試論變電站自動(dòng)化技術(shù)在電解鋁整流系統(tǒng)中的應(yīng)用

梁春

摘 要：為了探究變電站自動(dòng)化技術(shù)在電解鋁整流系統(tǒng)中的應(yīng)用，筆者首先闡述變電站自動(dòng)化技術(shù)和電解鋁整流系統(tǒng)的組成，發(fā)現(xiàn)：在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用下，裝置中的數(shù)據(jù)可以及時(shí)上傳到監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)中，提升電解供電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，滿足變配電要求，節(jié)約能源。因此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行提取，做好硬軟件的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，提升整個(gè)整流變電站的運(yùn)行質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：電解鋁整流系統(tǒng);自動(dòng)化技術(shù);變電站;設(shè)計(jì)應(yīng)用

變電站自動(dòng)化技術(shù)從本質(zhì)上講就是指為了保證系統(tǒng)的分布式和開(kāi)放性，對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，通過(guò)全面微機(jī)化的綜合自動(dòng)化控制，使得整流變電站運(yùn)行更加安全可靠，提高整流變電站運(yùn)行管理的自動(dòng)化水平，如今已經(jīng)成為電力系統(tǒng)的重要組成部分。基于此，筆者從實(shí)踐角度出發(fā)，分析自動(dòng)化技術(shù)在電解鋁整流系統(tǒng)中的應(yīng)用，為相關(guān)建設(shè)者提供參考性依據(jù)。

一、變電站自動(dòng)化技術(shù)的組成

變電站自動(dòng)化技術(shù)主要以TranSys系統(tǒng)為核心，主站監(jiān)測(cè)層主要為雙機(jī)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)控制層的保護(hù)監(jiān)控為單元式裝置。在以太網(wǎng)上級(jí)調(diào)度中心，裝置中的數(shù)據(jù)可以及時(shí)上傳到監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)中，此時(shí)，相關(guān)工作人員可以根據(jù)該種數(shù)據(jù)，對(duì)變電系統(tǒng)電氣運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提升電氣運(yùn)行可靠性。在軟件配置中，主要利用兼容性較大的系統(tǒng)，比如PecStar軟件，可以與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成，可以長(zhǎng)時(shí)間滿足數(shù)據(jù)穩(wěn)定性、完整性、一致性，響應(yīng)時(shí)間足夠短，用戶界面更加簡(jiǎn)潔。

二、電解鋁整流系統(tǒng)的組成

整流變電站運(yùn)行的關(guān)鍵，取決于二次設(shè)備的工作性能[1]。提高整流變電站運(yùn)行管理的自動(dòng)化水平，在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)信息資源共享。在使用微機(jī)監(jiān)控及保護(hù)技術(shù)時(shí)，整個(gè)電解鋁的整流可以分為整流和電解這兩個(gè)部分，整流和電解的每個(gè)單元由各自的保護(hù)單元、智能通訊單元構(gòu)成，有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能，提高了穩(wěn)流精度。并且，利用電解鋁整流系統(tǒng)，改變模擬屏的作用及顯示方式，做到微機(jī)遙控方法的改進(jìn)，提升電解供電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，便于工作人員監(jiān)控整流所供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況。如今，整流變電站自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)成為一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，可以實(shí)現(xiàn)電解鋁發(fā)電，該種自動(dòng)化系統(tǒng)功能強(qiáng)大，會(huì)涉及到多種多樣的設(shè)備，技術(shù)人員只有保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)思路，才可以提高電流效率，滿足變配電要求，在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)降低工作成本的主要目的。

三、電解鋁整流系統(tǒng)中，變電站自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）硬件設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在電解鋁整流系統(tǒng)中，變電站自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用，主要體現(xiàn)在硬件設(shè)計(jì)上，以監(jiān)控裝置為核心，利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行提取、監(jiān)督和檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享，同時(shí)也可以避免數(shù)據(jù)采集的重復(fù)性，提高變電站的自動(dòng)化控制水平。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.電解整流器，電解整流器的應(yīng)用，可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，穩(wěn)壓精度小于1.5%，輸入電壓為三相AC380V+10% 50～60 Hz，穩(wěn)流精度小于1.5%，輸出直流電壓為DC0～+48V可調(diào)，裝置整體規(guī)格為750mmx1650mmx750mm，在系統(tǒng)中便于維護(hù)和安裝，可以有效提高開(kāi)關(guān)電源的工作效率;2.電流差動(dòng)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用，型號(hào)為HNR6083，適用于110～330 kV電壓等級(jí)的母線，在基于PLC的電解鋁整流供電系統(tǒng)中，該型號(hào)電流差動(dòng)繼電保護(hù)裝置可以進(jìn)行TV斷線告警、母線絕緣監(jiān)測(cè)告警和低電壓告警;3.智能通信處理器的應(yīng)用，該設(shè)備具備64位計(jì)算機(jī)芯片，可以進(jìn)行多端口通信傳輸，型號(hào)為L(zhǎng)S1020A，屬于高度集成的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包含帶ECC保護(hù)，具備一定先進(jìn)性和安全性。

