供配電系統(tǒng)中電氣自動化應(yīng)用探討

劉力維

（攀枝花攀鋼集團設(shè)計研究院有限公司，四川 攀枝花 610000）

為適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展形勢，滿足社會用電需求，我國在電力系統(tǒng)改革方面投入了大量的資金和精力，在此背景下，供配電系統(tǒng)也相繼引入了一系列的自動化技術(shù)，特別是在智能電網(wǎng)呼聲日益高漲的情況下，只有將自動化技術(shù)合理地應(yīng)用于供配電電氣系統(tǒng)中，才能更好的促進電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展。

1 供配電系統(tǒng)中電氣自動化的必要性

供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要構(gòu)成，主要由高壓輸電系統(tǒng)、低壓輸電系統(tǒng)以及供電設(shè)備3 部分，是維持電力系統(tǒng)及其設(shè)備安全、平穩(wěn)運行的基礎(chǔ)與核心，其中電氣自動化的地位不可撼動，作用不言而喻。

這是因為新形勢下的用電需求決定了對供配電系統(tǒng)的全新的要求，而傳統(tǒng)的變壓器部署方案已經(jīng)難以滿足配電網(wǎng)運行的實際要求，所以變壓器等設(shè)備無論是在性能功能還是配置數(shù)量均有了明顯的提升，一旦其在工作期間突發(fā)故障，造成經(jīng)濟損失不說，還會嚴重困擾社會生產(chǎn)與人們生活，尤其是在用電高峰發(fā)生的停電或斷電事故，影響范圍更大、更深，而電氣自動化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，可實現(xiàn)電力資源配置的優(yōu)化，實時監(jiān)控供配電線路和設(shè)備運行，可以及時發(fā)現(xiàn)異常并消除故障，在最短時間內(nèi)快速恢復(fù)系統(tǒng)運行使其正常供電，盡可能地縮小故障波及范圍，降低由此產(chǎn)生的不良影響，總之對供配電系統(tǒng)乃至整個電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行有著重要的現(xiàn)實意義。

2 供配電系統(tǒng)中電氣自動化的應(yīng)用途徑

2.1 應(yīng)用功能

監(jiān)測功能，這是供配電系統(tǒng)電氣自動化最為突出的功能。由于供配電系統(tǒng)運行環(huán)境較為復(fù)雜，期間會受到多種因素的干擾，使得設(shè)備操作、管理和維護難度和風(fēng)險大大增加，而電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，可通過對運行參數(shù)、遠程計量、供配電故障報警、電能質(zhì)量等監(jiān)測，對整個供配電系統(tǒng)進行自動分析，進而采取針對性措施，如當(dāng)系統(tǒng)中的某個數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常超過設(shè)定閾值時可自動觸發(fā)報警系統(tǒng)，提醒工作人員第一時間發(fā)現(xiàn)問題進行處理，顯然故障處理效率得到了提升。

保護功能，供配電系統(tǒng)傳統(tǒng)意義上的電氣保護基本屬于人工操作，既容易出現(xiàn)操作不當(dāng)或者人為失誤，影響處理信息的效率和可靠性，還會大大增加安全風(fēng)險。故在供配電系統(tǒng)保護中融入電氣自動化技術(shù)，如典型代表繼電保護，不僅可以及時發(fā)現(xiàn)故障所在，還能迅速、自動、有選擇性地切除故障元件或設(shè)備，確保非故障部分繼續(xù)正常運行，而且對于運行狀態(tài)異常的情況，為保證選擇性，一般要求保護進行一定的延時，根據(jù)維護條件發(fā)出動作信號配合自動重合閘等，以此防止停電事故或者傳輸問題的出現(xiàn)，提高系統(tǒng)運行的可靠性與穩(wěn)定性，而這得益于繼電保護的結(jié)構(gòu)特點與工作原理（圖1）。

圖1 繼電保護結(jié)構(gòu)特點與工作原理

控制功能，電氣自動化控制功能在改善供配電系統(tǒng)運行質(zhì)量中的作用也是不容忽視的，這是因為供配電系統(tǒng)運行期間難免會受到溫度、濕度、氣壓等因素的干擾，使得系統(tǒng)的特殊性和精密性有所影響并進而影響系統(tǒng)運行水平，而借助電氣自動化技術(shù)不僅可以遠程操控，擺脫人工操作的限制，還可以使操作人員的人身安全得到有效保障，更重要的是，在工作效率提高的同時，基于自動化技術(shù)的遠程操作和檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。

