供配電系統電氣自動化應用研究

樊亞龍

（中海油東方石化有限責任公司，海南 東方 572600）

0 引 言

隨著電力事業的不斷發展，電力系統開始普遍使用電氣自動化技術，以推動系統智能化發展。供配電系統是電力系統的重要組成部分，需加強電氣自動化的應用，以保證系統運行的安全性。

1 供配電系統電氣自動化應用情況

電網設計中，供配電系統為核心內容，由多個電力高壓輸送系統、低壓配電系統及用電設備構成。系統管理人員需具備多種專業知識，并熟練掌握電氣施工技術和驗收規則。目前，大型建筑或遠程電力輸送通常采用10 kV電壓，需利用供配電系統將電網高電壓轉化為10 kV，然后為各終端設施分配電力。供配電系統能將電壓自動轉換為220 V或380 V，保證電力系統和相關設備正常運行。電氣自動化技術是融合了電工技術和電子技術等多種技術的科學技術，能實現電力設備管理過程的全面控制，保證供配電系統正常運行。傳統供配電系統中，依靠手工操作進行系統管理，容易導致電力供應受各種人為因素的影響，無法充分發揮供配電系統的作用。現代供配電系統建設中，普遍采用電氣自動化技術，能借助計算機實現系統各設備的自動控制管理，為配電一體化操作的實現提供技術支撐。

2 供配電系統電氣自動化應用意義

2.1 提高系統操控準確性

供配電系統中，采用電氣自動化技術不僅需使用計算機技術，而且需配合應用PLC技術。PLC是將計算機技術與機電控制技術結合在一起的技術，能利用計算機進行工作程序的編寫，然后通過下達工作指令實現供配電系統各環節的控制。計算機技術的使用，能實現供配電系統數據化和信息化處理，能對系統數據進行準確記錄和分析。采用PLC技術，能實現系統數據采集、匯總及存儲，實現數據轉換和傳遞，并通過獨立模塊進行系統分塊控制[1]。采用順序控制模式，能進行準確控制與操作。供配電系統中，實現PLC控制需利用總線進行整個電力系統通信連接，使傳輸通道數據量在PID解調控制下始終保持穩定規范數值，促使系統操控的準確性得以提高。

2.2 實現系統智能化管理

供配電系統配電、發電及輸電的過程中，應用電氣自動化能依托智能電網技術進行系統智能化管理。運用該技術進行不同級別電網主調動傳輸，實現國家電網和各地區小電網連接，能使系統在小電網供電不足時交配使用大電網，提高了電網資源利用率。一旦出現斷電問題，將導致系統中斷。為保證供電可靠性，需使電網電力得到均衡分配。供配電系統管理中，需采用電氣自動化技術記錄電力運行數據，掌握地區電力使用情況，實現電力合理調度，為區域合理輸送電能，以免因盲目調度造成資源浪費，并且使電力輸送故障發生率得到有效降低。應用電氣自動化能借助計算機進行供配電系統數據記錄和反饋，完成與故障相對應的維修措施的制定，確保系統用電符合電力需求，使電網局部維持正常運行。

2.3 保證系統網絡安全性

電力系統日常安全防護中，需根據數據網絡信息進行電氣系統數據網絡技術體制的制定，需嚴格遵循安全制度要求，并根據網絡規模和服務對象進行安全等級的設定。電力調度數據網規模和服務對象固定的情況下，應用電氣自動化技術能在通道層面進行電力調度數據專網建設，使供配電系統網絡與生產系統網絡等其他網絡隔離，以提高網絡安全性。實際供配電系統運行中，將產生大量數據，可采用電氣自動化技術進行智能分類，使網絡數據處理速度加快，并使數據應用范圍擴大[2]。

