石春霞

【摘 要】隨著電氣時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字化的變電站技術(shù)理所當(dāng)然的成為目前世界上最為先進(jìn)的電力資源分配自動(dòng)化技術(shù)。文章根據(jù)IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)，組成了現(xiàn)代化多層次、智能化、信息化的現(xiàn)代變電站系統(tǒng)。基于變電站數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)變電站自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)發(fā)展的探究性話(huà)題顯得非常必要。采用數(shù)字化技術(shù)的變電站，不僅可以提高系統(tǒng)的可靠性，加快對(duì)運(yùn)行信息的處理。還在很大的程度上實(shí)現(xiàn)了變電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少了變電站從建設(shè)到運(yùn)行維護(hù)的資金投入。為變電站的運(yùn)行創(chuàng)造最高的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】變電站；自動(dòng)化；發(fā)展

引言

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，城市化的覆蓋區(qū)域逐漸廣泛，城市化程度也在逐漸加深，作為城市運(yùn)行保障的電力系統(tǒng)供應(yīng)壓力逐漸增大，在未來(lái)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展程度也必將隨著科技的發(fā)展更加廣闊和深入。

1變電站自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的功能以及相應(yīng)要求

變電站在電力資源分配利用過(guò)程中有著不可忽視的作用，根據(jù)所處理運(yùn)行的電壓等級(jí)以及標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)設(shè)備，變電站基于數(shù)字化的自動(dòng)化系統(tǒng)有不同的作用。首先，自動(dòng)化系統(tǒng)是整個(gè)變電站的控制系統(tǒng)，主要是相關(guān)工作人員用來(lái)對(duì)整個(gè)變電站運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀的監(jiān)視和控制，對(duì)出現(xiàn)故障的系統(tǒng)信息進(jìn)行記錄，對(duì)一些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量、記錄。其次，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的保護(hù)作用也是很重要的一方面，其中對(duì)線(xiàn)路保護(hù)的自動(dòng)開(kāi)合閘，對(duì)輸電母線(xiàn)的保護(hù)性措施，以及對(duì)最重要的變壓器的電壓保護(hù)。此外，在對(duì)系統(tǒng)正常進(jìn)行的支持方面，主要表現(xiàn)在設(shè)備維修、設(shè)備處于非正常狀態(tài)的恢復(fù)性、故障自動(dòng)恢復(fù)性。

2變電站中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要意義

電氣自動(dòng)化技術(shù)是屬于電氣工程領(lǐng)域的一項(xiàng)新興發(fā)展技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)我國(guó)的電氣領(lǐng)域邁向更高階段，現(xiàn)代的自動(dòng)技術(shù)憑借自身跟緊科技潮流發(fā)展步伐的特有功能如自動(dòng)控制以及自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)于一些電氣工程方面的傳統(tǒng)技術(shù)沒(méi)有辦法解決的難題，在曾經(jīng)的電器設(shè)備中自動(dòng)調(diào)節(jié)的難題一直困擾著技術(shù)人員得不到更好更便捷的處理，當(dāng)下技術(shù)發(fā)展解決了這樣問(wèn)題，能夠預(yù)見(jiàn)現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)日益精良的發(fā)展為人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)的福祉。電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用是電氣工程一項(xiàng)十分重要的技術(shù)實(shí)踐，變電站的安全可靠運(yùn)行是影響大到城市建設(shè)、軌道交通、航空航天以及軍事方面，小到居民日常生活等需要的重要基礎(chǔ)與保障。為了使變電站的運(yùn)行穩(wěn)定高效，持續(xù)為城市發(fā)展提供能源，保證城市用電，將電氣自動(dòng)化技術(shù)在眾多電力系統(tǒng)領(lǐng)域投入使用。自動(dòng)化技術(shù)的革新也將帶來(lái)變電站運(yùn)行時(shí)人力財(cái)力消耗成本的降低，促進(jìn)變電站的運(yùn)轉(zhuǎn)水平有一個(gè)質(zhì)的提升。電氣自動(dòng)化技術(shù)在這些方面都有不可代替的作用。

（1）推動(dòng)實(shí)時(shí)仿真工作的開(kāi)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(kāi)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(kāi)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）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(wú)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(lái)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。例如與計(jì)算機(jī)技術(shù)，人工智能技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)相結(jié)合，特別是與電氣控制系統(tǒng)相輔相成作用下，相關(guān)設(shè)備的電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制越來(lái)越智能化，功能也越來(lái)越多元化，從一定程度上說(shuō)，甚至比人為更加高效精準(zhǔn)，解放了生產(chǎn)力。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(guò)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(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)人工智能化操作的關(guān)鍵。

