損失。

3.2 在事故處理中的應用

采用電氣自動化技術，可以對各類事故進行追憶和記錄，從而可以對事故進行正確、及時的處理。系統發生故障后，自動化系統可以及時記錄與故障有關的開關量、動作量等信息，便于對事故進行正確的分析和處理。

3.3 在自行診斷中的應用

采用電氣自動化技術，可以對變電站中各電氣設備的運行狀態進行實時掌握和歷史數據和給定參考量進行對比，從而可以迅速找出故障的源頭，并通過計算機分析后發出控制命令進行處理，幫助系統進行自我恢復。

3.4 在交流采集中的應用

對變電站的各種運行數據進行采集和分析是電氣自動化的巨大優勢。通過模數轉換器將采集到的電信號轉變成離散的數字信號傳送給計算機，可以得到電壓、電流、功率、開關狀態等信息。這些信息為事故分析和故障排除提供充足的數據支持。

3.5 在微機保護中的應用

變電站自動化技術的一個主要應用是微機繼電保護，其數據來源于通過交流采集系統計算機可以得到電壓、電流、功率等物理量。如果系統發生故障，計算機接收到的物理量發生顯著變化，通過對比分析后，計算機發出相應的控制指令進行處理，對保證系統的穩定運行具有良好的作用。

4 變電站電氣自動化的發展前景

隨著智能電網的構建，我國的變電站電氣自動化技術也得到了飛速發展。但是由于我國的工業整體發展水平不高，還需要其他學科領域的技術進步相配合。另外，我國生產自動化裝置的企業較多，產品缺乏統一的標準，往往難以相互兼容，為現場使用帶來困難。制定統一的國家標準，提高自動化裝置的兼容性，是實現提高變電站電氣自動化水平的必然選擇。

5 結語

隨著電力系統整體自動化水平的提高，依賴于信息技術進步的變電站自動化技術也將得到飛躍式的發展。但是，我們應該清醒得認識到，盡管變電站電氣自動化建設已經積累了很多成功經驗并具有較為良好的發展前景，我國電力行業的自動化建設還需要相當程度的發展，這需要所有電力行業工作者的共同努力。

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