3 供配電系統電氣自動化應用方法

3.1 系統自動化監測

應用電氣自動化可對供配電系統進行自動化監測。供配電系統中，通常包含幾十臺變壓器，對系統運行提出了較高要求。通過在系統中安裝電波互感器和電壓互感器等設備，能實現系統運行參數的自動化監測。實際工作中，需加強對系統電壓、電流、波形及頻率等參數的監測，完成常用數據的儲存和分析，以便及時發現系統存在的問題，確保系統故障能夠盡快排除。該技術能監測系統供電質量、電力故障及電力計量情況等，并根據預先設定閾值范圍進行報警。電氣自動化系統運行過程中，會將采集到的數據與限制值進行比較，超出范圍立即報警。聯合采用遠程計量技術，能進行供配電系統運行參數遠程監控，使系統管理工作量和工作強度降低，方便相關工作的開展。在系統電氣自動化程度不斷提高的情況下，系統可直觀監測線路故障。根據線路在供電工作狀態下的運行情況，系統能及時發現故障點，并將故障點情況傳遞給終端計算機。根據警報信息，系統維護人員可及時到達現場進行線路故障維護。實際進行供配電系統數據監測時，需采用工業控制計算機，通過系統中安裝的智能檢測設備進行各種數據的采集、處理及通信傳輸，確保了系統運行的有效監控管理。供配電系統自動化監測如圖1所示。

圖1 供配電系統自動化監測

3.2 系統自動化控制

供配電系統能否維持穩定運行直接關系到各種電力設備能否正常工作。應用電氣自動化進行系統自動化控制，能改良系統運行狀態，為系統正常供電提供保障。實際供配電系統運行中，會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等。系統具有一定特殊性和精密性，一旦受到外界影響將導致系統運行穩定性被破壞。過去只能進行就近設備的操作控制，且存在人員技術不熟練等問題，容易導致系統操作出現問題。應用電氣自動化技術可突破以往操作弊端，借助遠程操作設備進行供配電系統運行控制，能配合電力人員進行檢測結果的處理，實現系統準確操控，保證系統穩定運行。此外，可采用雙層以太網結構實現系統監控。針對電動隔離和斷路器等裝置，應用電氣自動化技術能實現遠程控制。利用自動化控制系統提供的操作權限等級管理功能，人員通過輸入正確的監控口令，可對供配電系統自動化裝置進行控制。系統需針對各項控制操作進行邏輯判斷，確定無誤后執行控制命令，以免出現操作錯誤。采用網絡集中監控方式，能方便管理人員理解系統控制原理，有效控制系統。

3.3 系統自動化保護

供配電系統需完成繼電保護裝置的配置，加強系統保護管理，避免因裝置誤動或拒動造成系統運行可靠性的降低。傳統繼電保護采用人工操作方式，容易出現錯誤，導致信息處理精準度降低，影響系統運行。應用電氣自動化技術，能實現繼電保護自動化管理，保證了系統運行安全性。實際采用電氣自動化技術，需完成繼電保護自動控制裝置的配備，以便及時發現系統故障。采取有針對性的措施，避免系統出現停電或數據傳輸問題。結合供配電系統繼電保護自動控制需求，可采用微機保護測控裝置，能進行系統開關設備、跳閘電流及累計分斷流等方面的診斷管理，提供方向性無功過載保護、發熱過載保護及相電流保護等。利用RS485接口，保護測控裝置能實現網絡通信，對系統電流、電壓及頻率等參數進行交換和處理，加強了系統繼電保護管理。由于系統采用分散式測控保護裝置，能按照功能和配出類型等進行各種繼電保護控制功能的劃分，在各開關柜中完成不同功能單元的安裝，所以能為供配電系統提供分散化保護功能，有效提高了系統運行安全可靠性。

4 結 論

應用電氣自動化技術能保證供配電系統安全、穩定運行，并實現供配電系統的智能化管理。實際應用電氣自動化技術時，需實現系統自動化監測、控制及保護等功能，需結合實際需求進行各種電氣自動化裝置的配備，以實現系統自動化操控。