變電站電氣自動化與電力安全運行研究

李 海 王 慧 李 瑛 肖星輝

（1.中山職業技術學院 機電工程學院中山 528404；2.廣東省金融學院基礎后勤管理處 廣州 510521； 3.國網江西省電力有限公司宜春供電分公司宜春 336000；4.國網江西省電力有限公司上高縣供電分公司宜春 336400）

1 變電站電氣自動化與電力安全運行相關基礎內容概述

變電站主要指電力系統中變換電流和電壓、接收和分配電能以及控制電力和流向的電力基礎設施，簡言之即改變電壓的場所，具體可分為一類、二類、三類和四類變電站。變電站可以通過變壓器將各級電網有機聯系起來。電氣自動化主要涉及電機及變頻拖動技術、電子技術、模電和數電、電力監控、過程控制及電氣自動控制技術等方面。電力安全運行主要指在明確電力安全管理、職責和健全安全的監督體系基礎上，確保電網系統安全穩定運行。它的網絡拓撲如圖1所示。

圖1 調度機房/變電站無人值守嵌入式管理系統監控結構拓撲圖

2 變電站電氣自動化系統構成

為了更好地研究變電站的電氣自動化和電力安全運行，需要了解變電站電氣自動化系統的核心構成和相關原理。

2.1 系統框架

變電站電氣自動化一般采用分層式構造結構，分為如下3層。第一，網絡層，主要負責高效數據傳輸。第二，間斷層，主要負責變電站各電氣設備的指令下發、故障報警與分析、實時監控以及電氣設備保護等。第三，站控層，通過物聯網信息化技術，實現電氣設備的遠程參數控制。

2.2 系統硬件設計

根據以上系統框架，采取冗余方式合理配置相應的電氣設備，主要包含服務器、交換機、線纜、電量采集和保護設備等。為了確保電力安全運行，還需要隔離開關量信號。

3 變電站電氣自動化應把握的原則

隨著電氣自動化技術的日益成熟，它在變電站和電氣工程領域的應用實踐逐漸普及，成為變電站現代化發展的重要力量。電氣自動化技術在應用實踐中需要把握以下原則：在引入電氣自動化新技術時，必須堅持合理性原則，選擇符合電氣工程實際需求的技術方案，確保其能安全、穩定地融入已有設備的環境中，從而發揮相應的功能；變電站電氣自動化技術的應用必須堅持科學性原則，根據電力系統建設發展趨勢完成變電站電氣自動化，以滿足電力裝備的運行標準。

4 變電站電氣自動化與電力安全運行的重要意義

傳統的變電站自動化程度較低，使得變電站運行質效水平較低，是現代電力系統亟待解決的關鍵性問題。因此，近年來傳統變電站電氣自動化改造如火如荼，各種先進變電設備、測控裝置、光纖和變電站新技術大量應用，使得變電站運行更穩定、安全，維護也更高效、便捷，提升了電能質量。同時，隨著電氣自動化新技術的應用，原來占地面積大的老式變電站被新型變電站取代，極大地降低了電網建設用地投資成本，提升了經濟效益[1]。

5 變電站電氣自動化與電力安全運行具體措施研究

5.1 變電站電氣自動化具體措施

第一，加大變電站設備投入，引入新技術和新設備，優化電氣自動化技術，實現電力系統故障的自動判斷和快速定位，并進行有效隔離，從而最大限度減少對其他線路的影響，提升電氣自動化管理效能。同時，應加強對通信、信息處理和電子信息新技術的理論知識研究，以及其對實踐應用的有機融合，優化和完善設計，重新組合變電站二次設備功能，從而實現對變電站所有設備運行的實時監測和精準控制。實踐證明，變電站電氣自動化的有效應用，能較好地取代傳統的二次設備，使其二次接線更加便捷，提升了管理效率，降低了成本。

第二，變電設備運行狀態實時監測是實現電氣自動化控制的基礎，通過對變電站設備電氣自動化的改造升級，使其具備關鍵數據自動采集上報和狀態控制的功能[2]。通過對數據的智能分析，能夠制定正確的變電站設備控制策略，對電力安全運行起到了極為關鍵的作用。通常，對變電站設備的電壓、電流和負載變化等數據進行實時采集和監控，利用分析模型就能準確識別出故障特征，從而判斷故障類型和嚴重等級，進而有針對性地排查和維修故障，確保電力安全運行。

5.2 電力安全運行具體措施

5.2.1 強化互聯網信息技術的應用

隨著網絡通信技術的飛速發展，電力監測數據采集和傳輸具有了更高的數據傳輸率和更穩定的傳輸質量，顯著的提升了變電站電氣自動化的效率。在變電站升級改造中，應充分結合信息化技術，提升電氣自動化和智能化，從而為變電站的安全運行奠定堅實的基礎[3]。

5.2.2 建立和健全電力安全管理體系

首先，大力提升電力安全運行管理意識，制定和完善相關安全管理體系、各項操作規程和實施細則，制定完整的安全培訓方案，以提升電力運維人員的整體綜合素質和安全意識。其次，鼓勵相關電力工程技術和維護人員不斷學習和提升專業素養和技能，通過考核后持證上崗。加強相關技術和運維人員培訓，確保其能準確掌握各種設備性能和關鍵參數，從而對故障快速響應，確保電力安全運行[4]。再次，應加強日常工作器具的維修保養和更換，確保器具的安全和正常使用，避免因工具損壞而出現安全意外。最后，應實行電力安全監管責任制，哪個環節出現問題，由其負責人承擔相應的責任，從而加強工作人員的責任心，增加工作績效，確保電力安全運行[5]。

6 結語

綜上所述，進一步加強變電站電氣自動化與電力安全運行研究是行業發展的大勢所趨，在確保電力安全運行、提升經濟效益和推動國民經濟平穩發展等方面發揮了重要作用。