淺析電氣自動化技術在電力系統中的運用

吳添

（國網湖南省電力公司株洲供電分公司 湖南株洲 412000）

淺析電氣自動化技術在電力系統中的運用

吳添

（國網湖南省電力公司株洲供電分公司 湖南株洲 412000）

將電氣自動化技術應用于電力系統中，有利于改善電網運行狀況，提高電網運行效率，促進電力工業的發展。對此，本文首先介紹了電氣自動化的作用，然后詳細闡述了電力系統自動化中電網調度自動化技術、計算機技術以及PLC技術的應用，以期促進自動化技術的發展。

電氣自動化技術；電力系統；運用

引言

隨著電力電子技術的快速發展，電氣自動化技術逐漸取代了傳統的電力傳動。近年來，電氣自動化技術相關控制理論日漸成熟，與此同時電力系統對電力自動化技術的要求也越來越高。因此，提高電氣自動化技術水平，使其控制系統更加高效是電力企業必須思考的問題。

1 電氣自動化的作用

隨著電力系統的發展，電氣自動化逐漸被運用到電力系統中去，主要體現在兩個方面。①技術人員可以通過電氣自動化實行有效的仿真測試，在仿真工作中，技術人員可以完成更多的電力裝置測試，以及獲取更多的精確數據，不但不必擔心資源的浪費，還能得到更為精準的實驗參數。②在電力系統的運行過程中，常常會因多種因素的影響產生故障，這也給電力系統的安全穩定運行提出了更高的要求。將電氣自動化運用到電力服務智能化中，通過智能化技術保證電力系統運行的精確度。

2 電氣自動化技術有關的具體應用

2.1 電力系統自動化中電網調度自動化技術的應用

電網調度也是整個電網系統無可取代的環節之一，自動化的電網調度能夠很方便地投射電力給需要的用戶，這種智能化的電網調度總共分為五個層次，即縣級調度、地區級調度、省級調度、大區調度和國家電網調度。計算機的運算能力是這五個調動層次的基礎和核心，只有計算機信息系統的運用和普及才能支撐起整個電網電動自動化的改造，以計算機系統為核心的電網調動能夠充分發揮電網系統各個環節的功用，實現對整個電網系統的整合優化，通過將各個部分，無論是供電所還是工作站、變電站，都可以納入到智能電網系統當中，實現整個電網的一體化運行，不僅如此，在電網調度自動化中，計算機還應當監控電網的運行，及數據，并對電力負荷狀態進行有效的預測，如圖1所示。

圖1 電網調度自動化系統典型配置

2.2 電力系統自動化中計算機技術的應用

2.2.1 一次設備在線狀態檢測

近年來，我國電力部門能夠積極引進先進的科學技術，和相關的科研機構進行有效合作，對電力一次設備在線狀態進行檢測研究。電力一次設備在線狀態檢測能夠對電力系統一次設備進行長期、連續的在線檢測，例如：開關設備、變壓器設備、發電機設備等。通過對一次設備進行運行狀態檢測，對電力一次設備運行過程中的相關參數變化趨勢進行科學有效的分析，從而判斷相關電力系統是否在運行過程中出現故障，并且對一系設備進行保養和維護，這樣不僅能夠提高電力一次設備利用率，而且還能夠進一步加強其使用性能。

2.2.2 新型的測控以及繼電保護裝置

將光電式互感器技術應用于電力系統中，不僅會導致電力二次設備在功能上發生較大變化，而且還會使其結構發生變化，例如：繼電保護以及測控設備裝置等。新型測控以及繼電保護裝置會在一定程度上省略部分信號處理的電路以及隔離互感器，進一步提高互感器在響應過程中的速度。

2.2.3 針對智能化電力一次設備

在實際安裝過程中，電力系統中的二次設備以及一次設備位置相對較遠，在兩者之間，可以使用大電流對電纜以及強信號電力電纜之間的連接進行有效控制。在對電力一次結構進行設計的過程中，還應該對二次設備的運行進行充分考慮，有效實現電力二次設備的基本功能，節省控制電纜的時間，加強對電力一次設備的保護。

