220kV變電站電氣自動化系統(tǒng)控制的分析

王駿

摘 要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的快速發(fā)展，對電網(wǎng)運行的可靠性和電能質(zhì)量有更高的要求。計算機等先進(jìn)電氣自動化控制技術(shù)的普遍應(yīng)用，使得電力行業(yè)有了快速的發(fā)展。我國的變電站也在逐漸的學(xué)習(xí)接受這種新的操作模式，本文對220KV變電站電氣自動化控制進(jìn)行分析，并探究相關(guān)問題及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：220KV；變電站；電氣自動化

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

電力作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，它是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。電網(wǎng)運行的可靠性和安全性將直接影響到我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)現(xiàn)代化的步伐。變電站作為電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分，變電站電氣自動化系統(tǒng)能夠為電力系統(tǒng)的安全運行提供安全的保障，提高電網(wǎng)的可靠性。220KV變電站電氣自動化控制系統(tǒng)主要采用計算機進(jìn)行相關(guān)的控制，不僅提高了工作效率而且總體提升了變電站的專業(yè)水平和管理水平。

一、變電站電氣自動化系統(tǒng)的基本功能

隨著科技的發(fā)展變電站電氣自動化系統(tǒng)的功能逐漸的完善，其工作效率和工作質(zhì)量均得到大幅度提升。在進(jìn)行220KV變電站電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)根據(jù)變電站對各項功能的實際需求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計。下面將概述變電站自動化系統(tǒng)的幾項主要功能。

計算機控制保護(hù)功能及自診斷功能。該保護(hù)能夠?qū)ψ冸娬緝?nèi)部的所有電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，比如線路保護(hù)，母線保護(hù)和變壓器保護(hù)等諸多保護(hù)裝置。計算機控制保護(hù)在進(jìn)行保護(hù)動作時往往會生成相應(yīng)的故障記錄。在進(jìn)行相關(guān)的保護(hù)動作時，其根據(jù)總控制室的命令對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行操作和保護(hù)，并同時生成故障信息表和動作步驟記錄表。計算機能夠根據(jù)故障信息對故障進(jìn)行相應(yīng)的診斷處理，并將處理結(jié)果上傳。系統(tǒng)的自診斷功能是指系統(tǒng)本身具有自檢功能能夠?qū)ο嚓P(guān)的設(shè)備進(jìn)行自檢，及時發(fā)展相關(guān)故障進(jìn)行報警提示并指出相應(yīng)的故障位置。在信息傳遞方面，自診斷功能能夠傳遞更多的數(shù)據(jù)，并能夠?qū)崟r的和調(diào)度中心對準(zhǔn)時間，進(jìn)行同時的維護(hù)功能。

另外，變電站自動化系統(tǒng)能夠進(jìn)行自動化控制和操作。變電站工作人員能夠利用相關(guān)的控制設(shè)備對其他受控設(shè)備（變壓器分接頭、斷路器、電容器等）進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。在變電站的實際運行過程中，為了防止系統(tǒng)出現(xiàn)失控現(xiàn)象，一般在變電站的設(shè)計過程中會依然保留人工直接跳合閘手段來保證變電站的正常運行。

二、220kV變電站電氣自動化系統(tǒng)控制方式

220kV變電站電氣自動化的實現(xiàn)依靠一個完整的電氣系統(tǒng)，變電站的各項操作主要是借助于相關(guān)電氣設(shè)備的動作，各個控制設(shè)備相互協(xié)調(diào)動作共同實現(xiàn)變電站的安全高效運行。220kV變電站電氣自動化系統(tǒng)在運行時有以下幾種控制方式：

1遠(yuǎn)程控制

隨著科技的不斷進(jìn)步，遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸，并且能夠準(zhǔn)確的將變電站中的信號實時顯示出來，從而幫助操作人員能夠?qū)ψ冸娬具M(jìn)行控制。另外，采用遠(yuǎn)程控制技術(shù)具有降低建設(shè)成本，人員成本，減少電纜使用，節(jié)約材料等諸多優(yōu)點。220kV變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)原理（如圖1所示）。

