變電站電氣自動(dòng)化與電力安全運(yùn)行研究

李 海 王 慧 李 瑛 肖星輝

（1.中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院中山 528404；2.廣東省金融學(xué)院基礎(chǔ)后勤管理處 廣州 510521； 3.國網(wǎng)江西省電力有限公司宜春供電分公司宜春 336000；4.國網(wǎng)江西省電力有限公司上高縣供電分公司宜春 336400）

1 變電站電氣自動(dòng)化與電力安全運(yùn)行相關(guān)基礎(chǔ)內(nèi)容概述

變電站主要指電力系統(tǒng)中變換電流和電壓、接收和分配電能以及控制電力和流向的電力基礎(chǔ)設(shè)施，簡言之即改變電壓的場所，具體可分為一類、二類、三類和四類變電站。變電站可以通過變壓器將各級(jí)電網(wǎng)有機(jī)聯(lián)系起來。電氣自動(dòng)化主要涉及電機(jī)及變頻拖動(dòng)技術(shù)、電子技術(shù)、模電和數(shù)電、電力監(jiān)控、過程控制及電氣自動(dòng)控制技術(shù)等方面。電力安全運(yùn)行主要指在明確電力安全管理、職責(zé)和健全安全的監(jiān)督體系基礎(chǔ)上，確保電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。它的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 調(diào)度機(jī)房/變電站無人值守嵌入式管理系統(tǒng)監(jiān)控結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

2 變電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成

為了更好地研究變電站的電氣自動(dòng)化和電力安全運(yùn)行，需要了解變電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的核心構(gòu)成和相關(guān)原理。

2.1 系統(tǒng)框架

變電站電氣自動(dòng)化一般采用分層式構(gòu)造結(jié)構(gòu)，分為如下3層。第一，網(wǎng)絡(luò)層，主要負(fù)責(zé)高效數(shù)據(jù)傳輸。第二，間斷層，主要負(fù)責(zé)變電站各電氣設(shè)備的指令下發(fā)、故障報(bào)警與分析、實(shí)時(shí)監(jiān)控以及電氣設(shè)備保護(hù)等。第三，站控層，通過物聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)控制。

2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)以上系統(tǒng)框架，采取冗余方式合理配置相應(yīng)的電氣設(shè)備，主要包含服務(wù)器、交換機(jī)、線纜、電量采集和保護(hù)設(shè)備等。為了確保電力安全運(yùn)行，還需要隔離開關(guān)量信號(hào)。

3 變電站電氣自動(dòng)化應(yīng)把握的原則

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的日益成熟，它在變電站和電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐逐漸普及，成為變電站現(xiàn)代化發(fā)展的重要力量。電氣自動(dòng)化技術(shù)在應(yīng)用實(shí)踐中需要把握以下原則：在引入電氣自動(dòng)化新技術(shù)時(shí)，必須堅(jiān)持合理性原則，選擇符合電氣工程實(shí)際需求的技術(shù)方案，確保其能安全、穩(wěn)定地融入已有設(shè)備的環(huán)境中，從而發(fā)揮相應(yīng)的功能；變電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用必須堅(jiān)持科學(xué)性原則，根據(jù)電力系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展趨勢完成變電站電氣自動(dòng)化，以滿足電力裝備的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

4 變電站電氣自動(dòng)化與電力安全運(yùn)行的重要意義

傳統(tǒng)的變電站自動(dòng)化程度較低，使得變電站運(yùn)行質(zhì)效水平較低，是現(xiàn)代電力系統(tǒng)亟待解決的關(guān)鍵性問題。因此，近年來傳統(tǒng)變電站電氣自動(dòng)化改造如火如荼，各種先進(jìn)變電設(shè)備、測控裝置、光纖和變電站新技術(shù)大量應(yīng)用，使得變電站運(yùn)行更穩(wěn)定、安全，維護(hù)也更高效、便捷，提升了電能質(zhì)量。同時(shí)，隨著電氣自動(dòng)化新技術(shù)的應(yīng)用，原來占地面積大的老式變電站被新型變電站取代，極大地降低了電網(wǎng)建設(shè)用地投資成本，提升了經(jīng)濟(jì)效益[1]。

