供配電系統(tǒng)電氣自動(dòng)化應(yīng)用探究

左曉晶 吳迪 林巖 李錦

摘要：供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成，它是保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行、滿足社會(huì)生產(chǎn)生活需要的重要基礎(chǔ)設(shè)施。將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用于供配電系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。通過加強(qiáng)系統(tǒng)信息采集能力，提高系統(tǒng)信息傳輸效率，有效提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和效率，實(shí)現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置，并通過智能配電加強(qiáng)對地方電網(wǎng)的統(tǒng)一管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)處理故障問題，提高供配電系統(tǒng)整體運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：供配電系統(tǒng);電氣自動(dòng)化;應(yīng)用探究

1 供配電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要是通過計(jì)算機(jī)終端，對系統(tǒng)運(yùn)行各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化管理控制，實(shí)現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置，要獨(dú)立分析和處理系統(tǒng)線路的運(yùn)行故障，建立線路的各種用電情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，發(fā)出警告并進(jìn)行處理，為供配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。在供配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為管理層、中間層和基礎(chǔ)層。其中，系統(tǒng)管理層是供配電的最高層次，主要起到對地方電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一管理的作用，通過智能配電的方式保證供配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)化;中間層的主要功能是實(shí)現(xiàn)主站與終端設(shè)備之間的通信連接，有效提高系統(tǒng)的通信效率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行，起到監(jiān)控分擔(dān)管理負(fù)擔(dān)的作用;基礎(chǔ)層是供配電的底層，其主要功能是通過各種終端設(shè)備對供配電網(wǎng)絡(luò)中的各種信息進(jìn)行采集和監(jiān)控，以提高保護(hù)效果。

2 電氣自動(dòng)化在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用功能

2.1 檢測監(jiān)控功能

在供配電系統(tǒng)中，借助電氣自動(dòng)化檢測監(jiān)控功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)中各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)通過將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與相關(guān)數(shù)據(jù)的對比分析，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的故障問題，并發(fā)揮報(bào)警信息，以確保故障問題得到及時(shí)處理。此外，電氣自動(dòng)化檢測監(jiān)控功能還可以將系統(tǒng)中的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與分析，作為故障信息識別及處理的可靠依據(jù)。例如：在運(yùn)行狀態(tài)沒有異常顯示的供配電系統(tǒng)中，電氣自動(dòng)化檢測監(jiān)控功能能夠準(zhǔn)確快速識別脫離運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)范圍的參數(shù)，并將警示信息及時(shí)向管理人員發(fā)布，管理人員通過警示信息，可以對系統(tǒng)運(yùn)行問題進(jìn)行準(zhǔn)確排查，以排除系統(tǒng)運(yùn)行故障隱患。從而實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，在系統(tǒng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性得到充分保障的基礎(chǔ)上，有效降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高資源利用率。

2.2 控制功能

在傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)的運(yùn)行中，對人工操作的依賴性很強(qiáng)，但人工操作具有很強(qiáng)的局限性。系統(tǒng)運(yùn)行受到氣溫、濕度、氣壓等因素的影響，影響了系統(tǒng)的精度，降低了運(yùn)行效率，對操作人員的人身安全有一定的威脅。電氣自動(dòng)化在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，借助于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，既可以減輕工人的工作量，又可以提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，充分保證了操作人員的人身安全，同時(shí)也減少了干擾因素的影響，提高了自動(dòng)控制的準(zhǔn)確性和可靠性，提高了系統(tǒng)的效率。

2.3保護(hù)功能

電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)保護(hù)中的典型應(yīng)用是機(jī)電保護(hù)。機(jī)電保護(hù)自動(dòng)化能及時(shí)鎖定系統(tǒng)運(yùn)行故障，實(shí)現(xiàn)故障元件或設(shè)備的自動(dòng)選擇性快速切除，保證無故障部件的連續(xù)運(yùn)行。同時(shí)，對于非正常運(yùn)行，為保證選擇性，通常要求保護(hù)延時(shí)，根據(jù)檢修情況發(fā)出動(dòng)作信號，配合自動(dòng)重合閘等，避免停電或輸電問題，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

3供配電系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 供配電系統(tǒng)對電氣自動(dòng)化的需求

結(jié)合供配電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展和存在的問題，可以確定的是供配電系統(tǒng)對于電氣自動(dòng)化技術(shù)有著迫切的需求，可以通過引進(jìn)電氣自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化發(fā)展。從電氣自動(dòng)化應(yīng)用特點(diǎn)來分析，電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中應(yīng)用的目的主要是發(fā)揮對供配電系統(tǒng)的保護(hù)和監(jiān)控作用。利用先進(jìn)的技術(shù)，能夠?qū)┡潆娤到y(tǒng)進(jìn)行智能化的監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)故障，可以自行分析故障并且修復(fù)故障，如果發(fā)現(xiàn)安全隱患，可以自動(dòng)報(bào)警，提示工作人員處理。

