變電站電氣自動化研究分析

田 皓

沈陽昊誠電氣有限公司

變電站電氣自動化研究分析

田 皓

沈陽昊誠電氣有限公司

當(dāng)今科技的迅猛發(fā)展也促使著更多的傳統(tǒng)型變電所逐漸的步入無人值班化改造的陣營。但畢竟兩者存在著重大的差異，難免在綜合開展變電站電氣自動化的基建、改造以及常規(guī)變電所的無人值班改造中產(chǎn)生很多值得探討與解決的問題，對實(shí)踐發(fā)展提出了新的要求。

變電站；變電所；電氣自動化；

隨著我國現(xiàn)代化的進(jìn)步與發(fā)展，對電力的需求也不斷增加，而變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，變電站運(yùn)行安全與否直接影響到了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。近年來，我國出現(xiàn)了許多變電站安全事故，這些事故的產(chǎn)生給我國造成了極為惡劣的影響。由此可見，保證變電站安全運(yùn)行意義重大。伴隨著電網(wǎng)的不斷進(jìn)步，電氣自動化技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于各級變電站，以電氣自動化技術(shù)為核心，在實(shí)際運(yùn)行中有效地保證了變電站運(yùn)行安全，提高了變電站運(yùn)行效率。

一、變電站結(jié)構(gòu)自動化系統(tǒng)采用的主要形式

變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式從早期的以集中為主，發(fā)展到現(xiàn)在的以相對分散和分層分布分散為主，經(jīng)歷了一個探索、改進(jìn)和完善提高的過程，在模式設(shè)計和實(shí)際的工程建設(shè)中都有應(yīng)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，各模塊從物理上聯(lián)系較弱甚至毫無聯(lián)系。集中式結(jié)構(gòu)的變電站自動化系統(tǒng)是采用不同檔次的計算機(jī)，擴(kuò)展其外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計算與處理，分別完成微機(jī)控制、微機(jī)保護(hù)和一些自動控制等功能。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可減少占地面積，造價低，適用于對35kV或規(guī)模較小的變電站，但運(yùn)行可靠性較差，組態(tài)不靈活。早期的系統(tǒng)，包括許多引進(jìn)的產(chǎn)品，主要采用這種結(jié)構(gòu)模式，目前仍有為數(shù)不少的這樣的系統(tǒng)在運(yùn)行。

相對分散模式，指的是自動化系統(tǒng)設(shè)備按站內(nèi)的電壓等級或一次設(shè)備布置區(qū)域劃分成幾個相對獨(dú)立的小區(qū)，在該小區(qū)內(nèi)建設(shè)相應(yīng)的設(shè)備小室，保護(hù)、監(jiān)控等設(shè)備安裝于設(shè)備小室中，主站通信控制器、直流、錄波等設(shè)備仍集中安裝在控制室，各小室之間以及與控制室之間均通過工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

分層分布分散模式亦即全監(jiān)控，指的是參照中低壓變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)模式，除主變、母線和高壓線路的保護(hù)測控中央信號、通信仍采用集中組屏外，出線、電容器的保護(hù)、監(jiān)控等設(shè)備完全按設(shè)備間隔安裝于就地的設(shè)備小室或直接安裝在一次設(shè)備上，各模塊之間采用標(biāo)準(zhǔn)局域總線和通信規(guī)約互聯(lián)當(dāng)然，也可按集中組屏的方式安裝這些模塊。

上述三種變電站自動化系統(tǒng)的推出，雖有時間先后，但并不存在前后替代的情況，變電站結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)根據(jù)各種系統(tǒng)特點(diǎn)和變電站的實(shí)際情況，予以選配。

