變電站電氣自動化實現電力安全運行的途徑思考

熊煥文

江西能創電力勘察設計有限公司，中國·江西 南昌 330000

在中國社會經濟發展速度不斷加快，科學技術發展水平不斷提高的形勢下，電力系統的建設也日趨于完善。在中國電力系統的建設與運行過程中，變電站是最重要的一個構成內容。變電站的運行狀態，對于整個電力系統的運行質量都有著直接的影響。在變電站逐步實現電氣自動化的形勢下，如何保障電力系統的安全運行，成為社會各界關注的焦點。基于此，論文重點針對變電站電氣自動化實現電力安全運行的途徑進行了詳細的分析，希望可以對相關工作者提供參考。

變電站；電氣自動化；安全運行

1 引言

在電力系統的日常運行過程中，變電站是最重要的電能輸出部分。變電站能夠維持正常運行狀態，直接關系著電力系統的穩定性與高效性。在社會經濟發展逐步加大了電能資源使用需求的同時，電力的安全運行也受到了高度的重視。但是，變電站電氣自動化的實現，以及電力的安全運行，卻容易受到多種因素的影響。只有對這些影響因素進行深入的分析，并提出針對性的解決措施，才能夠提升變電站的電氣自動化運行質量與電氣安全運行質量。

2 變電站電氣自動化和電力安全運行的重要性

無論是站在電力企業角度考慮，還是站在廣大用電用戶角度考慮，變電站電氣自動化和電力安全運行的重要性都非常突出。第一，中國的電網規模與電能輸送范圍的不斷擴大，對于變電站的運行水平提出了更高的要求。變電站的工作強度更高，管理難度更大。只有有效提高變電站的電氣自動化程度，保障電力的安全運行，才能夠從整體上提高變電站的管理水平，滿足中國電力系統改革的相關要求。第二，電能資源是一種清潔型能源[1]。在新時代下，無論是社會經濟的發展，還是人們日常生活工作的開展，都已經離不開電能資源的穩定供應。尤其是各種電氣設備的普及，更是為人們的日常生活與工作提供了極大的便利，提高了人們的生活質量。這些電氣設備的運行，便依賴于變電站電氣的自動化與電力的安全運行。圖1 為變電站自動化的體系結構。

圖1 變電站自動化的體系結構

3 變電站電氣自動化實現電力安全運行的影響因素

3.1 自動化系統設計因素

要想實現變電站電氣自動化運行，自動化系統的設計是第一步。如果自動化系統設計不夠合理，那么變電站電力的安全運行也會受到相應的影響。例如，如果自動化系統設計中的安全設計不完善，電氣設備機組的控制就容易出現各種各樣的故障問題，甚至對電力的安全運行產生影響。又如，如果自動化系統設計出現了線路運行短路故障，不僅會增大電力故障、設備故障的出現概率，還有可能使電力企業遭受巨大的經濟損失，使相關工作人員的生命財產安全受到威脅。

3.2 人員專業素養因素

在變電站電氣自動化程度不斷提高的過程中，對于操作人員與維護人員的數量與質量要求也越來越高。一方面，操作人員如果沒有較高的專業水平，不能嚴格按照相關要求操作自動化設備，或者保證自動化設備操作的規范性與標準性，不能有效調整自動化設備的操作指令，那么必然會引起變電站電氣自動化的異常運行，甚至因為運行故障而使電氣設備遭到難以逆轉的損壞。另一方面，維護人員如果沒有足夠的專業素養，在對變電站機組設備進行維護的時候，存在著維護周期過長，維護質量較差等問題，將無法優化自動化設備的運行性能，無法改變自動化設備運行能耗過高的問題，甚至頻繁出現安全故障。

3.3 管理制度因素

近幾年來，變電站管理制度不完善，是中國部分變電站發生電力安全事故的主要原因。很多變電站都沒有形成一個相對系統、完善的管理制度，變電站的管理在安全方面存在著很多漏洞[2]。一旦電氣設備出現運行故障，無法正常輸出電能，那么變電站在日常運行過程中面臨的電力安全風險就會偏大。

3.4 網絡通信質量因素

網絡通信技術是實現變電站電氣自動化的核心。網絡通信技術的應用，在提高變電站電氣自動化運行質量，增強電氣設備控制效果等方面發揮著極為重要的作用。在變電站電氣自動化運行過程中，如果網絡通訊質量較差，或者出現了通訊異常問題，那么變電站電氣自動化控制系統中的一些指令傳輸就會被中斷，電氣設備的控制力度就會降低，電力調配質量就會下降。

3.5 硬件與軟件因素

硬件設備，對于變電站電氣自動化的控制質量有著直接的影響。如果變電站的電氣設備處于超負荷運行狀態或者帶病運行狀態，那么變電站的電氣自動化運行質量也會降低。如果工作人員沒有對電氣設備進行有效的維護與調配，那么將會對電氣設備的運行性能產生影響，甚至增大電氣設備出現運行故障的概率，使電氣設備無法達到預期的使用壽命。電氣設備出現運行故障的概率越高，其后期的維護成本也就越高，發生電力安全事故的概率也就越高，電力企業因此而遭受的經濟損失也就越大。