2.2.4 光電式電力互感器

光電式電力互感器是輸電線路中比較重要的設備，在實際運行中，可以依據相關比例，有效降低輸電線路中的一些大電流以及高電壓數值，這樣有利于對電力儀表進行直接的測量。如果電力互感器的電壓等級較高，則其絕緣性就會顯著降低，而且設備的質量和體積也會比較大，相對而言，動態信號的范圍也會有所降低，這在一定程度上會導致數顯線路中的電流互感器出現飽和現象，甚至導致信號出現畸變。目前，大多數國家都已經對電子式互感器以及電光式互感器進行了相關研制，并取得了一定的成就，而且應用標準也在不斷完善。與一些相對普通的電感器相比，光電式電力互感器的輸出信號比較小，一般情況下是毫安級，很難通過較長的一些電纜線，將信號進一步的輸送到保護裝置以及控制裝置中，通過光電轉換，在一定程度上將信號進一步轉化為數字信號，然后由光纖接口進行相應的送出。

2.3 電力系統自動化中PLC技術的應用

2.3.1 順序控制

電力系統自動化工程輔助系統不僅需要開關控制，而且還需要順序控制。隨著人們節能意識的不斷提高，電力企業也開始逐漸重視能耗的問題。根據研究發現，如今有很多電力企業使用PLC控制系統來取代原來使用的控制器。這種系統能夠對整個工作過程進行協調控制。以電力輸送系統為例，它的控制系統可以分為三個結構，分別為傳感器、遠程IO站以及主站層，其中，主站層還可以分為PLC與人機接口，通常被放置在電力系統集控室中。集控室的控制主要是以自動控制為主的，由工作人員在屏幕上對系統設備進行控制和操作，通過這種方式能夠增強電力系統的自動化效果，并且提高了生產率。

2.3.2 開關量控制

PLC系統的開關量控制主要包含兩個途徑，即斷路器控制和備用電源自動投入裝置。對于斷路器控制而言，其主要是利用電磁原理制成的繼電器型控制元件。因為該控制器存在眾多的電磁元件，因此其在工作中能夠產生較多的觸點，繼而使自動化工程穩定性下降，增加維修難度。而采用PLC系統后，其應用了大量的實物元件替代繼電器型控制元件，減少了工作觸點，大大提高了自動化工程的工作可靠性和穩定性。同時，相關工作人員可以根據機器運行的實際情況進行分合閘，當系統發生障礙，能夠在第一時間自動分閘。采用PLC系統控制時，減少了開關的數量，將信號集中地顯示在一起，減少了工作量。PLC系統是采用計算機編程形成的，能夠迅速完成較復雜的運算，只需要在編程設計時把系統斷電設置成備用電源的啟動信號，其就能在系統斷電的一瞬間啟動備用電源，不存在斷電的間隔時間。PLC系統具有準確的邏輯功能和強大的數據處理功能，完全能夠保障斷電到啟動備用電源的時間，繼而確保供電的持續性。同時，PLC系統自身應用了抗干擾技術，能夠強化供電系統的抗干擾能力，保證供電系統的穩定性和可靠性。

2.3.3 安全回路

我國電力系統的自動化啟動方式主要有三種，分別為自動啟動、手動啟動、現場控制箱手動啟動。PLC系統實現了自動化，其能夠在啟動泵運行的時候，自動將順控模塊按照累積的運行時間進行計算，進而確定出主備用泵。但是，采用手動啟動模式時，啟動泵的開啟和關閉作業需要相關人員在現場；進行人為計算，確定運行時間，然后決定主備用泵和各個泵的啟動和關閉時間，相對自動化來說，這種控制存在更多的人為誤差。對于泵類的控制，一般采用常規控制模式和PLC控制模式兩種，常規控制是PLC系統的補充和完善，即使PLC系統發生了錯誤或短暫的故障，常規控制仍可繼續工作，形成一個安全回路，從而保障泵類的正常工作，實現工程系統的穩定運行。

3 結束語

綜上所述，電氣自動化技術的應用，能夠極大地提升電力系統運行能力。電力系統在自動化技術推動下，實現了高端信息的科技普及與應用，不斷克服運行弊端，改良不足，為我國經濟發展奠定良好的基礎。

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[2]付校昆.淺析電氣自動化在電力系統運行中的應用[J].民營科技，2015（3）：6.

[3]龔麗，黎煥橋.電氣自動化技術在電力系統中的運用淺談[J].大科技，2013（15）：66～67.

TM732

A

1004-7344（2016）01-0087-02

2015-12-1

吳添（1983-），女，助理工程師，本科，主要從事電力設計工作。