變電站自動化技術的未來發展探討

石春霞

【摘 要】隨著電氣時代的發展，數字化的變電站技術理所當然的成為目前世界上最為先進的電力資源分配自動化技術。文章根據IEC61850的標準，組成了現代化多層次、智能化、信息化的現代變電站系統。基于變電站數字化的發展趨勢，對變電站自動化技術未來發展的探究性話題顯得非常必要。采用數字化技術的變電站，不僅可以提高系統的可靠性，加快對運行信息的處理。還在很大的程度上實現了變電站經濟運行，減少了變電站從建設到運行維護的資金投入。為變電站的運行創造最高的經濟效益。

【關鍵詞】變電站；自動化；發展

引言

隨著社會的快速發展，城市化的覆蓋區域逐漸廣泛，城市化程度也在逐漸加深，作為城市運行保障的電力系統供應壓力逐漸增大，在未來自動化技術的應用與發展程度也必將隨著科技的發展更加廣闊和深入。

1變電站自動化技術實現的功能以及相應要求

變電站在電力資源分配利用過程中有著不可忽視的作用，根據所處理運行的電壓等級以及標準基礎設備，變電站基于數字化的自動化系統有不同的作用。首先，自動化系統是整個變電站的控制系統，主要是相關工作人員用來對整個變電站運營現狀的監視和控制，對出現故障的系統信息進行記錄，對一些實時數據進行測量、記錄。其次，對電網系統的保護作用也是很重要的一方面，其中對線路保護的自動開合閘，對輸電母線的保護性措施，以及對最重要的變壓器的電壓保護。此外，在對系統正常進行的支持方面，主要表現在設備維修、設備處于非正常狀態的恢復性、故障自動恢復性。

2變電站中應用電氣自動化技術的重要意義

電氣自動化技術是屬于電氣工程領域的一項新興發展技術，這項技術的發展推動我國的電氣領域邁向更高階段，現代的自動技術憑借自身跟緊科技潮流發展步伐的特有功能如自動控制以及自動檢測，對于一些電氣工程方面的傳統技術沒有辦法解決的難題，在曾經的電器設備中自動調節的難題一直困擾著技術人員得不到更好更便捷的處理，當下技術發展解決了這樣問題，能夠預見現代自動化技術日益精良的發展為人類社會帶來的福祉。電氣自動化技術在變電站中的應用是電氣工程一項十分重要的技術實踐，變電站的安全可靠運行是影響大到城市建設、軌道交通、航空航天以及軍事方面，小到居民日常生活等需要的重要基礎與保障。為了使變電站的運行穩定高效，持續為城市發展提供能源，保證城市用電，將電氣自動化技術在眾多電力系統領域投入使用。自動化技術的革新也將帶來變電站運行時人力財力消耗成本的降低，促進變電站的運轉水平有一個質的提升。電氣自動化技術在這些方面都有不可代替的作用。

（1）推動實時仿真工作的開展。電氣自動化技術還可以提高供電質量，有助于在此技術條件下開展實時仿真工作，實時仿真最希望處理信號的兩種響應狀態即暫態與穩態能夠同步存在，而電氣自動化技術的應用可幫助技術人員可以在這種仿真環境的基礎建設條件下測試電力裝置實現同步實驗，確保科研人員收集數據的仿真工作順利開展，進一步為電力系統的信息收集環節提升參考數據的精確程度，保證電力系統的電氣設備安全穩定運行。

（2）實現電力服務的智能化。電力資源是當今社會非常重要的能源，研究電力系統的安全性和穩定性極為重要，原因是電力系統維持著社會的正常運轉和居民的生活需要。試想電力系統的任何一個環節一旦出現故障無法正常運轉，小到一個家庭，大到整個社會可能都將陷至癱瘓。社會相關行業對電氣自動化相關技術的關注度越來越高，科研經濟投入也在逐漸加大，許多科研成果已經得到發展和推廣，被應用在眾多的領域設備中。例如與計算機技術，人工智能技術等現代化技術相結合，特別是與電氣控制系統相輔相成作用下，相關設備的電力系統的運行和控制越來越智能化，功能也越來越多元化，從一定程度上說，甚至比人為更加高效精準，解放了生產力。并且在安全方面，電氣自動化技術也有著不俗的表現，如針對故障的診斷預警和分析，這對于變電站而言，可極大，提高其運行的的可靠性與安全性。自動化技術的實踐應用要在一個全面設計過程下確保產品以及相關電子設備的質量，同時，技術應用的便捷性和經濟適用性也應是整個電氣自動化技術在變電站使用過程中一直堅持的原則，這也是電氣自動化技術在不久的將來實現人工智能化操作的關鍵。

3變電站自動化技術應用現狀

目前在我國變電站綜合性的自動化技術已經由過去主要用于電力系統主干網、城市集中供電網絡以及農村地區的供電網絡，逐漸擴展到企業中的供電系統網絡中。對于運營的電壓等級由最初的35～110kV低壓變電站逐漸發展為現階段的220～500kV中高壓變電站，在低壓運營階層主要有10V甚至低至0.4kV的配電網絡，這些電壓等級可以涵蓋到所有的變電網絡，變電站的自動化技術涉及自動控制技術、遠程控制技術、繼電保護措施、信息測量檢測統計等方面，雖然在現階段對于變電站的自動化技術有了長足、快速的發展，但在某些方面還有所欠缺。

4自動化變電技術發展趨勢

4.1智能化的一次設備

變電站的自動化進程中，主要由智能化的一次設備包括電子式互感器、智能斷路器、集成型電子開關設備以及智能電子裝置，與網絡化的二次設備以IEC61850標準為通信規范，對自動化的變電站信息進行共享化處理。電子式互感器在變電站自動化進程中，可使得集成化處理和控制保護措施的數字化得以實現。由于變電站的繼電保護和數據測量控制中電子式互感器有寬闊的頻率范圍，可以實現電力數據的集成共享。在電力網絡出現問題時，通常會有瞬時的波形變化，電子式互感器對信號的變化比較敏感，有足夠的響應速度。對于電力系統而言抵抗外界干擾的特性是很重要的，電子式互感器的絕緣特性使得原先只能集中安置的高壓線路保護裝置及變壓器的保護裝置，現在可以分散性安裝在合適的地點。利用光纖技術以及局域網絡技術使得各種PROSCADA接口集成聯系起來，組成一個優化的分散式數字化系統。

4.2實現了可視化多媒體的監控系統

未來變電站綜合自動化技術能夠實現可視化多媒體監控系統，有效提升信息傳輸效率，滿足變電站對系統緊急控制的需求，及時收集和反饋數據信息，并將所收集的數據信息準確存儲到計算機系統之中，以方便各個工作部門與工作人員對數據進行評價和審核。在數字化的進程中，變電站內部設備件普遍采用IEC61850通信規約，由于這一規約的系統性和標準性，為變電站內智能設備間實現互操作性提供了基礎，在站內擔任監控和保護的設備與站級控制層都應用統一通信規約，使得各廠家生產的二次設備間能夠進行無縫信息交換，實現互操作性。

結束語

隨著電力應用技術的發展，變電站數字化進程成為一種必然的趨勢。在這一進程中對于變電站內的一次設備而言，隨著系統的發展逐漸走向智能化，電子式互感器的出現，成為變電站一次設備的革命性突破，獲得更多的自主控制權。對于二次設備的技術改進，主要體現在實現二次設備的網絡化，采取IEC61850的國際統一的通信規約，為數字化變電站內設備間實現信息的交互性提供保證。

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（作者單位：廣西鑫源電力勘察設計有限公司）