變電站自動化技術的未來發(fā)展探討

周凱明

摘 要：在21世紀，國民生產生活均離不開電力資源的輔助，電力資源在國民生產、生活中發(fā)揮著不可替代的作用，必須大力加強電網(wǎng)建設工程。因此，促進變電站自動化技術的良好發(fā)展，提升變電站安全管理效率，必須恪守變電站自動化系統(tǒng)設計原則，引入各種先進的技術因素，不斷完善變電站自動化系統(tǒng)。

關鍵詞：變電站;自動化;發(fā)展

引言

目前，變電站綜合自動化技術已日臻成熟。首先，和傳統(tǒng)變電站管理系統(tǒng)相比，變電站自動化系統(tǒng)頗具先進陛與高效性，能夠借助本地計算機通信網(wǎng)絡實現(xiàn)多個信號的替換，并使用新的基于微機的新二次設備進行替換。其次，變電站與電纜的連接有效推進了變電站的自動化發(fā)展，實現(xiàn)了變電站無人值守管理與無人值守運行，大幅度縮小了變電站占地面積，降低了變電站設計與維護管理成本，有效提升了變電站運行管理的安全性與可靠性。再次，變電站自動化系統(tǒng)兼具功能集成化、運行監(jiān)管屏幕化、結構分布微機化以及運行管理信息化等特征，充分發(fā)揮該系統(tǒng)的作用不僅可以確保變電站管理工作的穩(wěn)定性與安全性，而且有助于提升變電站運行的技術水平和管理質量。

1 變電站自動化技術概述

1.1自動化技術實現(xiàn)的功能以及相應要求

變電站在電力資源分配利用過程中有著不可忽視的作用，根據(jù)所處理運行的電壓等級以及標準基礎設備，變電站基于數(shù)字化的自動化系統(tǒng)有不同的作用。首先，自動化系統(tǒng)是整個變電站的控制系統(tǒng)，主要是相關工作人員用來對整個變電站運營現(xiàn)狀的監(jiān)視和控制，對出現(xiàn)故障的系統(tǒng)信息進行記錄，對一些實時數(shù)據(jù)進行測量、記錄。其次，對電網(wǎng)系統(tǒng)的保護作用也是很重要的一方面，其中對線路保護的自動開合閘，對輸電母線的保護性措施，以及對最重要的變壓器的電壓保護。此外，在對系統(tǒng)正常進行的支持方面，主要表現(xiàn)在設備維修、設備處于非正常狀態(tài)的恢復性、故障自動恢復性。

1.2變電站自動化技術應用現(xiàn)狀

目前在我國變電站綜合性的自動化技術已經(jīng)由過去主要用于電力系統(tǒng)主干網(wǎng)、城市集中供電網(wǎng)絡以及農村地區(qū)的供電網(wǎng)絡，逐漸擴展到企業(yè)中的供電系統(tǒng)網(wǎng)絡中。對于運營的電壓等級由最初的35～110kV低壓變電站逐漸發(fā)展為現(xiàn)階段的220～500kV中高壓變電站，在低壓運營階層主要有10V甚至低至0.4kV的配電網(wǎng)絡，這些電壓等級可以涵蓋到所有的變電網(wǎng)絡，變電站的自動化技術涉及自動控制技術、遠程控制技術、繼電保護措施、信息測量檢測統(tǒng)計等方面，雖然在現(xiàn)階段對于變電站的自動化技術有了長足、快速的發(fā)展，但在某些方面還有所欠缺。

