供電系統中電氣自動化技術的設計研究

姜硯澤 徐進

（南京國能環保工程有限公司 江蘇南京 211102）

供電系統中電氣自動化技術的設計研究

姜硯澤 徐進

（南京國能環保工程有限公司 江蘇南京 211102）

在我國供電系統中，電氣自動化技術的主要設計方面是繼電保護和集中監控變配電站，在供電系統中的應用作用日益明顯，對提高供電系統的自動化水平發揮了重要意義。電氣自動化中牽引負荷的變化與非線性因素降低了無功補償效率，隨著電氣化的不斷推廣，系統的升降壓要求就越來越高。在電氣自動化的具體應用中不僅需要遵循相關原則，還需要結合企業的實際情況進行無功補償，保證供電系統的穩定性及安全性。

供電系統；電氣自動化技術；設計

1 電氣自動化技術應用設計原則

1.1 選型原則

電氣自動化在供電系統中應該遵循相關原則，提高電氣自動化的應用效果。合理的自動化設備是保證供電系統中電氣自動化有效應用的基礎。電氣自動化的設計中藥遵循選型原則，從系統的監控角度和遠程調動上進行，注重設備的接線的方便性、性能的可靠性及其價格的合理性，方便后期的檢查維護。

1.2 應用設計原則

供電系統中電氣自動化的應用還需考慮到其應用設計原則：①開關設計；②繼電保護設計。供電系統中可能需要遠程操作來控制系統的啟動與關停，所以需要選用具有分合閘功能的智能型開關，方便實現監控系統的遠程操作功能。同時，系統的繼電保護中，需要綜合考慮變壓保護和機電裝置保護，才能保證其繼電保護裝置的作用最大化發揮。

1.3 無功補償

無功補償原理是將有容性的負荷裝置和感性功率的負荷裝置連接在一個電路中，在容性負荷裝置釋放能量，感性負荷裝置能夠吸收能量；而容性負荷裝置吸收能量時，感性負荷裝置必然在釋放能量，其能量在兩者之間相互轉換，感性負荷的功率可以在容性負荷中無功補償功率里得到補償，以至于形成了無功補償。其中又可以分為低壓集中補償和分散補償。

低壓分散補償是將電容器并聯裝設在用電負荷的周圍，以便擴大其補償范圍，盡量無功補償在高壓線路上的功率。此時，也降低了在低壓線路例的無功功率，各種電氣設備的容量和導線截面也會相應的降低，其電能損耗的減少。在分散補償或者補償容量較小的企業中采用這種方式比較合適。Qcc補償容量的計算方式如：

以具體的供電系統作為參考，最后選出適合的補償方式補償，如果企業是以電動機作為主要的供電設備的，那么補償容量就不多，最適合的方式就是利用電容器投切類型來補償不足的容量。

另外一種補償方式為低壓集中補償，比較適合集中性的小型企業，屬于經濟適用型的補償方式。它是將低壓電容器通過開關連接在配電變壓器的低壓母線側邊，其控制保護裝置就是無功補償的投切裝置，依據母線中的無功補償直接投切在控制電容器上，是一種簡單實惠的方式。

2 電氣自動化在供電系統中的設計

2.1 電氣自動化在供電系統中的集中監控設計（如圖1）

供電系統中電氣自動化的優勢在于實際操作中，操作方式很簡單也方便了跨界，對控制站的防護度要求不高。相對而言，其系統設計更為簡單。通常情況下，電氣自動化的監控系統是由處理器統一處理，所承擔的任務較為繁重，其集中處理的效果和速度會降低。系統中的電氣設備在監控之中，增加監控對象可能降低系統主機冗余，并且其投資成本大大增加。此外，供電系統的正常運行還會受到長距電纜的干擾。相應系統的斷路器和隔離刀閘閉鎖間的連接采用的是硬接線，輔助接點位置有一點偏差都會造成系統設備無法正常使用。

2.2 供電系統中外電纜與選擇電力監控器

我國目前電站的外部電纜線通常是由兩個部分組成，220V的交流電纜和通信電纜。比較經常用的有兩種類型，雙芯屏蔽絞線和屏蔽電纜。每一種通信纜線都需要選擇兩對，以保證正常使用和備用。電力監控器的選擇主要考慮兩個方面的因素：①電力監控器本身運行的可靠性及穩定性；②電力監控器的抵抗干擾能力。供電系統的電力監控器根據電流類型選型，供電系統是直流電時，選擇直流屏為宜，方便系統的集中供電。供電系統低于10kV時，需要同時考慮設備的監控功能和供電的集中性能。

電氣自動化現場總線監控技術中在電站系統的自動化系統中應用較多，為自動化的網絡控制提供發展機會。具有系統針對性的現場總線監控技術能偶減少輸入輸出卡件，以這樣的方式實現設備的智能化設計安裝，能夠保證節約電纜成本的基礎上連接了自動化監控系統。

圖1 電氣自動化的集中監控流程圖

3 結束語

自動化的集中監控方式和電氣自動化技術現場總線監控方式成為供電系統電氣自動化技術應用解決相關問題的切入點。根據企業的具體情況，可以將仿真設計、人工智能和實時監控等自動化技術應用在配電網和變電站中，彌補供電系統原有的不足，調整了各種用電負荷的功率，選擇適合的無功補償方式，優化供電系統，提高供電系統穩定性和綜合供電水平。

[1]陳柳嫦.電氣自動化技術在供電系統中的應用[J].企業技術開發，2015，27：47～48.

[2]敖盼.供電系統中電氣自動化技術的應用設計探究[J].河南科技，2014，04：78.

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