變電站電氣自動(dòng)化研究分析

王美懿

【摘 ?要】隨著電網(wǎng)運(yùn)行水平的提高，各級(jí)調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況，提高變電站的可控性，進(jìn)而要求更多地采用遠(yuǎn)方集中控制操作、反事故措施等，即采用無人值班的管理模式，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少人為誤操作的可能，提高運(yùn)行的可靠性。另一方面，當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用，已改變了傳統(tǒng)二次設(shè)備的模式，在簡化系統(tǒng)、信息共享、降低造價(jià)等方面已改變了變電站運(yùn)行的面貌。

【關(guān)鍵詞】變電站;電氣自動(dòng)化分析研究

變電站系統(tǒng)的自動(dòng)化是電力系統(tǒng)的發(fā)展的必然要求，也是高新技術(shù)在電力系統(tǒng)中引入的必然結(jié)果，操作人員應(yīng)該認(rèn)真分析和研究變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和特點(diǎn)，按照有關(guān)要求對各種運(yùn)行故障進(jìn)行排查和處理，保障變電運(yùn)行的安全。

一、電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要作用

電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)工作中的各個(gè)環(huán)節(jié)中滲透，使變電站逐步擺脫了電力運(yùn)行中人為操作的局面，給變電站的整體運(yùn)行面貌帶來了質(zhì)的改變。具體來講，電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站運(yùn)行中的應(yīng)用主要涉及到以下幾個(gè)方面：

1 電氣自動(dòng)化幫助科研人員開展實(shí)時(shí)仿真工作。使用電氣化驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以在更大程度上實(shí)現(xiàn)暫時(shí)狀態(tài)和穩(wěn)定狀態(tài)的同步存在，這使得同步實(shí)驗(yàn)成為了可能。為系統(tǒng)運(yùn)行提供了大量的精確數(shù)據(jù)，增加了實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度。在這種仿真的環(huán)境中，工作人員可以進(jìn)行更多的電力裝置測試，有助于幫助科研人員建立起一個(gè)混合型的實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)室。

2 實(shí)現(xiàn)了電力服務(wù)的智能化。當(dāng)今時(shí)代，幾乎每個(gè)行業(yè)都離不開電力的使用，失去電力系統(tǒng)的支持，許多行業(yè)將陷入癱瘓的境地。電力的廣泛使用對電力系統(tǒng)的安全性和自動(dòng)化程度都提出了極高的要求。電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)是電力系統(tǒng)智能化的重要組成部分，能夠幫助工作人員更精確地進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)計(jì)工作，并能代替人力做到更精確的系統(tǒng)運(yùn)行故障分析。這種智能化的控制方式，使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加高效準(zhǔn)確。這種高度安全的自動(dòng)化運(yùn)行體系，使電力系統(tǒng)的服務(wù)能力邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。

二、電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主要模式在變電站中的應(yīng)用

1對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中相對分散模式的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中相對分散模式是從90年代后出現(xiàn)的，并逐步在全國范圍得到推廣和廣泛的應(yīng)用。它的應(yīng)用原來是將變壓站以幾個(gè)相對獨(dú)立小區(qū)的形式呈現(xiàn)，通過對小區(qū)內(nèi)部設(shè)備小室的建設(shè)，形成安裝小室地點(diǎn)并對各項(xiàng)用于監(jiān)控、安全保障的設(shè)備進(jìn)行安裝。對特殊控制設(shè)備，比如對波錄、通信控制器、直流的安裝仍然采用集中安裝方式，以便實(shí)現(xiàn)其總控制功能。最后通過對工業(yè)總線網(wǎng)路的使用，實(shí)現(xiàn)總控制室與各個(gè)安裝小室的互聯(lián)。

2對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)集中模式的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中集中模式是：設(shè)置特殊的操作控制室，同時(shí)相應(yīng)的對自動(dòng)化模塊通信模塊、保護(hù)模塊、監(jiān)控模塊進(jìn)行安裝。雖然這些自動(dòng)化模塊在一個(gè)控制室中集中放置，但是各個(gè)模塊之間根本不存在任何的聯(lián)系。這種電氣自動(dòng)系統(tǒng)集中放置方式，在電路外圍的接口的有效擴(kuò)展中發(fā)揮著重大的作用。但是在實(shí)際的放置過程中需要對不同檔次的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行使用，以完成變電站模擬量信息、數(shù)字量信息、開關(guān)量信息的集中采集、計(jì)算和處理。

3 對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)分層分散模式的應(yīng)用

作為一種全監(jiān)控的應(yīng)用模式，分層分散模式的應(yīng)用原理是對中低壓變電站自動(dòng)化模式的參照和利用。該過程中采用集中組屏的設(shè)備是高壓線路、主變、母線設(shè)備中的通信、保護(hù)監(jiān)控、中央信號(hào)。在設(shè)備小室中依照設(shè)備間隔進(jìn)行監(jiān)控、電容器、出線設(shè)備的安裝，或者直接將上述設(shè)備在一次設(shè)備上進(jìn)行安裝，各個(gè)設(shè)備模塊之間的互聯(lián)應(yīng)用的是通信規(guī)約和標(biāo)準(zhǔn)局域總線。同時(shí)這些模塊的安裝采用集中組屏的方式也較適宜。分散式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用對變電站二次設(shè)備之間互聯(lián)線的簡化、連接電纜的大量節(jié)省、設(shè)備投入的降低發(fā)揮著重要的作用。其自身存在著較強(qiáng)的抗干擾力、安全可靠性高、維修保養(yǎng)操作簡便、各器件之間組態(tài)靈活等特點(diǎn)。