2線路監(jiān)控

220kV變電站電氣自動化系統(tǒng)控制的實現(xiàn)主要通過各種線路傳遞控制信號來實施，線路作為連接各個變電設(shè)備的載體。不同類型的變電設(shè)備線路的連接方式是不同的，比如，斷路器的連鎖和隔離開關(guān)的閉鎖操作均采用同一種的線路連接方式則容易引起誤操作，相關(guān)的設(shè)計技術(shù)人員對變電站電氣自動化系統(tǒng)線路設(shè)計時應(yīng)當(dāng)注意相關(guān)問題。

3現(xiàn)場控制

對變電站生產(chǎn)現(xiàn)場實施監(jiān)控也是電氣自動化的重點內(nèi)容。220kV變電站在運行過程的所有方面都屬于現(xiàn)場監(jiān)控的范圍，現(xiàn)場監(jiān)控規(guī)范了變電站相關(guān)的作業(yè)順序。現(xiàn)場監(jiān)控能夠有效的減少環(huán)網(wǎng)柜、端子柜、隔離設(shè)備、I/O端口等設(shè)備的數(shù)量，能夠節(jié)約變電站的空間，從而使得整個變電站的功能更加的全面，為系統(tǒng)的升級提供充足的空間，放置新的設(shè)備。

4集中控制

變電站作為整個電力系統(tǒng)中的重要裝置，它主要負(fù)責(zé)完成轉(zhuǎn)換線路電壓的重要工作。對變電站采取集中控制模式能協(xié)調(diào)好各個設(shè)備之間的運行，創(chuàng)建系統(tǒng)性的"自動化控制結(jié)構(gòu)”既維護(hù)了電氣設(shè)備的正常運行，又能加快系統(tǒng)處理器操作效率的提升。

三、220kV變電站電氣自動化系統(tǒng)中的等電位連接

220kV變電站電氣自動化系統(tǒng)中的等電位連接的等電位連接是指將對地具有相同電位的各個導(dǎo)電設(shè)備相互連接起來。220kV變電站電氣自動化系統(tǒng)中是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，等電位連接能夠保證變電站的有效安全運行。

1網(wǎng)絡(luò)控制

計算機網(wǎng)絡(luò)是220kV變電站中最為主要的控制方式，通過網(wǎng)絡(luò)的控制從而保證整個變電站的安全可靠高效的運行，從技術(shù)層面提高了變電站的現(xiàn)代化水平。網(wǎng)絡(luò)的運用是現(xiàn)代電氣技術(shù)不斷發(fā)展的重要標(biāo)志之一。變電站等電位控制網(wǎng)絡(luò)的建立運用到電氣自動化中很多的知識，例如變電設(shè)備的分配，人員的合理安排等等。通過網(wǎng)絡(luò)控制優(yōu)化連接網(wǎng)絡(luò)，幫助維持變電站等電位連接系統(tǒng)的有效性。

2路徑控制

路徑控制是變電站等電位連接的重點也是一個難點。變電站的電氣結(jié)構(gòu)異常的復(fù)雜，一旦等電位體的連接過程中出現(xiàn)失誤將可能導(dǎo)致整個變電站的自動化系統(tǒng)受損甚至出現(xiàn)失靈的后果。因此，在對220kV變電站電氣設(shè)備進(jìn)行等電位體連接時，應(yīng)當(dāng)首先仔細(xì)的熟悉變電站內(nèi)部的電氣結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上將相關(guān)的電氣設(shè)備進(jìn)行等電位連接，保證變電站的自動化操作系統(tǒng)能夠安全的運行，同時要合理的安排等電位連接路徑盡量使其距離最短，從而增強整個220kV變電站電氣自動化系統(tǒng)的抗干擾能力。