2.2 應(yīng)用途徑

（1）實現(xiàn)資源安全的共享。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于供配電系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)中心，不僅可以實現(xiàn)安全管理，還可以基于數(shù)據(jù)和信息的共享合理調(diào)配資源。具體說，通過監(jiān)控、收集供配電系統(tǒng)中的電壓、電流、波形、溫度、濕度等相關(guān)參數(shù)及其變化，然后加以整合和深入分析，為消除隱患、資源調(diào)度等提供重要依據(jù)，而且對網(wǎng)絡(luò)建設(shè)水平的促進還有助于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的優(yōu)化，進而在保障數(shù)據(jù)安全的基礎(chǔ)上進行共享。再者對于電力調(diào)度來說，電氣自動化技術(shù)也能發(fā)揮重要作用，即以系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測、電能質(zhì)量監(jiān)測、遠程計量監(jiān)測為基礎(chǔ)，確定用電負荷實際情況，然后及時采取針對性措施調(diào)度資源，提高資源利用效率，配以人員素質(zhì)的提高和管理機制的完善，可減少操作失誤或者資源浪費。概括地說，便是供配電系統(tǒng)中的電氣自動化技術(shù)可在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享的同時能夠優(yōu)化整合數(shù)據(jù)，為安全、可靠、高效的供電提供保障。

（2）提高電網(wǎng)自動化水平。不可否認，與發(fā)達國家相比，我國電氣自動化技術(shù)并不十分理想，因此需要結(jié)合我國供配電系統(tǒng)的實際情況，合理選用優(yōu)良的先進技術(shù)，將其轉(zhuǎn)化為適合我國供配電系統(tǒng)的技術(shù)方案。換句話說，要想進一步凸顯電氣自動化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢，可充分發(fā)揮計算機和通信技術(shù)的作用，將電氣自動化技術(shù)貫穿于發(fā)電、配電以及輸電整個過程，通過智能化管理和操作，對不同區(qū)域不同級別的電網(wǎng)加以合理調(diào)動，并在小電網(wǎng)供電不足時利用自動切換功能對其運行質(zhì)量進行保障。與此同時，基于電網(wǎng)自動化還可以數(shù)字化處理數(shù)據(jù)信息，促進供配電系統(tǒng)更快、更穩(wěn)地發(fā)展。如在網(wǎng)絡(luò)信息與電氣信息控制一體化系統(tǒng)中，在電氣自動化技術(shù)的作用下能夠達到機電結(jié)合的效果，加上實時化的自動監(jiān)控和遠程操作，可在最短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并解決系統(tǒng)故障，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的自動化生產(chǎn)和管理。

（3）便于系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。實踐證明，電氣自動化技術(shù)可極大地促進供配電系統(tǒng)的完善，通過全面監(jiān)控包括供配電系統(tǒng)在內(nèi)的整個電力系統(tǒng)，可減少甚至規(guī)避因緊急停電帶給電網(wǎng)運行的不良影響，同時還可基于電氣自動化技術(shù)的統(tǒng)一管理實現(xiàn)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，即以計算機技術(shù)為支持采集和收錄整個區(qū)域的電力數(shù)據(jù)，結(jié)合電力使用情況予以全面調(diào)整和優(yōu)化，用于提升電氣自動化的運行效率和質(zhì)量，這樣一來，線路運輸數(shù)據(jù)也能得到及時反饋，并根據(jù)出現(xiàn)的問題進行快速解決，最終在促進電力系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)上，不斷地提高電氣自動化的智能化和人性化，更好地滿足生活與生產(chǎn)需求。

3 供配電系統(tǒng)中電氣自動化的發(fā)展趨勢

電氣自動化是供配電系統(tǒng)未來發(fā)展的核心，要加大研發(fā)力度，加快自動化進程，重點應(yīng)做好以下幾點：未來的供配電系統(tǒng)會對遠程操控具有越來越高的要求，所以若能實現(xiàn)更遠距離的自動控制，操作能夠更為方便快捷，適用范圍會不斷擴大；隨著供配電系統(tǒng)的快速發(fā)展，與之相關(guān)的電力數(shù)據(jù)會呈海量增長，因此，基于信息共享的數(shù)據(jù)處理庫和計算機智能處理能力是基本保障，也是實現(xiàn)供配電系統(tǒng)自動化控制和調(diào)配管理的重要基礎(chǔ)；安全設(shè)備是供配電系統(tǒng)電氣自動化程度提升的設(shè)備支持，因此，未來的安全設(shè)備應(yīng)首先滿足供配電系統(tǒng)監(jiān)測和控制的精確度要求，并在對故障做出反應(yīng)時迅速隔離或切斷故障區(qū)域，同時還能防止信息發(fā)生泄露等。

4 結(jié)語

綜上所述，電氣系統(tǒng)的運行水平與供配電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定息息相關(guān)，而不斷地提高電氣自動化程度是重要途徑和必然選擇，因此我們不僅要致力于電氣自動化技術(shù)的研究和創(chuàng)新，更要積極探索其在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用方式，同時不斷地擴大使用范圍，唯有如此，供配電系統(tǒng)運行才能實現(xiàn)安全、高效、穩(wěn)定的目標(biāo)。