司樹(shù)華

摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)進(jìn)步飛快，用電需求越來(lái)越多，相應(yīng)的對(duì)于變電站建設(shè)帶來(lái)了沉重的壓力，作為電力系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，變電站運(yùn)行穩(wěn)定性與否直接影響到我國(guó)電力供應(yīng)安全。由于變電站承載著周邊城鎮(zhèn)的供電需求，所以?xún)?nèi)部電氣設(shè)備較多，為了能夠保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)是十分有必要的，能夠顯著提升電氣設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，保證電力安全運(yùn)行。由此，本文主要就變電站電氣自動(dòng)化與電力安全運(yùn)行進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際情況，就其中存在的問(wèn)題，提出合理的改善措施，以求更好的推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)做出更大貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】變電站 電氣自動(dòng)化 安全運(yùn)行

現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的同時(shí)，對(duì)電力需求度隨之增加，變電站作為電力系統(tǒng)中重要組成部分，保證電力安全運(yùn)行是十分有必要的。但是近年來(lái)，由于我國(guó)電力事業(yè)的改革，電力事故屢屢發(fā)生，這些事故的發(fā)生直接影響到社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展?？梢哉f(shuō)，電網(wǎng)安全運(yùn)行意義重大，加之電氣自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際工作中的應(yīng)用，大量先進(jìn)電氣設(shè)備在運(yùn)行中容易受到外部客觀因素的影響，所以，迫切的需要結(jié)合實(shí)際情況提出合理的預(yù)防措施。所以，加強(qiáng)對(duì)變電站電氣自動(dòng)化與電力安全運(yùn)行研究是十分有必要的，有助于為后續(xù)研究和實(shí)踐工作開(kāi)展提供參考依據(jù)，具有十分深遠(yuǎn)的影響。

1 變電站電氣自動(dòng)化對(duì)電力安全運(yùn)行的意義

就電力行業(yè)本質(zhì)而言，是我國(guó)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展中不可或缺的組成部分，社會(huì)發(fā)展無(wú)法離開(kāi)電力，同時(shí)電力作為一種清潔能源，在當(dāng)前可持續(xù)戰(zhàn)略推行的今天，具有十分深遠(yuǎn)的意義。變電站作為電力系統(tǒng)中重要組成部分，主要承擔(dān)著電流和電壓調(diào)控的職責(zé)，能否安全運(yùn)行直接影響到電力系統(tǒng)整體安全，對(duì)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展產(chǎn)生影響。變電站中包括變壓器、電動(dòng)機(jī)、電抗器、開(kāi)關(guān)以及電纜等等，這些設(shè)備主要承擔(dān)著電能的傳輸和配送，還有其他的輔助設(shè)備，對(duì)這些一次設(shè)備運(yùn)行狀況好壞進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將其中存在的不安定因素及時(shí)上報(bào)進(jìn)行處理，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定。在變電站應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)具有十分重要的作用，針對(duì)電力輔助設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，不僅能夠有效保證變電站安全運(yùn)行，解決其中存在的故障問(wèn)題，降低事故發(fā)生幾率，還有助于提高電力系統(tǒng)管理水平。此外，電氣自動(dòng)化能夠降低電力系統(tǒng)燃料費(fèi)用，降低成本，提升電能輸送效率，提升電力企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 變電站電氣自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)途徑

變電站電氣自動(dòng)化是電力行業(yè)發(fā)展的必然選擇，通過(guò)設(shè)計(jì)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)ψ冸娬局须娏υO(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，對(duì)于其中存在的故障問(wèn)題及時(shí)上報(bào)相關(guān)部門(mén)，予以解決，盡可能降低電力系統(tǒng)故障帶來(lái)的影響。

2.1 系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)

