淺談電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用

張澤

湖南電力工程咨詢有限公司 湖南長沙 410000

從傳統(tǒng)變電站角度出發(fā)，變電站新型技術(shù)創(chuàng)新、變電站供電，以電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)電力事業(yè)的不斷發(fā)展。電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站勢(shì)在必行，且變電站智能化是社會(huì)進(jìn)步的關(guān)鍵所在。

1 變電站中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要意義

1.1 實(shí)現(xiàn)電力服務(wù)的智能化

電力資源是當(dāng)今社會(huì)非常重要的能源，研究電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性極為重要。原因是電力系統(tǒng)維持著社會(huì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和居民的生活需要。試想電力系統(tǒng)的任何一個(gè)環(huán)節(jié)一旦出現(xiàn)故障無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，小到一個(gè)家庭，大到整個(gè)社會(huì)可能都將陷至癱瘓。社會(huì)相關(guān)行業(yè)對(duì)電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)的關(guān)注度越來越高，科研經(jīng)濟(jì)投入也在逐漸加大，許多科研成果已經(jīng)得到發(fā)展和推廣，被應(yīng)用在眾多的領(lǐng)域設(shè)備中。并且在安全方面，電氣自動(dòng)化技術(shù)也有著不俗的表現(xiàn)，如針對(duì)故障的診斷預(yù)警和分析。這對(duì)于變電站而言，可極大提高其運(yùn)行的可靠性與安全性。自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用要在一個(gè)全面設(shè)計(jì)過程下確保產(chǎn)品以及相關(guān)電子設(shè)備的質(zhì)量。同時(shí)，技術(shù)應(yīng)用的便捷性和經(jīng)濟(jì)適用性也應(yīng)是整個(gè)電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站使用過程中一直堅(jiān)持的原則，這也是電氣自動(dòng)化技術(shù)在不久的將來實(shí)現(xiàn)人工智能化操作的關(guān)鍵[1]。

1.2 推動(dòng)實(shí)時(shí)仿真工作的開展

電氣自動(dòng)化技術(shù)還可以提高供電質(zhì)量，有助于在此技術(shù)條件下開展實(shí)時(shí)仿真工作，實(shí)時(shí)仿真最希望處理信號(hào)的兩種響應(yīng)狀態(tài)即暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)能夠同步存在，而電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可幫助技術(shù)人員可以在這種仿真環(huán)境的基礎(chǔ)建設(shè)條件下測(cè)試電力裝置實(shí)現(xiàn)同步實(shí)驗(yàn)，確保科研人員收集數(shù)據(jù)的仿真工作順利開展，進(jìn)一步為電力系統(tǒng)的信息收集環(huán)節(jié)提升參考數(shù)據(jù)的精確程度，保證電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 電氣自動(dòng)化在變電站中的應(yīng)用

2.1 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用于變電站的主要模式

①相對(duì)分散模式的應(yīng)用。1990年前后，相對(duì)分散模式就在全國開始試點(diǎn)，隨后就被推廣沿用至今，并且設(shè)計(jì)領(lǐng)域也日益廣泛。相對(duì)分散模式主要是通過對(duì)相對(duì)分散的小塊區(qū)域的變電站形式采取集中管理方式，建立小區(qū)內(nèi)部設(shè)備小室，安裝監(jiān)控安保設(shè)施，形成一系列小室據(jù)點(diǎn)。但總控制功能仍要實(shí)現(xiàn)，因此集中安裝波形錄制器、通信控制器、直流安裝之類的特殊設(shè)備儀器。最后，通過建立工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)整體控制分散，集中控制小室據(jù)點(diǎn)，小室據(jù)點(diǎn)控制分散區(qū)域?qū)崿F(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)。②分層分散模式的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中的分層分散模式適用有一定的局限性，多針對(duì)安全監(jiān)控，這種模式的實(shí)質(zhì)即模擬中低壓變電站自動(dòng)化模式。依照設(shè)備間隔控制區(qū)域小室據(jù)點(diǎn)高壓線路、主變電線、母線設(shè)備中的中央通信信號(hào)、監(jiān)控保護(hù)。電容器和輸出設(shè)備直接安裝在一次設(shè)備上。依照通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)總線鏈接各個(gè)模塊。該種模式降低了變電站系統(tǒng)工作進(jìn)程中的包含材料費(fèi)、人工費(fèi)等運(yùn)營成本。從結(jié)構(gòu)方面也減少了大量連接電纜，使得二次設(shè)備間之間聯(lián)系更加清晰便捷。這種模式結(jié)構(gòu)簡單靈活，抗干擾能力強(qiáng)，維護(hù)管理簡單易行的優(yōu)點(diǎn)隨著自動(dòng)化技術(shù)先進(jìn)的發(fā)展應(yīng)用逐漸被普及，適用場景不再困囿于單一模式。可見分層分散模式前景應(yīng)用廣闊。③集中模式的應(yīng)用。集中模式主要是在安裝通訊模塊、監(jiān)控預(yù)警模塊、保護(hù)模塊等多功能分裝模塊在同一個(gè)特殊操作控制室，并且這些模塊均獨(dú)立運(yùn)行互不影響。對(duì)于電路外圍的接口進(jìn)行擴(kuò)展集中放置模式非常有效[2]。

