陳永澤

摘 要：當前社會的發(fā)展已經(jīng)無法離開電能，各種生產(chǎn)設(shè)備、管理設(shè)備以及計算機等均需要以電能作為基礎(chǔ)能源，因此我國的電網(wǎng)擴建工程一直在不斷深化。電網(wǎng)規(guī)模的擴大也使得傳統(tǒng)的變電站運行技術(shù)無法滿足現(xiàn)代需求，必須引入自動化技術(shù)進行改造，保證變電站設(shè)備的工作效率。該文對變電站綜合自動化技術(shù)進行研究，首先介紹了當前國內(nèi)變電站技術(shù)的發(fā)展情況，并闡述了其未來的發(fā)展趨勢，以期能為相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：變電站 自動化技術(shù) 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（c）-0017-02

變電站是電網(wǎng)運輸當中的重要環(huán)節(jié)，其起到了調(diào)整電壓的作用，從而使輸送的電壓能夠滿足用戶端的需求。變電站的各種設(shè)備均是以計算機進行控制，利用信號的傳輸、處理、調(diào)控等方式實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度，同時將各種數(shù)據(jù)反映在屏幕上。但目前國內(nèi)綜合性自動化技術(shù)在變電站控制設(shè)備中的應(yīng)用范圍較窄，使得人力消耗量較大，而且硬件和軟件均存在不同程度的缺陷，導(dǎo)致變電站自動化改造工作面臨困難。

1 目前變電站綜合自動化體系的相關(guān)技術(shù)

1.1 信息采集處理

自動化管理體系的基礎(chǔ)就是信息的采集和處理，目前應(yīng)用的技術(shù)包括交流和直流兩種采樣技術(shù)，其均是對模擬數(shù)據(jù)進行采集。采集的數(shù)據(jù)主要是變電站進線端、輸出端的功率、電壓等，同時還需要對變壓設(shè)備溫度、母線內(nèi)電壓、電容補償信號等數(shù)據(jù)進行采集。我國采用的是以光電隔離為基礎(chǔ)的周期性掃描采集方式，并且還能夠獲得輸電中斷過程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如斷電閘刀狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)、警報狀態(tài)等[1]。脈沖量的采集也是數(shù)據(jù)采集技術(shù)的重要工作內(nèi)容，其能夠獲得輸電線路中脈沖信號的電能量，并對其進行統(tǒng)計、核算以及命令調(diào)整。

1.2 保護技術(shù)

變電站內(nèi)的自動化設(shè)備本身也需要借助電能作為能源，因此其在變更和控制電壓的同時也需要對自身進行保護。該技術(shù)下主要包括自動開關(guān)、投入技術(shù)，在設(shè)備接收到系統(tǒng)的信息之后，保護設(shè)備就能夠根據(jù)情況作出相應(yīng)的處理動作，確定故障信息、保護類型等，同時在保護之后對故障信息進行修改。另外，為了更好地避免設(shè)備異常導(dǎo)致的開關(guān)誤動、不動等情況，應(yīng)該另外設(shè)置人工跳合閘裝置。

1.3 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

任何自動化設(shè)備均必須包含數(shù)據(jù)庫，這一技術(shù)是存儲各類數(shù)據(jù)的重要結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)主要包含了基本、歸檔、對象三種數(shù)據(jù)形式，基本數(shù)據(jù)指的是變電站內(nèi)更改前后電壓、電流、設(shè)備溫度、接頭位置、設(shè)備功率、運行狀態(tài)等各種數(shù)據(jù)。對象數(shù)據(jù)則是指一次設(shè)備運行過程中各類數(shù)據(jù)的集合，也是實際波動數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)能夠為自動化操作提供參考標準，使得自動化系統(tǒng)工作時更加快捷和準確。歸檔數(shù)據(jù)就是指將基本和對象數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的整理，然后存儲在具體的文件夾內(nèi)，便于今后應(yīng)用時快速尋找[2]。

1.4 綜合自動化技術(shù)結(jié)構(gòu)模式

當下變電站綜合自動化技術(shù)結(jié)構(gòu)模式主要分為三種。其一是集中分布式，這一結(jié)構(gòu)模式下的自動化設(shè)備內(nèi)擁有多個CPU處理器，使得自動化設(shè)備能夠同時應(yīng)對多個操作指令，大大縮減了該技術(shù)的反應(yīng)時間，同時增加了工作效率。同時不同設(shè)備內(nèi)的各類功能模塊可通過變電站內(nèi)局域網(wǎng)形成連接，以數(shù)據(jù)傳輸、采集和處理技術(shù)完成設(shè)備的操控[3]。如果其中一個功能模塊發(fā)生故障，并不會影響其他模塊的工作，為系統(tǒng)檢修提供了更多的時間。

其二是集中式，這種結(jié)構(gòu)模式與集中分布式最大的不同就在于其以單一CPU作為處理模塊，不論數(shù)據(jù)的采集，還是處理、傳輸?shù)染蓡我挥嬎銠C來完成，并且需要部分人工操作才能夠滿足多任務(wù)工作的開展。因此這一結(jié)構(gòu)模式通常應(yīng)用在規(guī)模較小的低壓變電站內(nèi)，目的在于節(jié)約自動化技術(shù)構(gòu)建成本。