從電氣自動(dòng)化的功能上分析，電氣自動(dòng)化具有控制功能、保護(hù)功能和檢測功能。例如，利用控制功能可以對供配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制，保證了工作人員的安全，也降低了專業(yè)要求，提高了工作效率。對于保護(hù)功能來說，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自動(dòng)化管理，有效地提升配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作之后，一旦發(fā)現(xiàn)故障，可以及時(shí)地采取措施，提高供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對于檢測功能來說，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)的監(jiān)測功能化對供配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力質(zhì)量、遠(yuǎn)程測量、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和電網(wǎng)參數(shù)等進(jìn)行監(jiān)控。就電力質(zhì)量而言，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)判斷電力系統(tǒng)線路在供電和配電環(huán)節(jié)是否存在干擾或者損壞問題，如果存在問題，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。

3.2 供配電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用

在供配電系統(tǒng)中運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的集中監(jiān)控。在供配電系統(tǒng)中，通過發(fā)揮電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢，讓其監(jiān)控系統(tǒng)更加完善和優(yōu)化。而集中監(jiān)控系統(tǒng)是供配電系統(tǒng)中的重要組成部分，對相關(guān)信息進(jìn)行采集和處理，同時(shí)，其也容易被干擾，如電纜線過長會(huì)影響監(jiān)控效果。而引入電氣自動(dòng)化技術(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控自動(dòng)化，提高監(jiān)控系統(tǒng)的有效性和效果。以某工程為例，把電氣自動(dòng)化系統(tǒng)引入供配電系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的集中監(jiān)控。

第二，電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)的電纜監(jiān)控中的應(yīng)用，有利于合理開展電纜規(guī)劃。不僅可以加大監(jiān)控力度，還能提高經(jīng)濟(jì)效益。電纜線的正常運(yùn)行直接關(guān)系到供配電的安全穩(wěn)定，在供配電系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)電纜線時(shí)，需要通過一定的監(jiān)控設(shè)備對電纜線的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)督，保證電纜線的穩(wěn)定。而電氣自動(dòng)化的引入，就可以選擇出最佳電氣監(jiān)控設(shè)備，提高抗干擾能力，更好地發(fā)揮出監(jiān)控的作用，實(shí)現(xiàn)對供配電系統(tǒng)中電纜與電纜的監(jiān)控，可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題和故障，采取措施，降低損失。

第三，電氣自動(dòng)化在供配電系統(tǒng)的變壓電站中的應(yīng)用。變壓電站是一種常見設(shè)備，變壓電站最為關(guān)鍵的就是電氣設(shè)備的選擇。而且電氣設(shè)備直接關(guān)系著電氣自動(dòng)化技術(shù)在變壓電站中的應(yīng)用和功能實(shí)現(xiàn)，所以在選擇電氣設(shè)備時(shí)，不僅要考慮供配電系統(tǒng)的實(shí)際情況，還需要詳細(xì)地分析各種電氣設(shè)備的型號、參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等，只有進(jìn)行多方對比，才能選擇最合適的設(shè)備。電氣設(shè)備是電氣自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，相關(guān)人員也需要加以注意。

4電氣自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用分析

4.1確保數(shù)據(jù)信息的安全。

盡管電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中具有很高的應(yīng)用價(jià)值，但系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全管理卻不容忽視。電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)信息種類繁多，內(nèi)容廣泛。借助電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集、集成、分析和管理，對現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題下達(dá)處理指令，為改善和保障電力運(yùn)行環(huán)境提供重要的數(shù)據(jù)信息支持，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息共享。例如在供電中發(fā)生輸電線路線損的情況下，為了保證供電的順利進(jìn)行，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識別故障，然后進(jìn)行無功補(bǔ)償，以減少線損的負(fù)面影響。由此可見，電氣自動(dòng)化技術(shù)的綜合應(yīng)用可以整合和優(yōu)化數(shù)據(jù)信息，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 電力輸送網(wǎng)自動(dòng)化能力的提高。

雖然電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中有著較為全面的應(yīng)用效果，但最重要的改進(jìn)是提高電力系統(tǒng)輸能網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化能力。首先，實(shí)現(xiàn)電力資源的合理配置。不同行業(yè)、不同地區(qū)的用電需求差異較大。如果采用平均分配法，不僅會(huì)導(dǎo)致部分用電需求大的地區(qū)出現(xiàn)缺電，也會(huì)導(dǎo)致部分地區(qū)出現(xiàn)電力過剩。通過電氣自動(dòng)化，根據(jù)不同地區(qū)對電能的實(shí)際需求，合理分配電能，既能保證正常供電，又能避免電能浪費(fèi)，節(jié)約大量電力資源。

