變電站電氣自動化模式與應(yīng)用論文
1引言
變電站電氣自動化就是將信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動化技術(shù)等與變電站的基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合，保證變電站安全、可靠運行。我國的電氣行業(yè)一直走在世界前列，變電站自動化的發(fā)展水平較高，目前已經(jīng)有希望實現(xiàn)110kV及以下電壓等級變電站的無人值守以及110kV以上電壓等級的變電站少人值守。隨著電氣自動化技術(shù)在變電站中的深入運用，不但可以節(jié)省更多的人力資源，而且可以提高變電站的整體運行質(zhì)量。變電站實現(xiàn)電氣自動化還可以推動電力服務(wù)智能化進程。采用電氣自動化技術(shù)，可以提高電力系統(tǒng)運行的準確性，及時對故障進行反應(yīng)，保證系統(tǒng)的安全、高效運行，提高服務(wù)的智能化。此外，變電站實現(xiàn)電氣自動化有利于對系統(tǒng)進行動態(tài)仿真，可以利用大量的實時數(shù)據(jù)同時進行靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定性分析，提高仿真的效果。
2變電站電氣自動化的主要模式
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，變電站電氣自動化已經(jīng)形成了較為成熟的應(yīng)用模式，主要包括相對分散模式、集中模式、完全分散模式等。
2.1相對分散模式
相對分散模式產(chǎn)生于上世紀九十年代末，大范圍應(yīng)用于我國各地的變電站。分散的涵義是自動化裝置根據(jù)變電站的不同電壓等級或是一次系統(tǒng)的建設(shè)，把變電站分成兩個或兩個以上的分散區(qū)域，在每個區(qū)域的內(nèi)部分別裝設(shè)自動化設(shè)備，獨立發(fā)揮保護、測控等作用。之所以成為相對分散，是因為具有總控能力的主站以及濾波等控制設(shè)備采用集中設(shè)置的方式，均設(shè)置在變電站的中央控制室，通過中央控制室和各個分散區(qū)域的總線進行通信。
2.2集中模式
集中模式是對各類電氣自動化設(shè)備進行集中調(diào)節(jié)和控制，各設(shè)備集中安置在一個地方，但是設(shè)備之間在物理概念上幾乎沒有聯(lián)系。由于設(shè)備在空間上比較相近，應(yīng)該充分利用不同等級的計算機系統(tǒng)，通過I/O接口擴展，對各類電信號、開關(guān)信號、動作信號等進行采集和處理，從而實現(xiàn)測控和保護功能。
2.3完全分散模式
完全分散變電站中的各種電氣自動化設(shè)備除了與主變壓器、母線、高壓線路有關(guān)的自動化設(shè)備依然采取集中式安裝之外，其他自動化設(shè)備比如與低壓輸電線路、電流互感器、電壓互感器有關(guān)的自動化裝置等，都直接安裝在設(shè)備間隔甚至一次系統(tǒng)中，通過系統(tǒng)總線進行相互聯(lián)系。這種模式大大節(jié)約了電纜的使用，降低了建設(shè)成本，而且具有高度的可靠性和靈活性。隨著電力系統(tǒng)自動化水平的提高，完全分散模式將取代相對分散模式應(yīng)用于變電站的自動化系統(tǒng)中，具有良好的發(fā)展前景。
3變電站電氣自動化的主要應(yīng)用
3.1在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，通過通信技術(shù)和傳感技術(shù)的有機融合，可以實現(xiàn)對變電站的電氣設(shè)備進行在線監(jiān)測，從而降低每年因定期檢修所帶來的巨大人力、物力浪費以及由此帶來的供電損失。
3.2在事故處理中的應(yīng)用
采用電氣自動化技術(shù)，可以對各類事故進行追憶和記錄，從而可以對事故進行正確、及時的處理。系統(tǒng)發(fā)生故障后，自動化系統(tǒng)可以及時記錄與故障有關(guān)的開關(guān)量、動作量等信息，便于對事故進行正確的分析和處理。
3.3在自行診斷中的應(yīng)用
采用電氣自動化技術(shù)，可以對變電站中各電氣設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時掌握和歷史數(shù)據(jù)和給定參考量進行對比，從而可以迅速找出故障的源頭，并通過計算機分析后發(fā)出控制命令進行處理，幫助系統(tǒng)進行自我恢復(fù)。
3.4在交流采集中的應(yīng)用
對變電站的各種運行數(shù)據(jù)進行采集和分析是電氣自動化的巨大優(yōu)勢。通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將采集到的電信號轉(zhuǎn)變成離散的數(shù)字信號傳送給計算機，可以得到電壓、電流、功率、開關(guān)狀態(tài)等信息。這些信息為事故分析和故障排除提供充足的數(shù)據(jù)支持。
3.5在微機保護中的應(yīng)用
變電站自動化技術(shù)的一個主要應(yīng)用是微機繼電保護，其數(shù)據(jù)來源于通過交流采集系統(tǒng)計算機可以得到電壓、電流、功率等物理量。如果系統(tǒng)發(fā)生故障，計算機接收到的物理量發(fā)生顯著變化，通過對比分析后，計算機發(fā)出相應(yīng)的控制指令進行處理，對保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有良好的作用。
4變電站電氣自動化的發(fā)展前景
隨著智能電網(wǎng)的構(gòu)建，我國的變電站電氣自動化技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。但是由于我國的工業(yè)整體發(fā)展水平不高，還需要其他學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)進步相配合。另外，我國生產(chǎn)自動化裝置的企業(yè)較多，產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一的標準，往往難以相互兼容，為現(xiàn)場使用帶來困難。制定統(tǒng)一的國家標準，提高自動化裝置的兼容性，是實現(xiàn)提高變電站電氣自動化水平的必然選擇。
5結(jié)語
隨著電力系統(tǒng)整體自動化水平的提高，依賴于信息技術(shù)進步的變電站自動化技術(shù)也將得到飛躍式的發(fā)展。但是，我們應(yīng)該清醒得認識到，盡管變電站電氣自動化建設(shè)已經(jīng)積累了很多成功經(jīng)驗并具有較為良好的發(fā)展前景，我國電力行業(yè)的自動化建設(shè)還需要相當程度的發(fā)展，這需要所有電力行業(yè)工作者的共同努力。
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