電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探討

劉強(qiáng)

【摘 要】隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)開(kāi)始普遍使用電氣自動(dòng)化技術(shù)，以推動(dòng)系統(tǒng)智能化發(fā)展。電力系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，需加強(qiáng)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);電氣自動(dòng)化;自動(dòng)化控制

1.電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化應(yīng)用情況

電網(wǎng)設(shè)計(jì)中，電力系統(tǒng)為核心內(nèi)容，由多個(gè)電力高壓輸送系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)及用電設(shè)備構(gòu)成。系統(tǒng)管理人員需具備多種專業(yè)知識(shí)，并熟練握電氣施工技術(shù)和驗(yàn)收規(guī)則。目前，大型建筑或遠(yuǎn)程電力輸送通常采用10kV電壓，需利用電力系統(tǒng)將電網(wǎng)高電壓轉(zhuǎn)化為10kV，然后為各終端設(shè)施分配電力。電力系統(tǒng)能將電壓自動(dòng)轉(zhuǎn)換為220V或380V，保證電力系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備正常運(yùn)行。電氣自動(dòng)化技術(shù)是融合了電工技術(shù)和電子技術(shù)等多種技術(shù)的科學(xué)技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備管理過(guò)程的全面控制，保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，依靠手工操作進(jìn)行系統(tǒng)管理，容易導(dǎo)致電力供應(yīng)受各種人為因素的影響，無(wú)法充分發(fā)揮電力系統(tǒng)的作用。現(xiàn)代電力系統(tǒng)建設(shè)中，普遍采用電氣自動(dòng)化技術(shù)，能借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各設(shè)備的自動(dòng)控制管理，為配電一體化操作的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支撐。

2.電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化應(yīng)用意義

2.1提高系統(tǒng)操控準(zhǔn)確性

電力系統(tǒng)中，采用電氣自動(dòng)化技術(shù)不僅需使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，而且需配合應(yīng)用PLC技術(shù)。PLC是將計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電控制技術(shù)結(jié)合在一起的技術(shù)，能利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作程序的編寫(xiě)，然后通過(guò)下達(dá)工作指令實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的控制。計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用，能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)化和信息化處理，能對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確記錄和分析。采用PLC技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、匯總及存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳遞，并通過(guò)獨(dú)立模塊進(jìn)行系統(tǒng)分塊控制。采用順序控制模式，能進(jìn)行準(zhǔn)確控制與操作。電力系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)PLC控制需利用總線進(jìn)行整個(gè)電力系統(tǒng)通信連接，使傳輸通道數(shù)據(jù)量在PID解調(diào)控制下始終保持穩(wěn)定規(guī)范數(shù)值，促使系統(tǒng)操控的準(zhǔn)確性得以提高。

2.2技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)智能化管理。

運(yùn)用該技術(shù)進(jìn)行不同級(jí)別電網(wǎng)主調(diào)動(dòng)傳輸，實(shí)現(xiàn)國(guó)家電網(wǎng)和各地區(qū)小電網(wǎng)連接，能使系統(tǒng)在小電網(wǎng)供電不足時(shí)交配使用大電網(wǎng)，提高了電網(wǎng)資源利用率。一旦出現(xiàn)斷電問(wèn)題，將導(dǎo)致系統(tǒng)中斷。為保證供電可靠性，需使電網(wǎng)電力得到均衡分配。電力系統(tǒng)管理中，需采用電氣自動(dòng)化技術(shù)記錄電力運(yùn)行數(shù)據(jù)，掌握地區(qū)電力使用情況，實(shí)現(xiàn)電力合理調(diào)度，為區(qū)域合理輸送電能，以免因盲目調(diào)度造成資源浪費(fèi)，并且使電力輸送故障發(fā)生率得到有效降低。應(yīng)用電氣自動(dòng)化能借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄和反饋，完成與故障相對(duì)應(yīng)的維修措施的制定，確保系統(tǒng)用電符合電力需求，使電網(wǎng)局部維持正常運(yùn)行。

2.3保證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全性

電力系統(tǒng)日常安全防護(hù)中，需根據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制的制定，需嚴(yán)格遵循安全制度要求，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和服務(wù)對(duì)象進(jìn)行安全等級(jí)的設(shè)定。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)規(guī)模和服務(wù)對(duì)象固定的情況下，應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)能在通道層面進(jìn)行電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)建設(shè)，使電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等其他網(wǎng)絡(luò)隔離，以提高網(wǎng)絡(luò)安全性。實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行中，將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，可采用電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行智能分類，使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理速度加快，并使數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍擴(kuò)大。