2 變電站自動化系統(tǒng)相關技術

（1）信息采集處理技術。實現(xiàn)信息自動化采集與處理是變電站自動化管理系統(tǒng)的核心基礎，構建完善的變電站自動化系統(tǒng)，必須充分引入信息采集處理技術，正確采集模擬數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)和變電站進線端與輸出端的功率，準確獲取脈沖量，做好電能統(tǒng)計與調整工作。（2）自我保護技術。自我保護技術是確保變電站自動化系統(tǒng)安全運行的支撐技術體系，構建變電站自動化系統(tǒng)，必須充分運用自我保護技術，做好電能調度變更與控制電壓的保護工作。變電站自動化系統(tǒng)自我保護技術通常被應用于自動開關與設備接收完系統(tǒng)信息之后，與此同時，自我保護技術能夠輔助變電站自動化系統(tǒng)準確定位故障發(fā)生位置與類型，并及時做好修復工作。（3）數(shù)據(jù)庫技術。變電站自動化系統(tǒng)中所運用的數(shù)據(jù)庫技術對數(shù)據(jù)存儲管理工作所發(fā)揮的作用至關重要，簡而言之，數(shù)據(jù)庫技術不僅能做好數(shù)據(jù)資源的歸檔與整理工作，而且能夠實現(xiàn)電流、電壓與溫度等相關數(shù)據(jù)信息的有效存儲。目前，變電站自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫所包含的數(shù)據(jù)主要包括三種類型，分別是基本數(shù)據(jù)、對象數(shù)據(jù)、歸檔數(shù)據(jù)，相對而言，更改前與更改后的電流、電壓及其運行狀態(tài)等相關數(shù)據(jù)均為基本數(shù)據(jù)，設備運行過程中所產生的各項數(shù)據(jù)結合成果則稱作對象數(shù)據(jù)，實現(xiàn)基本數(shù)據(jù)與對象數(shù)據(jù)的統(tǒng)一整理所整合的數(shù)據(jù)屬于歸檔數(shù)據(jù)。

3 自動化變電技術發(fā)展趨勢

3.1智能化的一次設備

變電站的自動化進程中，主要由智能化的一次設備包括電子式互感器、智能斷路器、集成型電子開關設備以及智能電子裝置，與網(wǎng)絡化的二次設備以IEC61850標準為通信規(guī)范，對自動化的變電站信息進行共享化處理。電子式互感器在變電站自動化進程中，可使得集成化處理和控制保護措施的數(shù)字化得以實現(xiàn)。由于變電站的繼電保護和數(shù)據(jù)測量控制中電子式互感器有寬闊的頻率范圍，可以實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的集成共享。在電力網(wǎng)絡出現(xiàn)問題時，通常會有瞬時的波形變化，電子式互感器對信號的變化比較敏感，有足夠的響應速度。對于電力系統(tǒng)而言抵抗外界干擾的特性是很重要的，電子式互感器的絕緣特性使得原先只能集中安置的高壓線路保護裝置及變壓器的保護裝置，現(xiàn)在可以分散性安裝在合適的地點。利用光纖技術以及局域網(wǎng)絡技術使得各種PRO SCADA接口集成聯(lián)系起來，組成一個優(yōu)化的分散式數(shù)字化系統(tǒng)。

3.2網(wǎng)絡化的二次設備

在數(shù)字化的變電站內，不僅僅擁有傳統(tǒng)意義上的數(shù)字化設備，而且還具備網(wǎng)絡化的二次設備。主要特點表現(xiàn)在對控制中心總站采取光纖網(wǎng)絡通信，區(qū)別于傳統(tǒng)的變電站采用的電纜傳輸。自動化變電站內網(wǎng)絡化的二次系統(tǒng)還采用以太網(wǎng)為信息結構網(wǎng)絡，用來進行站內繼電保護裝置、數(shù)據(jù)測量設備以及故障檢測記錄設備之間的信息傳遞和處理。在變電站的數(shù)字化進程中，統(tǒng)一的通信標準是基礎中的基礎。如果沒有標準的網(wǎng)絡通信中的協(xié)議，就會為變電站內設別間的互操作性和設別間的信息交換帶來很大的困難。在數(shù)字化的進程中，變電站內部設備件普遍采用IEC61850通信規(guī)約，由于這一規(guī)約的系統(tǒng)性和標準性，為變電站內智能設備間實現(xiàn)互操作性提供了基礎，在站內擔任監(jiān)控和保護的設備與站級控制層都應用統(tǒng)一通信規(guī)約，使得各廠家生產的二次設備間能夠進行無縫信息交換，實現(xiàn)互操作性。

結束語

隨著電力應用技術的發(fā)展，變電站數(shù)字化進程成為一種必然的趨勢。在這一進程中對于變電站內的一次設備而言，隨著系統(tǒng)的發(fā)展逐漸走向智能化，電子式互感器的出現(xiàn)，成為變電站一次設備的革命性突破，獲得更多的自主控制權。對于二次設備的技術改進，主要體現(xiàn)在實現(xiàn)二次設備的網(wǎng)絡化，采取IEC61850的國際統(tǒng)一的通信規(guī)約，為數(shù)字化變電站內設備間實現(xiàn)信息的交互性提供保證。

參考文獻

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