變電自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)與技術(shù)特征

引言：文章首先針對變電自動化系統(tǒng)的相關(guān)特征做出了分析，而后結(jié)合其功能主要內(nèi)容和特征，對于穩(wěn)定性方面的問題展開的淺述，對于深入了解變電自動化系統(tǒng)的工作狀態(tài)和相關(guān)技術(shù)特征有著一定的積極意義。

當(dāng)前我國電力系統(tǒng)日漸成熟，在整個電力體系內(nèi)部，多種技術(shù)與大量數(shù)據(jù)并存，并且隨著國家電網(wǎng)的不斷擴(kuò)張，也必然會需要面對更多更為復(fù)雜和多樣化的電力消費(fèi)需求環(huán)境。這種狀況決定了電力系統(tǒng)中必然需要面對大量的變量，而數(shù)量龐大的變量，必然也會影響到變電自動化的工作狀態(tài)。進(jìn)一步考慮到變電體系在我國輸電環(huán)境中的重要價值以及關(guān)鍵性的地位，這種影響就更加不容忽視。

一、變電自動化系統(tǒng)的相關(guān)特征

想要切實展開對于變電自動化系統(tǒng)的深入了解，首先一點，需要對其結(jié)構(gòu)有所認(rèn)識。就現(xiàn)階段變電自動化系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r看，存在有如下三個主要類型的結(jié)構(gòu)形式。

首先是集中式結(jié)構(gòu)。這是變電自動化系統(tǒng)早期發(fā)展的重要形式，至今仍然在一定范圍內(nèi)沿用。所謂集中模式，指的是保護(hù)、監(jiān)控、通信等自動化功能模塊均在控制室集中布置。在這樣的控制環(huán)境下，需要對于變電的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息展開集中的采集，并且進(jìn)一步在核心控制室環(huán)境下展開計算與處理，并且進(jìn)一步完成微機(jī)控制、微機(jī)保護(hù)和一些自動控制等功能。由于采用了集中的工作方式，因此通信和控制室就成為了這種系統(tǒng)的工作重心，相當(dāng)而言，此種結(jié)構(gòu)之下的變電自動化系統(tǒng)占地面積有限且造價偏低，但是其對于數(shù)據(jù)的處理能力也相對受到一定的約束。在目前的變電環(huán)境下，此種工作方式多用于35kV以及以下的變電站，可靠性較高但是靈活度較差。

其次則是與集中式結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的分散式結(jié)構(gòu)。分散式變電自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，通常將設(shè)備劃分成多個單元，并且設(shè)置控制、保護(hù)和數(shù)據(jù)收集單元安裝在高壓戶外斷路器的附近，或者將設(shè)備安裝在用戶的戶內(nèi)開關(guān)附近。此種結(jié)構(gòu)工作方式設(shè)計的主要依據(jù)是一次回路，可以說一次回路單方面決定了分散的結(jié)構(gòu)狀況。此種結(jié)構(gòu)相對而言從物理層面看比較獨(dú)立，并且以一次系統(tǒng)作為設(shè)計依據(jù)的工作方式，本身也能夠相對一次系統(tǒng)表現(xiàn)出良好的彈性，便于維護(hù)和擴(kuò)展。并且在局部發(fā)生故障的情況下，故障的影響面通常相對有限，可靠性因此得到提升，但是相對而言，各個分散的分立系統(tǒng)都需要具有一定的信息處理能力，因此成本相對于集中式結(jié)構(gòu)而言有所增加。

然而目前最為常見的則是集中分散相互結(jié)合的第三種結(jié)構(gòu)。分散式結(jié)構(gòu)并不是集中式結(jié)構(gòu)的替代，而是當(dāng)前分布式數(shù)據(jù)處理能力日趨成熟的必然產(chǎn)物。考慮到這種情況，將二者的優(yōu)略勢以及應(yīng)用環(huán)境分別加以分析，并且以環(huán)境的需求作為權(quán)變選擇的依據(jù)，而展開對于變電自動化系統(tǒng)的綜合建設(shè)，是當(dāng)前的主要特征。對于此種情況，從技術(shù)角度看，則是更具標(biāo)準(zhǔn)化和開放的統(tǒng)一性平臺的建立，成為了推動集中式和分散式兩種變電自動化系統(tǒng)加以融合的必要基礎(chǔ)。

二、變電自動化系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性

進(jìn)一步對變電自動化系統(tǒng)的功能展開深入的了解，必須明確，功能的深入探究，是在實際工作環(huán)境中實現(xiàn)結(jié)構(gòu)方式有效選擇的必然基礎(chǔ)。