三、變電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)功能的有效運(yùn)用

1 計(jì)算機(jī)保護(hù)功能的有效運(yùn)用

對計(jì)算機(jī)保護(hù)功能的應(yīng)用是為了保護(hù)變電站運(yùn)行過程中使用到的所有的電氣設(shè)備，包括對安全自動(dòng)裝置母線、變壓器、線路等的保護(hù)。在變電站運(yùn)行過程中，記錄相應(yīng)的故障并儲(chǔ)存多套定值、顯示自身修改定值。在變電站運(yùn)行過程中，接受總監(jiān)控系統(tǒng)命令，并對該過程中的工作步驟和對應(yīng)的故障信息進(jìn)行發(fā)送，診斷和處理變電站運(yùn)行過程中設(shè)備出現(xiàn)的故障。對以往的定值進(jìn)行有效的修改同時(shí)校對時(shí)間。

2 采集和處理運(yùn)行數(shù)據(jù)

變電站對自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在對電氣自動(dòng)化具有的基本功能的應(yīng)用，即對變電站運(yùn)行過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和處理，其中變電站的脈沖數(shù)據(jù)、變電站的狀態(tài)數(shù)據(jù)和變電站的模擬數(shù)據(jù)是其主要處理數(shù)據(jù)。對狀態(tài)數(shù)據(jù)的處理包括對事故跳閘總信號(hào)的處理、斷路器表現(xiàn)狀態(tài)的處理、預(yù)告信號(hào)的處理、隔離開關(guān)表現(xiàn)狀態(tài)的處理和一次設(shè)備告警信號(hào)的處理等。對模擬數(shù)據(jù)的采集和處理主要包括對無功功率值、各段母線電壓、電流、饋線電流等模擬數(shù)據(jù)的采集及處理。

3 能夠及時(shí)準(zhǔn)確的記錄設(shè)備故障、事件播錄測距

變電站對電氣自動(dòng)化記錄功能的運(yùn)用，是為了對設(shè)備故障和事件播錄測距的準(zhǔn)確記錄。事件記錄內(nèi)容為：記錄運(yùn)行設(shè)備的開關(guān)跳合、保護(hù)動(dòng)作序列。對各種配置的選用是為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中的通信功能，并通過對監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)分析、儲(chǔ)存事件、故障功能。

4 電氣自動(dòng)化的操作和控制

通過對后臺(tái)屏幕的應(yīng)用，變電站的操作人員可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的操作控制變電站中的各項(xiàng)變電器設(shè)備。但是在實(shí)際的操作過程中，為了使因系統(tǒng)故障而無法進(jìn)行設(shè)備操作的現(xiàn)象得到有效的避免，設(shè)計(jì)和建設(shè)變電站系統(tǒng)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意對人工直接跳合閘的預(yù)先保留，這樣一來即使系統(tǒng)出現(xiàn)了故障事故，變電站仍然能夠正常的運(yùn)行。

5 對自動(dòng)化系統(tǒng)中自行診斷功能的應(yīng)用

應(yīng)用系統(tǒng)中各個(gè)插件的自行診斷功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)方調(diào)度中心和系統(tǒng)后臺(tái)的輸送。系統(tǒng)裝置的本身可以及時(shí)的進(jìn)行自檢，使維護(hù)和維修工作能夠更加方便快捷的進(jìn)行。實(shí)時(shí)檢查各項(xiàng)運(yùn)行設(shè)備，有效的找出運(yùn)行裝置的自身缺陷和存在的故障，并對故障的出現(xiàn)位置進(jìn)行有效的提示。

新的電氣自動(dòng)化技術(shù)對現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高程度的應(yīng)用，使得電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用體現(xiàn)出一種普及化的狀態(tài)，具有代表性的是IED電力自動(dòng)化技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)廠家對管理信息的共享和操作，是一種性能優(yōu)良的電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，為了規(guī)范這一系統(tǒng)的應(yīng)用，國際上對這種自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用出臺(tái)了一些特定的使用標(biāo)準(zhǔn)。

四、結(jié)語

本文通過闡明了對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中相對分散模式的應(yīng)用、對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中集中模式的應(yīng)用、對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中分層分散模式的應(yīng)用、計(jì)算機(jī)保護(hù)功能的有效運(yùn)用、采集和處理運(yùn)行數(shù)據(jù)、能夠及時(shí)準(zhǔn)確的記錄設(shè)備故障、事件播錄測距、電氣自動(dòng)化的操作和控制、對自動(dòng)化系統(tǒng)中自行診斷功能的應(yīng)用、數(shù)據(jù)記錄、電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中診斷功能的應(yīng)用。提出了電氣自動(dòng)化在我國變電站改造中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是對具有較高、較先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，對電網(wǎng)的高效、順利運(yùn)行、電力系統(tǒng)工作效率的提高都起到了重要的作用。

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（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司）