变电站电气自动化控制系统可靠性分析王加梅

变电站电气自动化控制系统可靠性分析王加梅

王加梅

山东省环能设计院股份有限公司，山东济南250000

摘要：智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向，而智能变电站是智能电网的基础，是连接发电和用电的枢纽。随着应用网络技术、开放协议、设备在线监测、电力信息接口标准、变电站全景电力数据平台等方面的发展，驱动了变电站一次、二次设备技术的融合以及变电站运行方式的变革。与传统的变电站相比，智能变电站具备技术先进、安全可靠、占地少、成本低、维护少、环境好等优势。论文阐述了智能变电站特征功能及优势，简要分析了在工程设计中电气自动化设计专业的主要内容，并表述了电气自动化技术在实际智能变电站工程中的运用。

关键词：电气自动化；综自变电站；智能变电站；可靠性

中图分类号：TM76文献标识码：A

1引言

随着科学技术的进步，人们对资源的需求量不断增加，既对变电站数量提出了要求，同时也对质量提出了更高层次的要求，其目的是希望变电站安全性和技术性有更进一步的突破。要想更好地实现变电站自动化设计，就要将计算机与各项技术融合在一起，这样就能大大简化工作人员的操作流程，还能收集和分析运行的信息，给工作人员带来操作上的便利。

2电气自动化控制系统

电气自动化控制系统指的是：以现代化的计算机技术为核心，与电子通讯技术充分结合，形成一种新的电气系统。这一系统的功能包括自动故障管理、自动分析、自动绘图等，还可以实现配电自动化的补充，但是这之间的数据采集方式是不同的。电气自动化系统主要作用于变电站的电气自动化控制。由于这一系统可以有效分析故障问题，并且及时解决问题，保障系统运行安全，所以被广泛应用于变电站当中。其可以对变电站的各项数据进行处理，及时解决问题，实时了解变电站工作状态，避免出现故障，从而提高供电质量。电气自动化设计是根据产品要求来制定，对不同产品的成本、外观等方面进行考虑。产品成本是指产品所消耗的财力物力，因而降低产品成本成为了电气工程自动化系统的设计原则之一。外观则代表了产品的外形条件，体现了一个产品的工艺性，所以外形的美观也是其设计原则的组成部分之一。还有一点最重要的因素就是产品的实用性，作为一个产品，其自身的实用性实最主要的，电气工程产品需要做到结构简单，操作简单，并且安全人性化，符合企业生产的需求。

3电气自动化系统功能

3.1保护功能

继电保护是对整个系统实现实时保护的重要措施，继电保护设备均配置在变电站内。比如：对母线实现保护的母差保护、对变压器保护的差动和瓦斯保护，以及对线路进行保护的纵差保护等。当发生故障的时候，继电保护设备能够通过采集的数据量迅速判断出故障设备位置，迅速完成断开开关等一系列电气自动化控制，从而将故障设备迅速从系统中切除并发出报警信号，保障了无故障设备继续安全稳定的运行。在整个过程中事故记录也是保护设备保护功能之一，随着系统运行方式的改变以及系统内设备的更改能够在线修改保护定值。保护装置相对比较独立，监控后台并不能直接控制，但是能够反映保护运行中的相关异常以及信号。

3.2测控

测控是电气自动化装置完成对整个变电站运行、状态等数据采集，以及变电运维人员在监控主机完成对一次设备进行开断控制的总称。变电站运行数据包括电压、电流、功率等一些表现系统运行量的参数，状态数据包括设备的开断状态、异常告警信号以及事故跳闸等信号参量。这些数据量通过电力电缆、通信光缆、无线电信号等传输方式传输到自动化控制系统中，并集中在变电站主控的监控里进行反应，方便系统运维人员进行查询。

3.3自我诊断

系统的自我诊断是系统自我判断的一种方式，准确地讲电气自动化系统属于二次范畴，其自身的运行维护也是十分重要的，电气自动化设备的自我诊断功能就提供了这样的便利。对自动化系统进行定期检修和维护时，通过该功能可以很方便地定位到具体的故障装置以及查询缺陷类型，大大缩短了故障设备的检修时间，在很大程度上提高了变电站的可靠性指标。此外，电气自动化系统还应具备时钟校对功能。

4变电站电气自动化控制系统可靠性

4.1网络化一键式智能操作功能

将间隔层设备定为主题，使变电站间隔设备运行状态的切换达到一键式智能操作。比之前的站控层分步操作更加简练，变电站倒闸操作更加安全快捷，更好地规避了误操作。比如，智能甩负荷应用，可以提供快速甩负荷功能，运行人员通过一键式智能操作完成甩负荷，在系统发生扰动后的200ms内即可完成，相较于传统变电站分步操作，大大节约了操作时间，确保了系统供电质量和可靠性。

4.2分析设计软件系统的情况

关于系统软件设计的流程，要特别注意设计之后的审核评定，要尽可能的做到没有瑕疵。而这一系列的流程过后，就可以完成自动控制，从而对于工作效率也有所提高。设计内容包括报表打印、权限管理、在线诊断、事件调用、序列记录和统计计算等。大多数的技术人员会使用模块化的方法应用到功能模块设计当中，它的优势就是在于可以用成熟的技术来是设计后的功效达到最大化。比如，A/D采集模块的设计，对于电压和电流信号可以从二者之间的互感器的二次侧进行收集，并且将所收集到的信号使用A/D转换器转换成数字信号，在这个转化的过程中其信号可以不受干扰并且进行隔离。对于A/D转换器所收集到的信息数据，可以通过计算机的处理模块进行分析，从而对所收集到的数据进行进一步划分和保存。人机界面也存在于该模块当中，多功能操作是其亮点，可以进行在线操作。输入和输出的功能使用的是I/O模块转换器，将所输入的信号转化为接触信号，然后再进行输出。输入模块主要由一个开关来做主、辅触点，进行齿轮信号的提取等工作。电能计量柜可以对电能进行计量和数据分析，和微机继电保护装置相比，功能界面的设计具有共同点。系统网口选择的是与双网监控所连接的双网口。有一些接口也存在于电能计量接口当中，也可以通过一些设备来进行信号的收集。比如一些智能的仪器接口，可以通过相关设备与多个系统相联系，方便整体系统的管理。比如一些通信系统，在正常运用这些系统的过程中，也要进行适当调试。总体来说，也是对于变电站电力自动化和安全运行的一个重要保障。

4.3站域保护及控制

主保护是被保护设备继电保护整定中的快速保护,具备天然选择性,与其他间隔不配合。而被保护设备单元及相邻单元后备保护，就需和其他单元后备保护组织配合。当系统结构复杂时，常规保护各个单元后备保护之间的配合越来越困难。随着智能变电站的快速发展，全变电站信息乃至区域电网信息的共享，配置基于全站乃至区域电网信息的站域保护也就成为可能。能依据实时同步的测量数据实现系统检测、分析等高级功能。根据网络拓扑结构和潮流变化，智能调整定值。

5结束语

变电站是整个电力系统输电线路的落点，也是系统的枢纽节点，变电站安全可靠的重要性不言而喻。作为变电运维以及变电检修人员，熟悉变电站的电气自动化系统构成以及功能对于日常工作有着重要的意义。

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