其次，針對供電故障問題，通過電氣自動(dòng)化技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并對系統(tǒng)采集到的故障數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，從而得出具體的故障結(jié)論和處理方案。這樣既可以快速完成故障排查和處理，又可以避免因故障造成的大面積停電，保證供電的順利進(jìn)行。

最后，由于供配電系統(tǒng)會(huì)涉及更多的操作技術(shù)，如果采用人工操作，必然會(huì)出現(xiàn)操作失誤，進(jìn)而引發(fā)一系列的故障問題。電氣自動(dòng)化的應(yīng)用可以減少人工操作的次數(shù)，大部分操作指令可以通過系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出和執(zhí)行，從而降低操作失誤率。這些方面充分反映了供配電系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢，也滿足了當(dāng)前電力運(yùn)行的基本要求。

4.3供配電系統(tǒng)升級優(yōu)化。

供電是一項(xiàng)復(fù)雜的運(yùn)行管理工作，如果缺乏電氣自動(dòng)化技術(shù)，將會(huì)使供電管理工作更加復(fù)雜，故障發(fā)生的頻率也會(huì)更高。因此，有必要將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，使其具有更高的智能化水平，從而在應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電能的充分供應(yīng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)是電氣自動(dòng)化的核心技術(shù)之一，要充分發(fā)揮其應(yīng)用效果，必須加強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)水平，使計(jì)算機(jī)技術(shù)與整個(gè)供配電系統(tǒng)串聯(lián)，從而完成智能電網(wǎng)建設(shè)。在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，可以對供配電系統(tǒng)進(jìn)行升級和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)的跨層配置。例如，如果一個(gè)工業(yè)區(qū)出現(xiàn)電力短缺，可以利用智能電網(wǎng)技術(shù)將電力從高水平的總電網(wǎng)分配到低水平的區(qū)域電網(wǎng)，滿足區(qū)域電網(wǎng)的用電需求，使電網(wǎng)的電力資源配置更加智能化。

4.4PLC技術(shù)的應(yīng)用。

在目前的供配電系統(tǒng)中，要想真正實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，提升電氣自動(dòng)化水平，必須要有PLC技術(shù)作為支撐。PLC（可編程邏輯控制器）是一種可以進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算的先進(jìn)技術(shù)，能夠比較好的對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析和利用。將其用于供配電系統(tǒng)中，能夠?qū)﹄娏\(yùn)行網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高效管理，不僅降低了運(yùn)行管理人員的工作量，同時(shí)也提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。通過應(yīng)用PLC可以完成對傳統(tǒng)電力運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)控制功能優(yōu)化，使整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率更加突出。

5電氣自動(dòng)化的應(yīng)用趨勢分析

對于供配電系統(tǒng)來說，采用電氣自動(dòng)化是其未來一段時(shí)期發(fā)展的主要方向，這主要是由以下原因造成的：首先，社會(huì)生產(chǎn)生活和建設(shè)發(fā)展對電能的需求過大，現(xiàn)有供配電系統(tǒng)規(guī)模明顯不符合實(shí)際運(yùn)行要求;其次，由于電力供應(yīng)的逐步增長，所涉及的電力數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)幾何增長模式，如果僅僅依靠傳統(tǒng)的供配電系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行;三是供電企業(yè)正處于轉(zhuǎn)型改革的關(guān)鍵時(shí)期。對于供配電系統(tǒng)來說，必須實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化，以提高故障處理能力和供電穩(wěn)定性。因此，要提高供配電系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，必須在應(yīng)用現(xiàn)有電氣自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成技術(shù)的創(chuàng)新和拓展，使電氣自動(dòng)化的應(yīng)用范圍更廣，覆蓋面更廣，輻射距離更長，控制能力更強(qiáng)，使電氣自動(dòng)化能夠?yàn)殡娏υO(shè)備提供全面的運(yùn)行安全保障，這不僅是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，也是提高供配電系統(tǒng)電氣自動(dòng)化水平的必由之路。

結(jié)束語

總的來說，電氣自動(dòng)化在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。因此，電氣自動(dòng)化的應(yīng)用是供配電系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。在這一過程中，電力部門應(yīng)注重技術(shù)人才的培養(yǎng)，使電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用更加合理和科學(xué)。未來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，它必將成為電網(wǎng)運(yùn)行的支柱技術(shù)，并向智能化方向發(fā)展。

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