3變電站自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在我國(guó)變電站綜合性的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)由過(guò)去主要用于電力系統(tǒng)主干網(wǎng)、城市集中供電網(wǎng)絡(luò)以及農(nóng)村地區(qū)的供電網(wǎng)絡(luò)，逐漸擴(kuò)展到企業(yè)中的供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中。對(duì)于運(yùn)營(yíng)的電壓等級(jí)由最初的35～110kV低壓變電站逐漸發(fā)展為現(xiàn)階段的220～500kV中高壓變電站，在低壓運(yùn)營(yíng)階層主要有10V甚至低至0.4kV的配電網(wǎng)絡(luò)，這些電壓等級(jí)可以涵蓋到所有的變電網(wǎng)絡(luò)，變電站的自動(dòng)化技術(shù)涉及自動(dòng)控制技術(shù)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)、繼電保護(hù)措施、信息測(cè)量檢測(cè)統(tǒng)計(jì)等方面，雖然在現(xiàn)階段對(duì)于變電站的自動(dòng)化技術(shù)有了長(zhǎng)足、快速的發(fā)展，但在某些方面還有所欠缺。

4自動(dòng)化變電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

4.1智能化的一次設(shè)備

變電站的自動(dòng)化進(jìn)程中，主要由智能化的一次設(shè)備包括電子式互感器、智能斷路器、集成型電子開(kāi)關(guān)設(shè)備以及智能電子裝置，與網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為通信規(guī)范，對(duì)自動(dòng)化的變電站信息進(jìn)行共享化處理。電子式互感器在變電站自動(dòng)化進(jìn)程中，可使得集成化處理和控制保護(hù)措施的數(shù)字化得以實(shí)現(xiàn)。由于變電站的繼電保護(hù)和數(shù)據(jù)測(cè)量控制中電子式互感器有寬闊的頻率范圍，可以實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的集成共享。在電力網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，通常會(huì)有瞬時(shí)的波形變化，電子式互感器對(duì)信號(hào)的變化比較敏感，有足夠的響應(yīng)速度。對(duì)于電力系統(tǒng)而言抵抗外界干擾的特性是很重要的，電子式互感器的絕緣特性使得原先只能集中安置的高壓線(xiàn)路保護(hù)裝置及變壓器的保護(hù)裝置，現(xiàn)在可以分散性安裝在合適的地點(diǎn)。利用光纖技術(shù)以及局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得各種PROSCADA接口集成聯(lián)系起來(lái)，組成一個(gè)優(yōu)化的分散式數(shù)字化系統(tǒng)。

4.2實(shí)現(xiàn)了可視化多媒體的監(jiān)控系統(tǒng)

未來(lái)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)可視化多媒體監(jiān)控系統(tǒng)，有效提升信息傳輸效率，滿(mǎn)足變電站對(duì)系統(tǒng)緊急控制的需求，及時(shí)收集和反饋數(shù)據(jù)信息，并將所收集的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中，以方便各個(gè)工作部門(mén)與工作人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)和審核。在數(shù)字化的進(jìn)程中，變電站內(nèi)部設(shè)備件普遍采用IEC61850通信規(guī)約，由于這一規(guī)約的系統(tǒng)性和標(biāo)準(zhǔn)性，為變電站內(nèi)智能設(shè)備間實(shí)現(xiàn)互操作性提供了基礎(chǔ)，在站內(nèi)擔(dān)任監(jiān)控和保護(hù)的設(shè)備與站級(jí)控制層都應(yīng)用統(tǒng)一通信規(guī)約，使得各廠家生產(chǎn)的二次設(shè)備間能夠進(jìn)行無(wú)縫信息交換，實(shí)現(xiàn)互操作性。

結(jié)束語(yǔ)

隨著電力應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，變電站數(shù)字化進(jìn)程成為一種必然的趨勢(shì)。在這一進(jìn)程中對(duì)于變電站內(nèi)的一次設(shè)備而言，隨著系統(tǒng)的發(fā)展逐漸走向智能化，電子式互感器的出現(xiàn)，成為變電站一次設(shè)備的革命性突破，獲得更多的自主控制權(quán)。對(duì)于二次設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)，主要體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，采取IEC61850的國(guó)際統(tǒng)一的通信規(guī)約，為數(shù)字化變電站內(nèi)設(shè)備間實(shí)現(xiàn)信息的交互性提供保證。

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（作者單位：廣西鑫源電力勘察設(shè)計(jì)有限公司）