（二）軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用

軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用主要體現(xiàn)在微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)這一方面，整流系統(tǒng)的微機(jī)監(jiān)控采用了DlSA 2型變電站自動(dòng)化系統(tǒng)[2]。模塊化程度高，分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為靈活，測(cè)控單元采用局部分散式配置方式，主控室內(nèi)則安裝微機(jī)，具備數(shù)據(jù)采集、控制等功能，總控單元也可以與測(cè)控單元之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，后臺(tái)采用nNT2000后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，在一定程度上實(shí)現(xiàn)信息資源的共享。其監(jiān)控系統(tǒng)原理框架為（以110KV為例）：1.110KV開(kāi)關(guān)場(chǎng);2.自耦變壓器;3.飽和電抗器;4.整流器;5.直流母線;6.電解系統(tǒng)。該種系統(tǒng)設(shè)計(jì)適用于35～500kV各等級(jí)的變電站，控室內(nèi)則安裝微機(jī)，各測(cè)控單元均可完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)的采集，并且在電解鋁的過(guò)程中，可以調(diào)節(jié)變壓器的檔位，來(lái)調(diào)節(jié)電壓和電流，根據(jù)顯示值的變化，對(duì)電流、電壓的突變作出報(bào)警提示，使得測(cè)量精度小于O.5級(jí)，絕對(duì)誤差不能超過(guò)4V。

（三）運(yùn)行要求

變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用還體現(xiàn)在，整流系統(tǒng)的各個(gè)部分均能實(shí)現(xiàn)智能檢測(cè)。數(shù)字化和智能化不僅體現(xiàn)在調(diào)節(jié)器上，還體現(xiàn)在產(chǎn)品調(diào)試軟件化、故障錄波功能、遠(yuǎn)程診斷、調(diào)節(jié)器故障自診斷、狀態(tài)檢修、信號(hào)傳輸組態(tài)技術(shù)、光纖通訊技術(shù)等多種方面，透過(guò)自動(dòng)化技術(shù)手段，直接計(jì)算出本機(jī)的有功功率，相關(guān)技術(shù)人員讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行故障分析。在變電站運(yùn)行過(guò)程中，大電流將產(chǎn)生巨大的恒定磁場(chǎng)，可能出現(xiàn)磁場(chǎng)干擾問(wèn)題，但是各控制柜采用了具有屏蔽功能的金屬外殼，因此保證設(shè)備免受強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，不影響硬軟件設(shè)備的正常使用。同時(shí)，在人機(jī)界面中，整流系統(tǒng)各部分參數(shù)都顯示在觸摸屏上，因此可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，根據(jù)數(shù)據(jù)變化，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)整流系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行預(yù)警，并在自動(dòng)化技術(shù)加持下，自動(dòng)處理事故，提高一次設(shè)備運(yùn)行的可靠性和壽命，使得輸變電電流和電壓更加穩(wěn)定。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，整流變電站在鋁冶煉企業(yè)生產(chǎn)中，具有重要作用，并且隨著整流裝置控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，供電的整流設(shè)備也基本滿足要求，但是整流設(shè)備負(fù)荷率高，要想實(shí)現(xiàn)精益維護(hù)，降低故障發(fā)生率，就必須利用自動(dòng)化技術(shù)，采用工業(yè)計(jì)算機(jī)控制，保持調(diào)節(jié)器供電電源穩(wěn)定性和可靠性，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性改革。

參考文獻(xiàn)：

[1]高杉雪，束洪春，陳義宣，李玲芳，高孟平.大規(guī)模電解鋁負(fù)荷接入對(duì)滇東南電網(wǎng)穩(wěn)定影響及解決措施[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2021，15（12）：20-27.

[2]劉三紅，梁雯，張偉.基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的資源性產(chǎn)品成本定價(jià)機(jī)制研究——以電解鋁為例[J].價(jià)格理論與實(shí)踐，2021（04）：104-107.