首先，一個良好和完整的電自動化系統(tǒng)需要能夠?qū)崿F(xiàn)必要的安全保護(hù)，重點是對站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動裝置，在發(fā)生故障的時候能夠?qū)收蠣顩r等相關(guān)信息進(jìn)行記錄，存儲多套定值并且依據(jù)實際情況進(jìn)行修正，以及與監(jiān)控系統(tǒng)保持通信等。

其次，還必須要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集以及必要的處理。考慮到當(dāng)前廣為采用的分散式變電自動化系統(tǒng)，對于數(shù)據(jù)的處理職能通常在本地完成。對于相應(yīng)的數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確采集，包括狀態(tài)數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)等，此類型號可以通過光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過通信方式獲得。與此同時，完整的變電自動化系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)在面對次類似數(shù)據(jù)實現(xiàn)有效采集的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對其展開加工，并且判斷是否存在非法狀態(tài)觸發(fā)告警。以及對于告警狀態(tài)和故障數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，幫助形成關(guān)于變電系統(tǒng)的完備檔案資料。

最后，控制功能也是變電自動化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備的重要職能。對于這一方面，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)首先能夠提供良好的人機(jī)交互界面，支持工作人員與變電自動化系統(tǒng)之間的有效和順暢溝通，并且深入處理數(shù)據(jù)，形成對于工作人員更為寬泛的決策支持依據(jù)。

在對變電自動化系統(tǒng)的功能有所認(rèn)識的基礎(chǔ)之上，還有一個方面的重要問題不能忽視，即變電自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通常認(rèn)為，對于變電自動化系統(tǒng)而言，穩(wěn)定狀態(tài)和不穩(wěn)定狀態(tài)是在某種條件環(huán)境之下能夠?qū)崿F(xiàn)互相切換的，但是系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定，對于數(shù)據(jù)的收集整理以及決策支持等方面，必然會存在有極為不利的影響。考慮到這一方面的問題，必須對變電自動化系統(tǒng)的不穩(wěn)定狀態(tài)有一個較為深刻的認(rèn)識，并且借此展開對于危機(jī)的控制。常見的變電自動化系統(tǒng)不穩(wěn)定狀態(tài)包括兩種，其一為穩(wěn)定性危機(jī)，即電力系統(tǒng)暫態(tài)過程積蓄的能量可能破壞其運(yùn)行穩(wěn)定性，即不能再回到初始狀態(tài)或停留在一個允許的新狀態(tài)。其二則是持久性危機(jī)，即局部或整個系統(tǒng)發(fā)電、送電和負(fù)荷不平衡，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)大幅度偏離正常值，可能破壞對用戶的持續(xù)供電。其中前者相對時間通常較短，一般為幾秒鐘，而后者則可能會達(dá)到幾分鐘之久。

處于不穩(wěn)定狀態(tài)之下的變電自動化系統(tǒng)，為了能夠穩(wěn)定運(yùn)行并且實現(xiàn)持續(xù)供電，必須加以協(xié)調(diào)控制，即緊急控制或者恢復(fù)控制，具體而言，這種恢復(fù)控制的內(nèi)容包括起動備用設(shè)備，增加發(fā)電機(jī)組的功率，重新投入被切機(jī)組、負(fù)荷和線路等。具體的操作，應(yīng)當(dāng)以系統(tǒng)反饋上來的實際數(shù)據(jù)作為重要的參考依據(jù)并且展開執(zhí)行。

三、結(jié)論

當(dāng)前我國電網(wǎng)逐步擴(kuò)大和成熟，對應(yīng)的變電自動化系統(tǒng)也在多方面的技術(shù)成熟帶動之下實現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展。同時考慮到電力供給環(huán)境之中對于系統(tǒng)自動控制的要求越來越高這一問題，更是推動了變電自動化系統(tǒng)的不斷完善。如何更為有效地展開新技術(shù)的引入，使其成為切實服務(wù)變電體系的重要力量，是業(yè)內(nèi)人員共同的努力方向，相信隨著電力建設(shè)的迅速發(fā)展，變電自動化系統(tǒng)也會隨之邁上一個新的臺階。

參考文獻(xiàn)

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[2]"農(nóng)村電氣化.變電所直流操作電源與通信電源集成的應(yīng)用，2002，（9）：21～22.

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司運(yùn)城供電公司）