其三是分散分布式，這一結(jié)構(gòu)模式是在集中分布式基礎(chǔ)上演變而來，在實際構(gòu)建時需要將變電站內(nèi)的設(shè)備分為多個層次。最常用的就是兩層和三層結(jié)構(gòu)，其中兩層結(jié)構(gòu)模式包括變電站主體層和間隔層，而三層結(jié)構(gòu)模式則在此基礎(chǔ)上增加了通信層。自動化技術(shù)當中的所有參與測量、監(jiān)控的設(shè)備均安裝于間隔層內(nèi)，并且各技術(shù)單元以局域網(wǎng)光纜進行連接，降低了外部接線所要面對的電磁波干擾問題，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。該結(jié)構(gòu)模式繼承了集中分布式獨立的有點，使得自動化技術(shù)內(nèi)單一功能模塊的故障難以對整體構(gòu)成影響，同時分散分布式結(jié)構(gòu)還具有可擴展性特點，能夠不斷地將新型技術(shù)加入到該結(jié)構(gòu)模式當中，不會因為單一點技術(shù)改進造成主控制中心的問題[4]。

2 未來變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1 數(shù)據(jù)采集和處理的同步性

現(xiàn)代國內(nèi)外變電站內(nèi)應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備是完全獨立的，在完成數(shù)據(jù)采集后，需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞綄⑵浒l(fā)往處理設(shè)備內(nèi)，這就導(dǎo)致了處理時間滯后的問題，影響自動化操作的即時性。因此，在未來變電站綜合自動化技術(shù)發(fā)展時，必須將數(shù)據(jù)的采集、處理以及傳輸完全融入到單一設(shè)備內(nèi)，使得數(shù)據(jù)的采集和處理能夠同步開展，節(jié)約整體數(shù)據(jù)判斷的時間。同時，還應(yīng)該研發(fā)數(shù)據(jù)智能分流技術(shù)，該技術(shù)相當于數(shù)據(jù)處理的開關(guān)或分流器，能夠?qū)⒉煌瑢傩缘臄?shù)據(jù)發(fā)往不同的處理器或設(shè)備進行分析，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)具有針對性的自動化分析。

2.2 操作界面的規(guī)劃發(fā)展

當前國內(nèi)各地區(qū)、各級變電站的工作存在一定的差異，使得自動化設(shè)備在早期研發(fā)過程中需要根據(jù)實際工作情況來設(shè)計，這也就造成了大多數(shù)變電站自動控制系統(tǒng)的界面無法統(tǒng)一，雖然可以具有針對性地提升操控效率，但是并不利于該技術(shù)系統(tǒng)的統(tǒng)一修理。如果運行時某一變電站發(fā)生故障，則需要根據(jù)變電站的情況制定維修方案，大大提升了維修成本和工作量。因此，國內(nèi)應(yīng)該開展綜合自動化技術(shù)操作界面的標準化改革，按照統(tǒng)一的標準對操作界面的功能項進行設(shè)計，并且結(jié)合當前我國變電站的實際工作情況，設(shè)置多重子操作功能的界面設(shè)計方式，由此在維修的過程中可以根據(jù)故障情況采取統(tǒng)一的維修方式，節(jié)省了維護成本[5]。

2.3 在線監(jiān)控和維護技術(shù)

現(xiàn)在控制技術(shù)已經(jīng)成為了當前各類自動化技術(shù)的核心，變電站內(nèi)涉及的自動化設(shè)備數(shù)量較多，單純依靠傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)很難實現(xiàn)全面的在線操作，仍有部分需要實地手動控制。隨著現(xiàn)代智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，可以借助其優(yōu)勢技術(shù)，對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行高速傳輸，并且避免電磁波的干擾，從而真正實現(xiàn)在線自動化監(jiān)控和維護工作。

3 結(jié)語

變電站綜合自動化技術(shù)主要包括信息采集、設(shè)備保護以及數(shù)據(jù)庫存儲技術(shù)，并且還擁有三種不同的結(jié)構(gòu)模式，在未來該技術(shù)發(fā)展時必然會向著數(shù)據(jù)同步采集處理、在線監(jiān)控以及統(tǒng)一操作的方向。

參考文獻

[1] 周殿赫.變電站綜合自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J].電氣時代，2011（9）：82-83.

[2] 孔祥倫.簡述變電站綜合自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].通訊世界，2014（8）：77-78.

[3] 鄭山海，郭紓好，徐天福.對變電站綜合自動化系統(tǒng)及其技術(shù)應(yīng)用研究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2011，9（13）：281-282.

[4] 劉學超，邵帥.淺析變電站綜合自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].科技與企業(yè)，2012（23）：73.

[5] 張耀春.數(shù)字化變電站綜合自動化技術(shù)升級改造要點分析[J].科技與企業(yè)，2012（15）：111.