電氣系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要分為三個(gè)部分組成，間隔層、網(wǎng)絡(luò)層以及站控層。其中間隔層主要是通過(guò)傳感器來(lái)收集站內(nèi)電力設(shè)備運(yùn)行狀況，對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行整理和分析，接收控制面板傳遞的指令，實(shí)現(xiàn)保護(hù)電力設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的作用。網(wǎng)絡(luò)層是電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，傳輸速率為1000Mbps，通訊網(wǎng)絡(luò)主要是由兩條以太網(wǎng)組成；站控層則是系統(tǒng)的核心部分，主要負(fù)責(zé)變電站內(nèi)部電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況監(jiān)控，對(duì)設(shè)備運(yùn)行發(fā)布操作指令，一旦設(shè)備出現(xiàn)安全故障問(wèn)題就會(huì)啟動(dòng)報(bào)警功能，并對(duì)變電站內(nèi)電力設(shè)備故障問(wèn)題進(jìn)行智能分析，選擇合理的方法進(jìn)行維護(hù)，保證設(shè)備正常運(yùn)行。

2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

變電站內(nèi)電力設(shè)備硬件配置需要結(jié)合實(shí)際需要，網(wǎng)絡(luò)層中包括交換機(jī)、通信電纜、光纖接口等，間隔層包括電能采集裝置、高壓開(kāi)關(guān)柜、監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)，站控層則需要兩臺(tái)服務(wù)器、兩臺(tái)監(jiān)控機(jī)、一套GPS對(duì)時(shí)器等[3]。硬件之間數(shù)據(jù)源傳輸主要是采用Mod bus通信協(xié)議，采用雙以太網(wǎng)傳輸。此外，在配置電力設(shè)備硬件時(shí)，需要考慮到20%的冗余，隔離開(kāi)關(guān)量信號(hào)。

2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中主要包括對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集和處理、監(jiān)控和報(bào)警、人機(jī)交互以及統(tǒng)計(jì)計(jì)算等多環(huán)節(jié)等。

功能模塊設(shè)計(jì)。在對(duì)電力系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際需要引進(jìn)先進(jìn)的A/D采集模塊，能夠?qū)⒉杉降碾娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，防止信號(hào)受到干擾，保證信號(hào)質(zhì)量；計(jì)算機(jī)處理模塊能夠?qū)Σ杉玫降臄?shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行分析，提供人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢(xún)或者操作等功能；I/O模塊則是能夠?qū)⑹艿降男盘?hào)轉(zhuǎn)換為接點(diǎn)信號(hào)，進(jìn)行輸出，這個(gè)輸出模塊主要是來(lái)源于設(shè)備輔助接點(diǎn)，能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)情況進(jìn)行分析和判斷；電能計(jì)量模塊則是對(duì)電能傳輸大小進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測(cè)。

功能接口設(shè)計(jì)。采用雙網(wǎng)口繼電保護(hù)器，分別接入電力監(jiān)控系統(tǒng)，依據(jù)電能計(jì)量設(shè)備規(guī)約，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能數(shù)據(jù)參數(shù)的收集。由于監(jiān)控系統(tǒng)本身自帶通訊接口和報(bào)警系統(tǒng)，所以可以同其他通訊設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，為后續(xù)電力系統(tǒng)調(diào)試提供參考數(shù)據(jù)支持。

3 結(jié)論

綜上所述，變電站作為我國(guó)電力系統(tǒng)中重要的組成部分，為了能夠更好的保證電力安全運(yùn)行，推行電氣自動(dòng)化過(guò)程中需要結(jié)合實(shí)際需要，做出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，對(duì)于電力設(shè)備存在的故障問(wèn)題及時(shí)上報(bào)進(jìn)行處理，為電力安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]方汀，王寬，陳佑健等.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試若干問(wèn)題闡述[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012，38（3）：118-121，139.

[2]劉洋，羅毅，易秀成等.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的軟件可靠性研究[J].繼電器，2013，34（18）：31-34，51.

[3]劉燕，秦雯.基于CAN總線(xiàn)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J].繼電器，2013，35（18）：54-56.

作者單位

許繼電氣股份有限公司 河南省許昌市 461000