3.電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化應(yīng)用方法

3.1系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

應(yīng)用電氣自動(dòng)化可對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。電力系統(tǒng)中，通常包含幾十臺(tái)變壓器，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行提出了較高要求。通過(guò)在系統(tǒng)中安裝電波互感器和電壓互感器等設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。實(shí)際工作中，需加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)電壓、電流、波形及頻率等參數(shù)的監(jiān)測(cè)，完成常用數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，確保系統(tǒng)故障能夠盡快排除。該技術(shù)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電質(zhì)量、電力故障及電力計(jì)量情況等，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定閾值范圍進(jìn)行報(bào)警。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)將采集到的數(shù)據(jù)與限制值進(jìn)行比較，超出范圍立即報(bào)警。聯(lián)合采用遠(yuǎn)程計(jì)量技術(shù)，能進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控，使系統(tǒng)管理工作量和工作強(qiáng)度降低，方便相關(guān)工作的開(kāi)展。在系統(tǒng)電氣自動(dòng)化程度不斷提高的情況下，系統(tǒng)可直觀監(jiān)測(cè)線路故障。根據(jù)線路在供電工作狀態(tài)下的運(yùn)行情況，系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，并將故障點(diǎn)情況傳遞給終端計(jì)算機(jī)。根據(jù)警報(bào)信息，系統(tǒng)維護(hù)人員可及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行線路故障維護(hù)。實(shí)際進(jìn)行電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)時(shí)，需采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，通過(guò)系統(tǒng)中安裝的智能檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的采集、處理及通信傳輸，確保了系統(tǒng)運(yùn)行的有效監(jiān)控管理。

3.2系統(tǒng)自動(dòng)化控制

電力系統(tǒng)能否維持穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到各種電力設(shè)備能否正常工作。應(yīng)用電氣自動(dòng)化進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)化控制，能改良系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，為系統(tǒng)正常供電提供保障。實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行中，會(huì)受到各種因素的影響，如外界氣壓變化、溫濕度變化及電磁場(chǎng)等。系統(tǒng)具有一定特殊性和精密性，一旦受到外界影響將導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性被破壞。過(guò)去只能進(jìn)行就近設(shè)備的操作控制，且存在人員技術(shù)不熟練等問(wèn)題，容易導(dǎo)致系統(tǒng)操作出現(xiàn)問(wèn)題。應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)可突破以往操作弊端，借助遠(yuǎn)程操作設(shè)備進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行控制，能配合電力人員進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果的處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)準(zhǔn)確操控，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。此外，可采用雙層以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控。針對(duì)電動(dòng)隔離和斷路器等裝置，應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供的操作權(quán)限等級(jí)管理功能，人員通過(guò)輸入正確的監(jiān)控口令，可對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化裝置進(jìn)行控制。系統(tǒng)需針對(duì)各項(xiàng)控制操作進(jìn)行邏輯判斷，確定無(wú)誤后執(zhí)行控制命令，以免出現(xiàn)操作錯(cuò)誤。采用網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控方式，能方便管理人員理解系統(tǒng)控制原理，有效控制系統(tǒng)。

3.3系統(tǒng)自動(dòng)化保護(hù)

電力系統(tǒng)需完成繼電保護(hù)裝置的配置，加強(qiáng)系統(tǒng)保護(hù)管理，避免因裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)造成系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的降低。應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自動(dòng)化管理，保證了系統(tǒng)運(yùn)行安全性。實(shí)際采用電氣自動(dòng)化技術(shù)，需完成繼電保護(hù)自動(dòng)控制裝置的配備，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障。采取有針對(duì)性的措施，避免系統(tǒng)出現(xiàn)停電或數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。結(jié)合電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)控制需求，可采用微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，能進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)關(guān)設(shè)備、跳閘電流及累計(jì)分?jǐn)嗔鞯确矫娴脑\斷管理，提供方向性無(wú)功過(guò)載保護(hù)、發(fā)熱過(guò)載保護(hù)及相電流保護(hù)等。利用RS485接口，保護(hù)測(cè)控裝置能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，對(duì)系統(tǒng)電流、電壓及頻率等參數(shù)進(jìn)行交換和處理，加強(qiáng)了系統(tǒng)繼電保護(hù)管理。由于系統(tǒng)采用分散式測(cè)控保護(hù)裝置，能按照功能和配出類型等進(jìn)行各種繼電保護(hù)控制功能的劃分，在各開(kāi)關(guān)柜中完成不同功能單元的安裝，所以能為電力系統(tǒng)提供分散化保護(hù)功能，有效提高了系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性。

4.結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)能保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化管理。實(shí)際應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，需實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、控制及保護(hù)等功能，需結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行各種電氣自動(dòng)化裝置的配備，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化操控。

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