文/王東亮

電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用

文/王東亮

在電力系統(tǒng)中，變電站具有變換電壓、分配電能、控制電力流向等功能，其通過變壓器與電網(wǎng)相連。如果變電站的運(yùn)行出現(xiàn)異常，將會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致大面積停電。為避免此類問題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)采取有效的方法提高變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行可靠性，電氣自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)使這一問題的解決成為可能。借此，本文就電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用展開論述。

電氣自動(dòng)化技術(shù) 變電站 應(yīng)用

1 電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用意義

變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，其運(yùn)行穩(wěn)定與否直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行。在變電站中，存在著大量的電氣設(shè)備，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些設(shè)備的自動(dòng)控制，有利于確保變電站安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用意義體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1.1 有利于供電質(zhì)量的提升

變電站應(yīng)用電氣自動(dòng)化系統(tǒng)后，該系統(tǒng)自帶的無功和電壓控制功能，可以大幅度提升電壓的合格率，由此不但能夠使變電站運(yùn)行過程中的能耗大幅度降低，而且還能為站內(nèi)電氣設(shè)備的運(yùn)行安全提供保障，在此基礎(chǔ)上，變電站的供電質(zhì)量將會(huì)獲得顯著提升。

1.2 有助于設(shè)備運(yùn)行可靠性的提高

變電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是由多個(gè)子系統(tǒng)組合而成，這些子系統(tǒng)一般都具備自診斷功能，借助微機(jī)保護(hù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)被保護(hù)對(duì)象的故障問題，并將之從線路中切除出去，由此使得相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行可靠性得到了保證。實(shí)踐表明，應(yīng)用電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的變電站，其一次和二次設(shè)備的可靠性較之以往有了極大程度地提高，由此使變電站的運(yùn)行更加穩(wěn)定。

1.3 可降低變電站的前期投資

變電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)采用了先進(jìn)的微計(jì)算機(jī)和通信等技術(shù)，由此使得數(shù)據(jù)信息的互傳與共享成為可能，加之硬件電路為集成電路，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，這樣一來變電站的占地面積顯著縮小。同時(shí)微處理芯片和集成電路價(jià)格的降低，使整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)大幅度降低，但其性能卻更加完善，功能也更為強(qiáng)大，它的應(yīng)用，可以使變電站的前期投資大幅度減少，有助于經(jīng)濟(jì)效益的提升。

2 變電站中電氣自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

在變電站中，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

2.1 在等電位連接中的應(yīng)用

變電站內(nèi)電氣設(shè)備的運(yùn)行需要有足夠的電源作為支撐，為避免不同電源間過大的電位差引起電氣事故，可采用等電位連接的方法。當(dāng)變電站應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)后，需要對(duì)等電位連接裝置進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，具體包括以下內(nèi)容：

（1）在變電站中，電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)都相對(duì)比較復(fù)雜，如果等電位連接的路徑選擇不當(dāng)，極有可能導(dǎo)致系統(tǒng)失靈，所以在應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，應(yīng)將等電位連接的控制路徑限定在最短的范圍之內(nèi)，這樣可以給相關(guān)的導(dǎo)電器件提供良好的運(yùn)行條件，從而使設(shè)備的性能獲得提升。

（2）等電位控制網(wǎng)絡(luò)涵蓋的內(nèi)容較多，如電氣系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的分配等，對(duì)連接網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，可以使接地裝置的性能獲得有效發(fā)揮，由此可確保等電位連接的有效性，對(duì)變電站電氣自動(dòng)化水平的提高具有一定的促進(jìn)作用。

2.2 在數(shù)據(jù)采集與處理中的應(yīng)用

變電站在運(yùn)行的過程中，各種系統(tǒng)及設(shè)備會(huì)產(chǎn)生出大量的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)的采集與處理是確保變電站安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可對(duì)變電站運(yùn)行期間的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，如設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、脈沖數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)等等。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)采集后，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行分析處理，并將處理結(jié)果傳輸給控制系統(tǒng)，再由控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，如母線電壓、饋線電流、斷路器分合閘等等，確保了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前，國內(nèi)各大變電站基本都采用了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其主要的監(jiān)控范圍如下：對(duì)變電站內(nèi)的通信設(shè)備及信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控、對(duì)UPS及直流系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、對(duì)無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)等等。變電站引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的目的是為了實(shí)現(xiàn)無人或少人值班的目標(biāo)，該系統(tǒng)的功能一般都是根據(jù)分層的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)的，具體包括集控中心、控制層、間隔層及功能層，后三層的監(jiān)控范圍可以按照實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。為使該系統(tǒng)的作用得以充分發(fā)揮，應(yīng)確保其外圍設(shè)備的設(shè)置盡可能簡化，考慮到后續(xù)系統(tǒng)的升級(jí)，在設(shè)計(jì)主線圖及站控層時(shí)，應(yīng)選擇先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

2.4 在故障記錄中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)除了能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理之外，還可以對(duì)設(shè)備的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，當(dāng)變電站內(nèi)的某個(gè)電氣設(shè)備發(fā)生故障后，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)自行將故障發(fā)生時(shí)的開關(guān)閉合閘的狀態(tài)及保護(hù)的動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行記錄。設(shè)備維修人員通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，能夠針對(duì)檢修和維護(hù)中的不足做出改進(jìn)，可以減少故障的發(fā)生幾率。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢

為使電氣自動(dòng)化技術(shù)的作用在變電站中能夠得以最大限度地發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)不斷加大對(duì)該技術(shù)的研究力度，借此來推動(dòng)其發(fā)展。首先，應(yīng)與IT技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，借助傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能技術(shù)，減少故障問題的發(fā)生，確保電氣設(shè)備的安全性和可靠性，提高變電站的運(yùn)行效率。其次，應(yīng)構(gòu)建通用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化運(yùn)行期間的資源優(yōu)化配置效率，為變電站的安全運(yùn)行提供保障。再次，應(yīng)建立DMS系統(tǒng)，借此來對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行控制和管理，為重要數(shù)據(jù)信息的安全性和完整性提供保障。DMS系統(tǒng)能夠提高電氣自動(dòng)化的管理水平，符合變電站電氣自動(dòng)化控制的發(fā)展需要，不但可使電力的供應(yīng)得到保證，而且還能使管理者對(duì)變電站的運(yùn)行狀態(tài)全面了解。

4 結(jié)論

綜上所述，電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用，除了可以使電氣設(shè)備的運(yùn)行可靠性及供電質(zhì)量得以提高之外，還能減少變電站前期的建設(shè)投資，有利于經(jīng)濟(jì)效益的提升。為使電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中能夠發(fā)揮出最大的作用，應(yīng)當(dāng)不斷加大對(duì)該技術(shù)的研究力度，除對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)結(jié)合變電站的需要，開發(fā)出一些新的技術(shù)，從而使其可以更好地滿足變電站的運(yùn)行要求。

[1]徐洪偉.淺談110kV綜合自動(dòng)化變電站的電氣二次設(shè)計(jì)[J].科技展望,2016(01):42-43.

[2]劉國徽,毛焱.數(shù)字化技術(shù)在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2014(09):78-79.

[3]李鴻鵬.數(shù)字化變電站技術(shù)在天寧變電站的應(yīng)用[D].華北電力大學(xué),2015.

[4]武同寶.110kV智能變電站電氣一次系統(tǒng)及繼電保護(hù)運(yùn)維研究[D].山東大學(xué),2016.

作者單位內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司錫林郭勒電業(yè)局 內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒市 026000