二、變電站電氣自動化存在的問題

1、信息化水平低

就當(dāng)前我國變電站運(yùn)行環(huán)境來看，由于變電站缺乏信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對變電設(shè)備運(yùn)行不能進(jìn)行全方面的監(jiān)控，進(jìn)而不利于變電設(shè)備的安全運(yùn)行，許多變電設(shè)備依然需要依靠人工去進(jìn)行檢修和維護(hù)，增加了變電站運(yùn)行風(fēng)險。另外，在面對變電站系統(tǒng)中的設(shè)備故障、檢修、測量、控制等所有信息都是同歸同一個信息窗口來顯示，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障的時候，監(jiān)控窗口會彈出大量的信息，變電站工作人員很難在短時間內(nèi)找出確切的故障信息，從而耽誤故障處理的時機(jī)，使得變電站不能正常運(yùn)行。

2、人員的問題

工作人員工作態(tài)度不端正，職業(yè)素質(zhì)低，在工作中不能認(rèn)真的對待工作，從而變電站運(yùn)行效益低。在變電站運(yùn)行過程中，當(dāng)變電設(shè)備出現(xiàn)故障后不及時上報，造成設(shè)備故障得不到及時的解決。另外，許多工作人員存在僥幸心理，認(rèn)為從事本項工作多年，大家以前都是這樣干的，沒出現(xiàn)過問題，憑自己的經(jīng)驗這樣做也應(yīng)沒問題，在工作中貪圖方便、怕麻煩，總想以較少的付出獲得最好的效果，認(rèn)為工作很簡單幾分鐘即可完成，往往無票操作、使用解鎖鑰匙操作或不使用相應(yīng)的安全工器具。其次就是工作人員的專業(yè)水平不高，對現(xiàn)場設(shè)備不熟悉，對操作技能一知半解逞能蠻干，針對變電站運(yùn)行故障都是憑經(jīng)驗、想象，自以為是，盲目操作，在日常設(shè)備巡視維護(hù)工作中貪圖快，巡視不到位，設(shè)備缺陷未能及時發(fā)現(xiàn)，給日后的運(yùn)行設(shè)備埋下事故隱患。

三、變電站電氣自動化系統(tǒng)

1、控制系統(tǒng)

變電站運(yùn)行過程中，受多種因素的影響，會增加變電運(yùn)行風(fēng)險，為了確保變電站運(yùn)行安全，在變電站中利用電氣自動化技術(shù)建立起控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括運(yùn)行人員的監(jiān)控、變電設(shè)備的監(jiān)控、后臺監(jiān)控以及數(shù)據(jù)自動分析等。對人員進(jìn)行監(jiān)控的目的就是為了提高工作人員在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)與檢修工作中的責(zé)任心和責(zé)任意識，確保變電設(shè)備穩(wěn)定。對變電設(shè)備的監(jiān)控就是利用計算機(jī)技術(shù)，對變電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)控，對影響變電設(shè)備安全運(yùn)行的危險因素進(jìn)行綜合把控，進(jìn)而確保變電設(shè)備安全。而后臺監(jiān)控及自動數(shù)據(jù)分析模塊就負(fù)責(zé)收集、處理各種設(shè)備的運(yùn)行信息和數(shù)據(jù)，按要求發(fā)送到集控中心和遠(yuǎn)方調(diào)度控制中心，滿足調(diào)度部門對電力系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和運(yùn)行操作。

2、保護(hù)系統(tǒng)

保護(hù)裝置指的是當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件運(yùn)行發(fā)生故障時，能夠自動的向運(yùn)行值班人員及時發(fā)出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動化措施和設(shè)備。在變電站中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置，可以大大地提高變電站運(yùn)行的可靠性、安全性。選擇合適的繼電保護(hù)裝置，對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響。

結(jié)束語：

我國的變電站自動化已走過了一個漫長而曲折的過程，目前逐步趨向成熟和理性，這為變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了空前的良機(jī)。全面采用技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)合理、性能價格比高的自動化系統(tǒng)，必將為我國的電網(wǎng)運(yùn)行帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]王培.變電站電氣自動化控制系統(tǒng)分析及其應(yīng)用[J].電子世界，2013，9：48-49.

[2]鄭杰，曹偉杰.變電站電氣自動化相關(guān)問題分析[J].科技風(fēng)，2013，18：181.