3設(shè)備控制

為了保證220kV變電站電氣自動化系統(tǒng)運行的可靠性，對相關(guān)電氣設(shè)備的選擇必選按照相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行執(zhí)行，在選擇合適的電氣設(shè)備的時要遵守以下幾個準(zhǔn)則，合理的經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)的先進(jìn)性、安全可靠性等等。選取合理的變電站控制設(shè)備能夠更好的保證電力系統(tǒng)的安全運行，從更好的為我國各項事業(yè)的發(fā)展和人們生活提供可靠的保障。為保證變電站等電位連接的可靠性，在自動化系統(tǒng)中要通過相互匹配的設(shè)備進(jìn)行連接。不同的等電位連接系統(tǒng)配備的電氣裝置也是不一樣的，這就需要作業(yè)者在使用時根據(jù)性能對號入座，不能隨便的使用設(shè)備的型號，者會給整體的結(jié)構(gòu)性能帶來影響。比如：在屏蔽電磁場時，屏蔽器的選擇要根據(jù)當(dāng)時電流的大小來選擇。

4位置控制

位置控制是變電站電氣自動化系統(tǒng)中最基礎(chǔ)最重要的環(huán)節(jié)，由于220kV變電站電氣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這就使得變電站等電位體位置控制難度有所增加。但是另一方面，位置控制的設(shè)計環(huán)節(jié)的好壞將直接影響到等電位連接的工作效果，這便要求相關(guān)的設(shè)計者在進(jìn)行等電位連接位置控制的設(shè)計時要綜合各方面的因素認(rèn)真設(shè)計，保證等電位連接的效果。

四、220kV變電站自動化控制系統(tǒng)發(fā)展展望

從控制系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)角度而言，220kV變電站的電氣自動化技術(shù)有了很大的發(fā)展，其控制技術(shù)獨立性強，且具有很好的抗干擾性和適應(yīng)性。當(dāng)然，它還有很大的技術(shù)發(fā)展空間，比如遙視技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)的使用。

遙視技術(shù)是在圖形處理系統(tǒng)中采用計算機中的視覺技術(shù)從而達(dá)到監(jiān)控的目的。遙視技術(shù)能夠?qū)⒆冸娬粳F(xiàn)場的實際情況通過圖像的形式傳遞到控制中心。在國外自動化技術(shù)比較先進(jìn)的變電站中都普遍采用了遙視技術(shù)。遙視技術(shù)不僅能夠?qū)F(xiàn)場畫面進(jìn)行實時傳輸，并且具備自動識別功能能夠?qū)ο嚓P(guān)的作業(yè)人員進(jìn)行實時的監(jiān)視。因此，在220kV變電站中采用遙視技術(shù)能夠更好的加強對變電站的控制，該技術(shù)具有很好的應(yīng)用空間。

藍(lán)牙技術(shù)是一種短程的無線電傳輸技術(shù)，例如我們手機中的“藍(lán)牙”就是采用的這項技術(shù)實現(xiàn)近距離的數(shù)據(jù)傳輸。藍(lán)牙技術(shù)具有成本低、功率小、微型化等諸多特點，在通信傳輸領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍，它往往以其他通訊設(shè)備為載體建立一個短程的無線通訊環(huán)境。現(xiàn)階段藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)被廣泛的使用，但是變電站自動化控制領(lǐng)域還沒有采用該項技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)作為一種新型的技術(shù)具有很大的發(fā)展空間，如果在變電站電氣自動化系統(tǒng)中采用該項技術(shù)能實現(xiàn)各種電氣設(shè)備之間的相互通訊，使得控制更加方便。

結(jié)語

綜上所述，我國220kV變電站的電氣自動化控制系統(tǒng)控制技術(shù)發(fā)展日趨成熟，于此同時社會對電網(wǎng)的安全性、可靠性提出了更高的要求。電網(wǎng)應(yīng)當(dāng)充分的利用220kV變電站電氣自動化控制技術(shù)所具有的諸多優(yōu)勢和便捷性，提高變電站的效果和工作效率，最終實現(xiàn)“無人值守”的工作目標(biāo)，并且提高電網(wǎng)的可靠性和安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]王培.變電站電氣自動化控制系統(tǒng)分析及其應(yīng)用.電工研究[J].2013，9，43-45.

[2]石成剛，李軍.對220kV變電站電氣自動化系統(tǒng)控制的分析[J].廣東科技，2011，28（05）.

[3]陳文麗.220V變電站綜合自動化改造[J].農(nóng)村電氣化，2007，6.