變電站電氣自動化運行過程中，各種傳感器和網絡傳輸線路是維持電氣設備機組與控制組件正常運行的關鍵。這些傳感器和網絡傳輸線路的功能以數據的抓取與分析，指令的傳輸、設備的響應為主。如果變電站電氣自動化控制系統出現閃退、卡頓、響應錯誤、停止運行等現象，就意味著變電站的電氣自動化軟件出現了問題。

4 變電站電氣自動化實現電力安全運行的途徑

4.1 對系統設計與壓力測試予以完善

要想維持變電站電氣自動化的穩定運行，保障變電站電力的安全運行，需要對相應的系統設計與壓力測試予以完善。設計單位與建設單位需要從多個不同的層面，對系統設計進行完善。首先，做好需求溝通，加強造價成本分析，并根據實際情況進行設計方案的編訂，加強技術設計可行性的研究。其次，對現場進行實地勘察，對地質條件、環境條件、交通條件、網絡通訊設施以及電氣設備等方面有一個全面的了解，并對相關數據進行整理與優化。最后，構建專門的信息溝通平臺，并將設計進度與功能設計情況及時發布到這一平臺上，直至控制系統設計完成。

另外，壓力測試主要由兩部分組成：一部分是模擬測試，另一部分是現場測試。在模擬測試過程中，要將模擬測試軟件與自動化控制軟件結合在一起，在維持軟件正常運行狀態的基礎上，對系統的潛在故障與異常現象進行測試，確保軟件的應用功能能夠得到正常的發揮[3]。如果通過測試發現了一些問題，則應當及時采取相應的優化和恢復措施。在完成模擬測試之后，還需要對變電站機組的運行控制系統進行測試，確保系統功能的正常發揮。

4.2 加強工作人員的培訓教育

要想維持變電站電氣自動化的穩定運行，保障變電站電力的安全運行，需要加強工作人員的培訓教育，提高工作人員的專業素養。首先，從社會或者高校當中引進一批高質量的人才，組建一支優秀的人才隊伍。其次，對現有人員進行全方位的培訓教育，增強工作人員的專業素養與能力，確保工作人員能夠利用自身的專業所學，對變電站電氣自動化設備進行規范化的操作。最后，對工作人員進行人性化管理，提高工作人員對電力企業的歸屬感。同時，定期組織開展技術比賽和實戰演練活動，幫助工作人員積累更多的工作經驗。

4.3 對變電站管理制度進行完善

要想維持變電站電氣自動化的穩定運行，保障變電站電力的安全運行，需要對變電站管理制度進行完善，并借助安全管理制度、運維管理制度和生產管理制度等，對工作人員的日常工作行為進行約束，提升變電站電氣自動化運行水平。其一，對變電站的電氣自動化運行特點進行分析，對電力安全運行需求進行分析，并以此為基礎進行技術管理，將技術管理體現到相關管理制度當中，借助先進的技術優化，保證管理制度的落實，提升變電站運行的安全性與穩定性[4]。其二，給出明確的系統技術規范，并借此加強人員工作行為的約束，確保技術人員能夠在準確把握變電站電氣自動化運行原理與電力安全運行需求的基礎上，利用技術模擬與實戰演練，發現變電站運行中存在的各種問題，并進行相應的處理與解決。

4.4 加強網絡通信系統的安全防護

加強網絡通信系統的安全防護，也能夠有效提高變電站電氣自動化運行質量，保障變電站電力的安全運行。鑒于此，在利用網絡通信系統進行安全防護的過程中，無論是管理人員，還是設計人員，都應當從以下三方面入手，提高網絡通訊系統的安全防護水平：第一，對網絡通訊系統的防雷接地設計予以高度的重視，加強系統防雷接地設計質量的控制；第二，加強安全防護軟件的安裝與應用，加強變電站的微機監測系統的應用（如圖2 所示）；第三，在實際的管理工作中，要結合操作人員的工作內容，為其設置不同等級的系統使用權限。

圖2 變電站的微機監測系統

4.5 加強硬件設備與軟件系統的維護與更新

加強硬件設備與軟件系統的維護與更新，在實現變電站電氣自動化，提高變電站電力安全運行水平等方面發揮著極為重要的作用。變電站應當對站內的軟件系統進行定期的更新與升級，對軟件系統內的冗余文件進行定期的刪除，對軟件系統的維護程序進行定期的優化與完善，確保軟件系統的運行質量能夠得到持續的提高[5]。另外，變電站還需要對硬件設備進行定期的檢修與維護，對受損嚴重的配件進行及時的更新與替換，以此來提升電氣設備的運行性能，延緩電氣設備的老化，降低電氣設備的損耗，以此來減少相關安全事故的發生。

5 結語

綜上所述，在自動化系統設計、人員專業素養、管理制度、網絡通信質量、硬件與軟件等因素的影響下，變電站電氣自動化與電力的安全運行始終存在著一些問題。要想提高變電站電氣自動化運行水平，加強電氣安全運行質量控制，則應當重點對系統設計、壓力測試、變電站管理制度進行完善、加強工作人員的培訓教育、加強網絡通信系統的安全防護、加強硬件設備與軟件系統的維護與更新。