供配電系統中電氣自動化應用探討

劉力維

（攀枝花攀鋼集團設計研究院有限公司，四川 攀枝花 610000）

為適應經濟發展形勢，滿足社會用電需求，我國在電力系統改革方面投入了大量的資金和精力，在此背景下，供配電系統也相繼引入了一系列的自動化技術，特別是在智能電網呼聲日益高漲的情況下，只有將自動化技術合理地應用于供配電電氣系統中，才能更好的促進電網建設與發展。

1 供配電系統中電氣自動化的必要性

供配電系統是電力系統的重要構成，主要由高壓輸電系統、低壓輸電系統以及供電設備3 部分，是維持電力系統及其設備安全、平穩運行的基礎與核心，其中電氣自動化的地位不可撼動，作用不言而喻。

這是因為新形勢下的用電需求決定了對供配電系統的全新的要求，而傳統的變壓器部署方案已經難以滿足配電網運行的實際要求，所以變壓器等設備無論是在性能功能還是配置數量均有了明顯的提升，一旦其在工作期間突發故障，造成經濟損失不說，還會嚴重困擾社會生產與人們生活，尤其是在用電高峰發生的停電或斷電事故，影響范圍更大、更深，而電氣自動化技術在供配電系統中的應用，可實現電力資源配置的優化，實時監控供配電線路和設備運行，可以及時發現異常并消除故障，在最短時間內快速恢復系統運行使其正常供電，盡可能地縮小故障波及范圍，降低由此產生的不良影響，總之對供配電系統乃至整個電力系統的安全、穩定運行有著重要的現實意義。

2 供配電系統中電氣自動化的應用途徑

2.1 應用功能

監測功能，這是供配電系統電氣自動化最為突出的功能。由于供配電系統運行環境較為復雜，期間會受到多種因素的干擾，使得設備操作、管理和維護難度和風險大大增加，而電氣自動化技術的應用，可通過對運行參數、遠程計量、供配電故障報警、電能質量等監測，對整個供配電系統進行自動分析，進而采取針對性措施，如當系統中的某個數據出現異常超過設定閾值時可自動觸發報警系統，提醒工作人員第一時間發現問題進行處理，顯然故障處理效率得到了提升。

保護功能，供配電系統傳統意義上的電氣保護基本屬于人工操作，既容易出現操作不當或者人為失誤，影響處理信息的效率和可靠性，還會大大增加安全風險。故在供配電系統保護中融入電氣自動化技術，如典型代表繼電保護，不僅可以及時發現故障所在，還能迅速、自動、有選擇性地切除故障元件或設備，確保非故障部分繼續正常運行，而且對于運行狀態異常的情況，為保證選擇性，一般要求保護進行一定的延時，根據維護條件發出動作信號配合自動重合閘等，以此防止停電事故或者傳輸問題的出現，提高系統運行的可靠性與穩定性，而這得益于繼電保護的結構特點與工作原理（圖1）。

圖1 繼電保護結構特點與工作原理

控制功能，電氣自動化控制功能在改善供配電系統運行質量中的作用也是不容忽視的，這是因為供配電系統運行期間難免會受到溫度、濕度、氣壓等因素的干擾，使得系統的特殊性和精密性有所影響并進而影響系統運行水平，而借助電氣自動化技術不僅可以遠程操控，擺脫人工操作的限制，還可以使操作人員的人身安全得到有效保障，更重要的是，在工作效率提高的同時，基于自動化技術的遠程操作和檢測結果更加準確、可靠。

2.2 應用途徑

（1）實現資源安全的共享。將電氣自動化技術應用于供配電系統中的數據中心，不僅可以實現安全管理，還可以基于數據和信息的共享合理調配資源。具體說，通過監控、收集供配電系統中的電壓、電流、波形、溫度、濕度等相關參數及其變化，然后加以整合和深入分析，為消除隱患、資源調度等提供重要依據，而且對網絡建設水平的促進還有助于系統網絡質量的優化，進而在保障數據安全的基礎上進行共享。再者對于電力調度來說，電氣自動化技術也能發揮重要作用，即以系統運行參數監測、電能質量監測、遠程計量監測為基礎，確定用電負荷實際情況，然后及時采取針對性措施調度資源，提高資源利用效率，配以人員素質的提高和管理機制的完善，可減少操作失誤或者資源浪費。概括地說，便是供配電系統中的電氣自動化技術可在實現網絡共享的同時能夠優化整合數據，為安全、可靠、高效的供電提供保障。

（2）提高電網自動化水平。不可否認，與發達國家相比，我國電氣自動化技術并不十分理想，因此需要結合我國供配電系統的實際情況，合理選用優良的先進技術，將其轉化為適合我國供配電系統的技術方案。換句話說，要想進一步凸顯電氣自動化技術在供配電系統中的應用優勢，可充分發揮計算機和通信技術的作用，將電氣自動化技術貫穿于發電、配電以及輸電整個過程，通過智能化管理和操作，對不同區域不同級別的電網加以合理調動，并在小電網供電不足時利用自動切換功能對其運行質量進行保障。與此同時，基于電網自動化還可以數字化處理數據信息，促進供配電系統更快、更穩地發展。如在網絡信息與電氣信息控制一體化系統中，在電氣自動化技術的作用下能夠達到機電結合的效果，加上實時化的自動監控和遠程操作，可在最短時間內發現并解決系統故障，實現供配電系統的自動化生產和管理。

（3）便于系統的統一管理。實踐證明，電氣自動化技術可極大地促進供配電系統的完善，通過全面監控包括供配電系統在內的整個電力系統，可減少甚至規避因緊急停電帶給電網運行的不良影響，同時還可基于電氣自動化技術的統一管理實現系統的統一管理，即以計算機技術為支持采集和收錄整個區域的電力數據，結合電力使用情況予以全面調整和優化，用于提升電氣自動化的運行效率和質量，這樣一來，線路運輸數據也能得到及時反饋，并根據出現的問題進行快速解決，最終在促進電力系統實現統一管理的基礎上，不斷地提高電氣自動化的智能化和人性化，更好地滿足生活與生產需求。

3 供配電系統中電氣自動化的發展趨勢

電氣自動化是供配電系統未來發展的核心，要加大研發力度，加快自動化進程，重點應做好以下幾點：未來的供配電系統會對遠程操控具有越來越高的要求，所以若能實現更遠距離的自動控制，操作能夠更為方便快捷，適用范圍會不斷擴大；隨著供配電系統的快速發展，與之相關的電力數據會呈海量增長，因此，基于信息共享的數據處理庫和計算機智能處理能力是基本保障，也是實現供配電系統自動化控制和調配管理的重要基礎；安全設備是供配電系統電氣自動化程度提升的設備支持，因此，未來的安全設備應首先滿足供配電系統監測和控制的精確度要求，并在對故障做出反應時迅速隔離或切斷故障區域，同時還能防止信息發生泄露等。

4 結語

綜上所述，電氣系統的運行水平與供配電系統的安全和穩定息息相關，而不斷地提高電氣自動化程度是重要途徑和必然選擇，因此我們不僅要致力于電氣自動化技術的研究和創新，更要積極探索其在供配電系統中的應用方式，同時不斷地擴大使用范圍，唯有如此，供配電系統運行才能實現安全、高效、穩定的目標。