220kV變電站電氣自動化系統控制

羅雨辰

摘 要 先進化的技術手段的應用，可以有效促進電網的自動化水平的提升。電力行業的發展，對電力技術的革新具有著一定的推動作用。在電網系統中，220kV變電站電氣自動化系統始終都是變電運行的重點內容。本文主要從220kV變電站電氣自動化系統的功能入手，對220kV變電站電氣自動化系統的系統控制問題進行了探究。

【關鍵詞】220kV變電站 電氣自動化系統 系統控制方式 系統控制措施

電力產業是事關國家經濟發展的重要產業，電網運行的可靠性和安全性也是我國經濟發展的重要影響因素。變電站電氣自動化系統在電網系統中發揮著重要的作用。對220kV變電站電氣自動化系統的系統控制進行探究，可以有效地在提升變電站專業水平和管理水平的基礎上，為我國變電站電氣自動化技術的發展提供一定的技術支持。

1 220kV變電站電氣自動化系統的主要功能

1.1 自動化操作與控制功能

科學技術的發展進步，已經讓變電站電氣自動化系統的系統功能得到不斷完善。自動化操作功能與控制功能是變電站電氣自動化系統所具有的主要功能。在電氣自動化系統中的相關設備與相應的受控設備之間構建遠程控制關系，可以讓電力企業通過簡化工作程序的方式，提升變電站工作人員的工作效率。電氣自動化系統中應用的人工直接跳閘、合閘手段也可以有效避免失控現象的產生。

1.2 控制保護與自我診斷功能

變電站電氣自動化系統中的控制保護與自我診斷功能是對變電站中的內部電氣設備進行保護的重要功能。在控制保護功能與自我診斷功能的作用下，系統會在計算機中自動生成故障記錄。以保護動作的實施階段為例，系統的總控制單元會向相關設備發出保護指令。計算機系統可以根據電氣自動化系統在保護過程中所生成的動作步驟記錄表和相關故障的信息表，并在完成故障進行診斷處理以后上報處理結果，因而IP網絡在變電站電氣自動化系統中發揮著重要的作用，圖1所示的內容就是變電站遠程控制的工作原理。

2 220kV變電站電氣自動化系統的控制方式

2.1 遠程控制

根據220kV變電站電氣自動化系統的基本功能，變電站的操作與電氣設施的動作及各個控制設備的協調運作之間存在著較為密切的聯系，因而電力企業需要借助完整的系統，保障變電站的高效運轉。在現有的科技條件下，電力企業可以借助一些前沿技術，為電氣自動化系統的遠程控制技術的實現提供保障。在220kV變電站的電氣自動化系統中，遠程控制方式的作用主要表現在了以下方面：

（1）可以降低系統建設和運行管理的成本費用；

（2）減少電纜材料的應用量；

（3）具有節約材料的特點。

在遠程監控系統的構建過程中，相關人員可以在原有的網絡架構基礎上，對系統進行優化改進。出于維護電氣自動化系統擴展性的需要，相關人員可以在變電站的網絡架構中安裝有相應的ICS設備。ICS設備可以讓下級變電站的網絡分段控制需求得到實現。主流的Log4j軟件具有科學化的日志管理功能。它可以通過對控制臺、文件GLL組件和套接口服務器、NT事件記錄器、UNIX Syslog的守護方式，實現環境控制功能，也可以在對每一條日志的信息級別進行控制的基礎上，對日志的輸出格式進行確定。

2.2 線路控制

線路傳遞管控信號在220kV變電站電氣自動化系統管控工作中發揮著重要作用。線路在變電站電氣自動化系統中發揮著連接不同變電站和相關設備的作用。針對不同類型的設備線路連接方式存在一定差異性，相關人員電氣自動化系統的應用實踐中，需要對不同設備的線路連接模式進行關注。

2.3 現場控制

現場監控是220kV變電站電氣自動化系統管控中的難點因素。在變電站系統的運行過程中，相關人員需要對變電站系統的監控、管理機制進行關注。一般而言，現場監控工作的開展，是促進變電站的作業順序規范化的有效放肆。在對現場監控體系進行強化以后，相關人員可以在減少端子柜、環網柜和I/O端口的數量的基礎上，節省變電空間。因而現場控制技術可以讓變電站的的全面化功能得到強化。

2.4 集中控制

變電站在電力系統中發揮著轉換線路電壓作用。220kV變電站集中控制體系的構建，可以為各個設備的有效運行提供支持。基于集中控制的自動化控制體系的作用主要表現在了以下方面：

（1）維護變電站電氣自動化設備運行；

（2）促進電氣自動化系統的處理水平的提升。

3 220kV變電站電氣自動化系統控制措施

3.1 電氣自動系統的操作管理措施

為保證220kV變電站電氣自動化系統的有效運轉，電力企業在變電站電氣自動化控制系統的管理、維護人員進行選拔的過程中，需要對其技能進行嚴格考核，操作、管理及維護人員只有在擁有專業的知識技能以后才能獲得上崗資格。220kV變電站電位連接的自動化控制途徑涉及到了控制網絡、控制路徑、控制位置和控制型號等多個方面，在工作過程中，相關工作人員需要嚴格遵守操作規程。為了讓操作人員對變電站中的相關設備和電氣設備的操作技巧進行熟練掌握，電力企業也需要定期組織工作人員開展技能培訓指導工作，以便在保障變電站自動運行系統有效運轉的基礎上，保證企業的正常運行。

