供電系統電氣工程及自動化控制技術研究

吳妍

（國網湖南省電力有限公司湘潭供電分公司 湖南省湘潭市 411100）

前言

進入新時代后，隨著生活水平的提高，人們對電力的需求也越來越大，這就給供電企業提出了更高的要求。因此，必須了解電氣工程自動化控制的優勢，并通過各種自動化控制技術的運用，加強對供電系統的管理與控制，保證供電質量與安全性，從而為供電企業更好發展提供有力保障。

1 電氣工程自動化控制優勢

在電氣工程中，自動化控制技術的運用主要有三方面優點：①可以有效提高安全性[1]。自動化控制技術的突出特點就是完全由系統運行，可以有效避免人為失誤，促進各環節安全性的提升，避免人員受到傷害。同時，自動化技術還可以對電氣系統實際運行情況進行實時監控，并及時發現各種問題，將給人員帶來的危害降到最低。②能夠促進先進性提升。在供電系統中，自動化技術的運用可以規范生產流程，既增強了生產能力，還實現了行業的先進發展。在自動化控制下，可以提高檢測的能力與質量，減少人力資源浪費，增加企業利益。同時，自動化系統還能夠自動記錄并存儲相關數據，在對這些數據進行分析的基礎上，其可以實現自動調節，并充分發揮自身作用。③有利于實時監控電氣系統。在傳統模式中，管理工作主要由人員進行，但經常會因人員態度與操作不規范而出現操作失誤、生產事故等，尤其是在深夜時，人員注意力會不自覺下降，這一階段也是電氣故障頻發的時段。但在自動化技術的運用下，可以對工作強度進行有效改善，在統一的指揮和調度下，還能夠促進電氣工程穩定性、可靠性的提升。同時，自動控制系統還可以對元器件情況進行全天監測，及時發現異?，F象并找出病源，有利于電氣設備正常運行。

2 供電系統中的電氣自動化控制技術

2.1 監控技術要點

2.1.1 分層分布式監控技術

從邏輯層面來看，這一自動化監控技術可以分成站級監控、通信以及間隔三層，其中站級監控層主要就是在通信網絡的作用下，管理間隔層并實現信息交換；通信層則主要有通信管理機、光纖電裸以及電纜網絡等，在現場總線技術的運用下，其可以完成數據匯總、指令傳送、規約轉換以及數據傳送等工作；間隔層的主要構成部分則是終端保護測控單元，通過面向電氣一次回路或是電氣間隔的設計方法，可以就近把測控單元與保護單元安裝在相關設備周圍，如開關柜、一次設備等。分層分布式的自動化監控技術具有就地安裝、組態靈活、可靠性高以及占地面積小等特點，不但可以降低控制與操作難度，還能夠減少成本。同時，這一監控系統可以采集大量數據，保證監控信息的完整性與全面性，可以為系統運行維護提供便利，并且在局部出現故障時，其不會給其他模塊正常運行帶來不良影響，可以有效滿足供電系統實際需求。

2.1.2 集中式監控技術

集中式的監控技術主要就是把強電信號轉成弱電信號，并通過空接點與直流信號（標準為4～20mA）等方式，利用電纜硬接線，以一對一的方式，將電氣模擬量與開關量信號接到分布式控制系統的I/O模件柜，從而達到監控電氣設備的目的[2]。目前，這一自動化監控技術主要有兩種形式，即遠程接入與直接接入。遠程指的就是將VO采集柜安置在與主控制室有著較遠距離設設置現場，并通過分布式控制系統與通信方式對主機連接進行控制；直接指的則是將電纜與電子間的集中組屏連接到一起，兩種方式在本質上并不存在區別。在供電系統中，集中式的監控技術主要有硬接線技術成熟、速度快、運行環境好以及便于維護等優點，但也存在著投資大、信息不準確以及安裝量大等不足。因此，在運用這一技術時，供電系統應該對獨立電氣監控主站系統進行設置，并加強對電氣運行的管理。

2.1.3 現場總線監控

在供電系統中，現場總線監控主要是在某些特殊情況下運用，自動化技術最突出的優勢就是保證總線安全運行。由于不同裝置功能具有相對獨立性，在日常運行中，其都是獨立進行工作的，并僅由網絡實現連接。這樣，不但可以有效聯系各種設備，還能夠靈活發揮各種設備作用，即使是某一個環節出現問題，也可以快速從整體系統中分離出來，為系統正常、安全運行提供了有力保障。為了達到這一目標，在對現場總線監控系統進行設計時，就必須充分考慮企業需求與安裝地點，提高系統的針對性，并使其具備遠程監控能力。

2.2 計算機技術要點

在供電系統中，計算機技術也得到了廣泛應用，其控制要點主要體現在以下三方面：①電網調度自動化。在供電系統自動化中，電網調度自動化具有重要地位，其可以分成五個層次，即國家電網調度、大區調度、地區調度、省級調度以及縣級調度。在實際調度中，控制中心的網絡系統發揮著關鍵作用，其可以連接各種設備，如服務器、工作站、打印設備、變電站終端設備以及發電廠等，并完成實時采集電網數據、預測估計電力負荷與狀態以及監控電網調度運行等工作。②變電站自動化。變電站自動化是以計算機技術為基礎的，同時，在供電系統自動化建設中其也是不可缺少的環節。在具體實施過程中，變電站必須加強對計算機技術的運用，加強對計算機光纖的利用或者是由電纜來替代傳統電力信號電纜，促進變電設備向著集成化、網絡化以及數字化方向發展，并達到記錄自動化與計算機屏幕化的目的，從而實現對變電站系統的自動化管控。③智能電網。智能電網是從全局對供電系統進行控制的一種技術，在現代信息管理中，其有著廣泛運用，并涉及到了各環節內容，如用戶、發電、輸變電、調度以及配電等。這一技術形成的自動化供電系統屬于智能化電網雛形，為智能電網建設奠定了堅實基礎。因此，在運用智能電網技術時，必須結合供電系統實際需求，綜合考慮計算機技術的實時性、雙向性以及可靠性等特點，加強對先進網絡技術的運用，促進信息管理系統的形成，以此來為智能電網建設工作更好發展提供保障。

2.3 PLC控制要點

PLC屬于數字化電子系統，是專門為工業生產設計的，其主要作用就是為供電系統實現相應指令工作提供幫助，如采集、編輯、記錄以及計算等，減少系統能耗并促進其靈活性的提升。通常情況下，PLC控制要點有以下三方面內容：①PLC技術要對供電系統的溫度、壓力以及流量等進行連續模擬閉環控制，以此來有效調控系統中的各環節；②在實際控制中，開關量是主要的控制對象，PLC技術可以自動化控制輸入/輸出信號的通與斷，有利于供電系統生產效率與自動化程度的提升；③一般而言，供電系統內部控制主要有開關控制和順序控制兩種，目前，節能減排理念深入人心，社會生產向著減少損耗、增加效益的方向發展，加強對PLC技術的運用，可以對電力工作進行輔助，減少廢棄物、資源的排放與消耗，增強供電系統生產效益[3]。

3 結論

綜上所述，加強自動化控制技術在供電系統中的運用已經成為了一項重要工作。因此，必須掌握安全性、先進性以及實時監控等優點，并加強分層分布式監控技術、集中式監控技術、計算機技術以及PLC技術等的運用，提高供電系統自動化水平，保證供電安全，從而促進供電企業進一步發展。