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        變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

        2016-01-28 08:52:26王俊梅
        大科技 2016年25期
        關(guān)鍵詞:自動(dòng)裝置微機(jī)模塊化

        王俊梅

        (國網(wǎng)陜西省電力公司漢中供電公司 陜西漢中 723000)

        變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

        王俊梅

        (國網(wǎng)陜西省電力公司漢中供電公司 陜西漢中 723000)

        隨著我國電力事業(yè)的迅速發(fā)展,為了適應(yīng)智能電網(wǎng)的需求,變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)也要求有更高的水平,因此變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的研究在全國甚至全世界范圍內(nèi)成為一個(gè)熱點(diǎn),它主要是研究保證保護(hù)和監(jiān)控功能綜合于一體的變電站自動(dòng)化技術(shù)。本文主要分析了變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀、特點(diǎn)、類型以及發(fā)展等問題,希望能為變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供一定的幫助,保證變電站模塊化建設(shè),并能夠更好的為電力事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮自身的作用。

        變電站綜合自動(dòng)控制技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展

        引言

        我國的電力系統(tǒng)有了很大發(fā)展,變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分,特別是35~110kV變電站實(shí)施模塊化建設(shè),需要保證其安全經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)行。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的不斷發(fā)展,它在變電站自動(dòng)控制中的應(yīng)用也非常廣泛,如將變電站的設(shè)備通過通信技術(shù)和電路的連接,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)控制。我國的變電站綜合自動(dòng)控制技術(shù)相對比較落后,很多變電站的關(guān)鍵技術(shù)還沒有突破,還需要加強(qiáng)這些關(guān)鍵技術(shù)的研究,以實(shí)現(xiàn)對變電站的綜合自動(dòng)控制。本文從變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展出發(fā),分析變電站綜合自動(dòng)化技術(shù),促進(jìn)變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

        1 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀

        1.1 國外變電站自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀

        從20世紀(jì)80年代初,國外就開始研究變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù),它進(jìn)行變電站關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和研究,美國的西屋公司和電力科學(xué)研究院研制的SPCS變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、日本的SDS—I、II綜合自動(dòng)化技術(shù)在很早就實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場試驗(yàn)和試運(yùn)行,并進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用。德國西門子、法國阿爾斯通、美國通用、日本三菱、日本東芝、瑞士ABB等著名電氣公司都在開發(fā)和研究變電站綜合自動(dòng)化技術(shù),研制出了變電站的保護(hù)與控制一體化裝置。它的特點(diǎn)是系統(tǒng)采用分層分布,通過光纖進(jìn)行通信連接,主控制室與各級配電裝置采用光纜聯(lián)系,在主控制室沒有強(qiáng)電電纜,這樣既增強(qiáng)了安全性,減少了對主控制室的干擾,還提高了運(yùn)行的水平。總之,國外變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)有了很大的發(fā)展,它們還制定了一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,保證制造的規(guī)范性,保證了變電站新技術(shù)的快速發(fā)展。

        1.2 國內(nèi)變電站自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀

        和國外相比,我國的變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的比較晚,但在電氣集中控制裝置和保護(hù)、控制、測量、信號“四合一”裝置上研制非常成功。1987年,清華大學(xué)研制出了用3臺微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對35kV變電站的全站保護(hù)和控制。隨后第一代第二代微機(jī)保護(hù)先后投入運(yùn)行,并通過部級鑒定,微機(jī)保護(hù)技術(shù)也由此迅速發(fā)展起來,但是在技術(shù)上卻保持相對獨(dú)立,造成重復(fù)投資,甚至影響設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。清華大學(xué)提出了監(jiān)控系統(tǒng)和RTU的綜合,實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)控,制定信息傳送、抗干擾接地、時(shí)鐘等的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)的聯(lián)網(wǎng)??傊?,我國的變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)有了一定的發(fā)展,正在想模塊化方向發(fā)展,但還需要我們不斷努力,爭取技術(shù)上有更大的突破。

        2 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

        現(xiàn)在的變電站實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化,正向模塊化方向發(fā)展,主要是由智能化的一次和二次設(shè)備構(gòu)成,如電子式互感器、主站層、間隔層、過程層等,實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部信息的智能共享和操作的新型變電站。它的特點(diǎn)如下:①一次設(shè)備的智能化。采用微處理器和光電技術(shù)來設(shè)計(jì)被檢測和被控制的信號和操作回路,簡化了設(shè)備的結(jié)構(gòu),并采用網(wǎng)絡(luò)代替導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的連接。②二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化。變電站的二次設(shè)備有很多,如繼電保護(hù)、測量防誤閉鎖、故障錄波、遠(yuǎn)動(dòng)等裝置,要保證這些裝置的設(shè)計(jì)和制造要趨于模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化,并采用高速網(wǎng)絡(luò)通信,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、資源的共享。③運(yùn)行管理系統(tǒng)的自動(dòng)化。電力生產(chǎn)過程中的運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄、分流交換、故障分析、設(shè)備檢修等都需要進(jìn)行自動(dòng)化管理。