3.2 電氣自動化系統的設備管理措施

設備管理工作是變電站日常工作的重要組成部分。對電氣設備進行嚴格保護，是工作人員在日常工作中所無法忽視的問題。在新設備購進以后，企業需要及時開展設備調試工作，以便對設備的運行標準進行確定。在強化設備調試的基礎上，企業也需要及時更新老舊電氣設備。各種型號的箱體、機架是等電位連接工作中所不可忽視的內容。裝置設備的對號入座，是等電位連接自動化的保障因素。在避雷器、屏蔽器等設備管理工作中，相關人員需要對其與連接線路中的電壓和電流的吻合度進行關注。并要在第一時間處理調試過程中出現的問題。

3.3 電氣自動化系統的故障管理措施

電氣網絡的構建，可以為電氣結構運行的系統化控制體系的構建提供一定的幫助。隨著現代電氣技術水平的提升，先進電氣連接網絡的應用，已經可以為接地裝置性能的最大發揮提供一定的技術支持。為保障整個等電位連接的有效性，相關人員需要對電氣自動化系統的故障管理措施進行完善。在工作過程中，相關人員需要及時處理系統中可能存在的故障，并要提升設備故障問題的管理水平和管理效率。自排查技術和自檢測技術是故障管理工作中常用的技術，對操作過程中出現的問題進行有效解決，可以在改善電力運行效率的基礎上，提升管理效率。

4 電氣自動化系統的接地措施

4.1 電氣自動化系統的防雷接地措施

雷擊破壞是影響電氣自動化系統正常運轉的重要因素。變電行業技術的發展，已經可以讓人們對雷擊問題給電氣自動化系統帶來的不利影響進行控制。防雷接地措施是各種變電場所所不可缺少的措施。在避雷裝置的選擇過程中，相關人員需要選用一些與變電工程相適合的設備，并要在對防雷裝置區域進行合理劃分的基礎上，提升電氣自動化系統的防雷效果。

4.2 電氣自動化系統的工作接地措施

工作接地是220kV電氣自動化系統中常用的一種接地形式。一般而言，工作接地可以被看作是電氣自動化系統中的基礎要素。在對電壓大小進行轉換的過程中，變電站工作接地可以發揮出對相關設備進行綜合的作用。從220kV變電站的實際工作情況來看，相關單位需要在現有的條件下，完成相關設備的編排工作。科學化的編排工作為變電站的正常運行提供保障，也可以讓自動化設備的優勢得到充分發揮。

4.3 電氣自動化系統的屏蔽接地措施

在電氣自動化系統的應用過程中，相關人員還需要對電磁場給系統帶來的不利影響進行關注。在電磁場的影響下，變電站自動化控制系統會出現數據信號傳輸中斷的問題。屏蔽接地技術在電氣自動化系統中的應用，可以讓電磁場對電氣自動化系統的影響得到有效控制，也可以對電磁場給工作人員帶來的身體危害進行控制。從220kV變電站的實際運行情況來看，在電磁場的干擾作用下，電氣設備的損壞率始終在10%至15%之間，屏蔽接地措施的應用，可以讓電磁場給設備參數、精準度和程序帶來的破壞進行有效控制。

4.4 電氣自動化系統的保護接地措施

保護接地措施在電氣自動化系統中可以發揮出監測、保護的作用。220kV變電站中所使用的保護接地裝置可以有效預防連接線路中出現的問題。一般而言，在變電站的異常狀態下，保護接地措施可以在對電氣設備進行有效控制。自動化操控模式的應用，可以在對各種數據信號進行有效區分的基礎上，為變電站自動化運行的效率提供保障。

5 220kV變電站自動化控制系統的發展趨勢

在控制系統的技術結構領域，220kV變電站所應用的電氣自動化技術已經表現出了技術獨立性強、抗干擾性強和適應性強的特點。遙視技術和藍牙技術的應用，可以為變電站自動化系統提供更為廣闊的發展空間。

變電站所應用的遙視技術主要指的是將圖運行處理系統中所使用的視覺技術應用于變電站自動化控制系統監控的技術。在遙視技術應用于變電站自動化控制系統以后，相關人員需要應用MPEG4格式壓縮視頻流，將變電站現場的實際情況傳遞到控制中心。在圖像幀格式為352X288，色彩為24位彩色，幀速率為25幀/s的情況下，遙視技術所占用的帶寬為400kbit/s。如果圖像幀格式為704X576，色彩為24為彩色，且幀速率為25幀/s，這一技術所占用的帶寬為1200kbit/s。除了對現場畫面進行實時傳輸以外，遙視技術所具有的自動識別功能可以對相關作業人員的行為進行實時監視，因而這一技術現階段在變電站自動化控制系統中具有較好的應用空間。在遙測技術應用于變電站自動化控制系統以后，相關人員需要重點關注遙測數據合格率，一般而言，遙測數據合格率指標主要涉及了本月不合格路數、不可用小時數和遙測總路數等內容，利用標準化作業流程等因素對遙測技術應用于自動化控制系統以后所面臨的故障進行有效排除，可以有效促進自動化裝置遙測數據合格率的提升。

藍牙技術是一種支持設備短距離通信的低功耗、低成本無線電技術。高速調頻擴展技術是藍牙技術中的核心內容，一般情況下，藍牙系統的調頻速率可以達到每秒1600次，每次所傳送數據包的大小為126bit至2871bit之間。成本低、功率小和微型化是藍牙技術的主要特點。現階段這一技術并沒有在變電站自動化控制領域中得到應用。利用藍牙技術對變電站電氣自動化系統中的各種電氣設備的相互通訊功能進行優化，可以在電力自動化系統控制水平的提升過程中發揮積極作用。

6 結論

220kV變電站在電力行業中發揮著重要的作用，加快研究速度，堅持技術革新，可以有效促進電氣設備運行的自動化發展。遙視技術和藍牙技術的應用，可以為變電站自動化系統提供更為廣闊的發展空間。

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作者單位

北京理工大學自動化學院 北京市 100081