5 變電站電氣自動(dòng)化與電力安全運(yùn)行具體措施研究

5.1 變電站電氣自動(dòng)化具體措施

第一，加大變電站設(shè)備投入，引入新技術(shù)和新設(shè)備，優(yōu)化電氣自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)故障的自動(dòng)判斷和快速定位，并進(jìn)行有效隔離，從而最大限度減少對(duì)其他線路的影響，提升電氣自動(dòng)化管理效能。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)通信、信息處理和電子信息新技術(shù)的理論知識(shí)研究，以及其對(duì)實(shí)踐應(yīng)用的有機(jī)融合，優(yōu)化和完善設(shè)計(jì)，重新組合變電站二次設(shè)備功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站所有設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測和精準(zhǔn)控制。實(shí)踐證明，變電站電氣自動(dòng)化的有效應(yīng)用，能較好地取代傳統(tǒng)的二次設(shè)備，使其二次接線更加便捷，提升了管理效率，降低了成本。

第二，變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測是實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)，通過對(duì)變電站設(shè)備電氣自動(dòng)化的改造升級(jí)，使其具備關(guān)鍵數(shù)據(jù)自動(dòng)采集上報(bào)和狀態(tài)控制的功能[2]。通過對(duì)數(shù)據(jù)的智能分析，能夠制定正確的變電站設(shè)備控制策略，對(duì)電力安全運(yùn)行起到了極為關(guān)鍵的作用。通常，對(duì)變電站設(shè)備的電壓、電流和負(fù)載變化等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控，利用分析模型就能準(zhǔn)確識(shí)別出故障特征，從而判斷故障類型和嚴(yán)重等級(jí)，進(jìn)而有針對(duì)性地排查和維修故障，確保電力安全運(yùn)行。

5.2 電力安全運(yùn)行具體措施

5.2.1 強(qiáng)化互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的應(yīng)用

隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，電力監(jiān)測數(shù)據(jù)采集和傳輸具有了更高的數(shù)據(jù)傳輸率和更穩(wěn)定的傳輸質(zhì)量，顯著的提升了變電站電氣自動(dòng)化的效率。在變電站升級(jí)改造中，應(yīng)充分結(jié)合信息化技術(shù)，提升電氣自動(dòng)化和智能化，從而為變電站的安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

5.2.2 建立和健全電力安全管理體系

首先，大力提升電力安全運(yùn)行管理意識(shí)，制定和完善相關(guān)安全管理體系、各項(xiàng)操作規(guī)程和實(shí)施細(xì)則，制定完整的安全培訓(xùn)方案，以提升電力運(yùn)維人員的整體綜合素質(zhì)和安全意識(shí)。其次，鼓勵(lì)相關(guān)電力工程技術(shù)和維護(hù)人員不斷學(xué)習(xí)和提升專業(yè)素養(yǎng)和技能，通過考核后持證上崗。加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)和運(yùn)維人員培訓(xùn)，確保其能準(zhǔn)確掌握各種設(shè)備性能和關(guān)鍵參數(shù)，從而對(duì)故障快速響應(yīng)，確保電力安全運(yùn)行[4]。再次，應(yīng)加強(qiáng)日常工作器具的維修保養(yǎng)和更換，確保器具的安全和正常使用，避免因工具損壞而出現(xiàn)安全意外。最后，應(yīng)實(shí)行電力安全監(jiān)管責(zé)任制，哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，由其負(fù)責(zé)人承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任，從而加強(qiáng)工作人員的責(zé)任心，增加工作績效，確保電力安全運(yùn)行[5]。

6 結(jié)語

綜上所述，進(jìn)一步加強(qiáng)變電站電氣自動(dòng)化與電力安全運(yùn)行研究是行業(yè)發(fā)展的大勢所趨，在確保電力安全運(yùn)行、提升經(jīng)濟(jì)效益和推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用。