        3 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的類型

        變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)比較典型的類型有三種。①利用繼電保護(hù)裝置、變送器和RTU等技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化。這種類型是將RTU裝置安裝在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置中,實(shí)現(xiàn)“四遙”。對于重要的信息送至RTU,并通過遙控執(zhí)行柜發(fā)出命令,這種類型整體的性能指標(biāo)不高,并且設(shè)備重復(fù),可靠性比較低,常用于老站改造。②采用分散式的數(shù)據(jù)采集單元、主機(jī)單元、遙控執(zhí)行單元、保護(hù)單元等組成,通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián),從而構(gòu)成變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。這種類型雖然實(shí)現(xiàn)了分散式的功能,但是只是實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)的相加,因此讓只是一個(gè)過渡的方案。③采用站控級、間隔級及分層分布式的概念和結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化,這種類型是比較成熟的類型,它的應(yīng)用也最為廣泛。它采用間隔層設(shè)備實(shí)現(xiàn)對變電站設(shè)備的控制,保證信息的收集、存儲和分析,實(shí)現(xiàn)信息的共享,實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和保護(hù)的綜合化,它能夠大大節(jié)省主控制室的面積,減少了變電站建設(shè)過程中的各方協(xié)調(diào)問題,并能提高系統(tǒng)的安全性、可靠性和完整性。

        4 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

        變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)重要的階段:自動(dòng)裝置、智能自動(dòng)裝置和變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)。下面對這三個(gè)階段進(jìn)行分析:

        4.1 自動(dòng)裝置的發(fā)展

        起初的變電站采用的自動(dòng)裝置,它在運(yùn)行時(shí)相互獨(dú)立,不能實(shí)行智能化,并且不能實(shí)現(xiàn)故障的自診斷。當(dāng)自動(dòng)裝置出現(xiàn)故障時(shí),不能及時(shí)的發(fā)出報(bào)警,以提供工作人員進(jìn)行維修和處理,嚴(yán)重時(shí)可能會影響整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行安全。隨著對自動(dòng)化技術(shù)的要求越來越高,自動(dòng)裝置已經(jīng)不能滿足要求,需要研制出性能更高的變電站自動(dòng)裝置來取代現(xiàn)有的自動(dòng)裝置,以實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化水平。

        4.2 智能自動(dòng)裝置的發(fā)展

        隨著智能化水平的不斷發(fā)展,集成電路在變電站自動(dòng)化中運(yùn)用很廣泛,它采用數(shù)字化電路,大大縮小了設(shè)備的體積,并且能是實(shí)現(xiàn)設(shè)備自身的故障診斷,因此稱為智能自動(dòng)裝置。它對裝置自身的可靠性有了很大提高,但是在運(yùn)行時(shí)各個(gè)裝置的運(yùn)行都相互獨(dú)立,不能實(shí)現(xiàn)信息的共享和通信,因此需要研制出智能化程度更高,并且綜合性能更強(qiáng)的變電站自動(dòng)化技術(shù),以實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)運(yùn)行。

        4.3 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

        變電自動(dòng)化技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了變電站自動(dòng)化技術(shù)的綜合性和模塊化。它的結(jié)構(gòu)主要有兩種,分別是局部分散型和全分散型,它們由保護(hù)、測控、開關(guān)閉鎖三部分組成,在微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)故障錄波裝置的不斷發(fā)展,變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)有了很大發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備之間的互聯(lián)互通,模塊化實(shí)現(xiàn)了資源共享和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測,提高了安裝調(diào)試的效率,并且工作性能更好,但是在某些技術(shù)上還相對獨(dú)立,硬件有一定的重復(fù),需要加強(qiáng)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的深入研究,為變電站系統(tǒng)提供一個(gè)更可靠的運(yùn)行環(huán)境。

        5 結(jié)束語

        綜上所述,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展,電網(wǎng)的發(fā)展也逐漸趨于自動(dòng)化、智能化和模塊化,對于變電站要不斷提高其關(guān)鍵技術(shù),不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍,增強(qiáng)設(shè)備的工藝和功能,實(shí)現(xiàn)變電站的綜合自動(dòng)化。對變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)要進(jìn)一步研究,總結(jié)國內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),不斷創(chuàng)新,將變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)越性展現(xiàn)出來,實(shí)現(xiàn)變電站模塊化系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

        [1]劉世欣,樓書氫,梁毅.對變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)狀及發(fā)展方向的思考[J].東北電力技術(shù),2012,07:32~35.

        [2]謝興發(fā).國內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展[J].大眾用電,2013,02:22~23.

        [3]周殿赫.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J].電氣時(shí)代,2011,09:82~83.

        [4]付孝生.淺析變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展[J].云南電力技術(shù),2011,06:67~68+71.

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        TM76

        A

        1004-7344(2016)25-0067-02

        2016-8-18

        王俊梅(1963-),女,工程師,大專,主要從事繼電保護(hù)、電測儀表、變電二次施工等工作,擔(dān)任單位部門變電二次專責(zé)。

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