2.2 變電站中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

①在變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)電力系統(tǒng)中有監(jiān)控需要的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，電氣自動(dòng)化技術(shù)就是通過結(jié)合計(jì)算機(jī)通訊與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)提升變電站的電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，超越空間的局限性，實(shí)時(shí)監(jiān)控了解設(shè)備，及時(shí)診斷調(diào)整存在的安全隱患和運(yùn)行問題，從而提升電力系統(tǒng)的安全性與可控性，保障整個(gè)變電站電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。②對(duì)變電站各數(shù)據(jù)采集和處理應(yīng)用。應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)各種設(shè)備故障和事件播錄測(cè)距；設(shè)備運(yùn)行的開關(guān)跳合情況；隔離開關(guān)、斷路器等狀態(tài)數(shù)據(jù)；包含脈沖、狀態(tài)、模擬信號(hào)等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄。通過對(duì)各類數(shù)據(jù)集中整合，配置設(shè)施監(jiān)督各電路功能，判斷電路是否存在故障，分析監(jiān)控系統(tǒng)反饋收回的問題和隱患數(shù)據(jù)，對(duì)收集得到的數(shù)據(jù)在模擬仿真的環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)算處理，保護(hù)收集到的信號(hào)序列，保障運(yùn)行安全，提前做好應(yīng)急預(yù)案。數(shù)據(jù)的分析和處理是設(shè)備維護(hù)的關(guān)鍵一環(huán)。③在變電站自行診斷中的應(yīng)用。變電站實(shí)現(xiàn)自主診斷的功能得益于科技的發(fā)展和進(jìn)步。在電氣自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相及作用下，對(duì)變電站中的數(shù)據(jù)采集分析處理，在模擬仿真技術(shù)下可以迅速鎖定故障所在點(diǎn)，及時(shí)的針對(duì)故障采取緊急有效的措施，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)下的人工智能化。降低故障發(fā)生概率，節(jié)約人力資源，提高工作效率，保證設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。④在變電站計(jì)算機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用。自動(dòng)化技術(shù)推廣應(yīng)用到電力系統(tǒng)對(duì)變電站中的電路保護(hù)有著非常重要的意義。首先計(jì)算機(jī)將對(duì)各個(gè)電路系統(tǒng)的電氣設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行收集整合，然后收集到的信息再由計(jì)算機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)，通過自動(dòng)化技術(shù)采取相應(yīng)措施保護(hù)變電站中的變壓器和線路等電氣設(shè)備。

3 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的逐步發(fā)展，國家對(duì)科技創(chuàng)新的未來發(fā)展也寄予了厚望。變電站運(yùn)行穩(wěn)定安全是工業(yè)發(fā)展，社會(huì)穩(wěn)定、居民生活的社會(huì)生產(chǎn)與生活運(yùn)轉(zhuǎn)正常的重要基礎(chǔ)與保障。電氣自動(dòng)化技術(shù)是推動(dòng)變電站穩(wěn)定高效運(yùn)行的高新智能技術(shù)，提升供電質(zhì)量，維護(hù)穩(wěn)定安全，提高工作效率，是電力系統(tǒng)能夠持續(xù)為社會(huì)發(fā)光發(fā)熱的最為重要的保障措施之一[3-4]。