趙博濤

（湖北科技學(xué)院，湖北 興寧 437100）

變電站中應(yīng)用智能化技術(shù)能夠使變電站的運(yùn)行變得更加科學(xué)，此外還可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將變電站所采集到的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以及監(jiān)測。本項(xiàng)目所選用的智能變電站能夠有效解決傳統(tǒng)變電站存在的建設(shè)時(shí)間長、日常維護(hù)成本高等問題。但是，110kV智能變電站的自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中仍然會(huì)出現(xiàn)一些問題，因此本文將詳細(xì)探討在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中存在的問題并提出對(duì)應(yīng)解決措施，從而能夠確保該變電站穩(wěn)定提供居民日常用電。

1 電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用原則、特點(diǎn)及應(yīng)用

現(xiàn)如今電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于變電站中，并且電氣自動(dòng)化技術(shù)也逐步成為了電氣工程領(lǐng)域中常用的一種技術(shù)手段。但是，要想完全將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中，還需要遵循其應(yīng)用原則以及相關(guān)特點(diǎn)才能更好地融入其中。

1.1 電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用原則

目前，我國的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展十分迅速，尤其是在變電站領(lǐng)域當(dāng)中，其應(yīng)用效率正在逐步增加，已然成為了我國電氣工程行業(yè)中的重要組成部分。針對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用原則來說，首先需要了解的是該技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，需要嚴(yán)格遵循的技術(shù)的科學(xué)性以及合理性，切不可盲目使用。其中的合理性是指該技術(shù)的運(yùn)用需要符合使用的工程需要，當(dāng)然在一些機(jī)械設(shè)備的使用當(dāng)中也需要遵循科學(xué)性原則，這樣才能高效保質(zhì)的完成項(xiàng)目需要。確保電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性與合理性，最終還是需要結(jié)合變電站實(shí)際的工程需求。

1.2 電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

由于目前是電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的黃金時(shí)期，尤其針對(duì)電氣工程行業(yè)來說，該技術(shù)的應(yīng)用能夠給電氣工程帶來極大的幫助。以本文所探討的智能變電站為例，該技術(shù)的應(yīng)用能夠使其從傳統(tǒng)變電站變化成為現(xiàn)目前智能化變電站，從而能夠滿足電氣工程發(fā)展需求。電子設(shè)備與機(jī)械設(shè)備形成的關(guān)系構(gòu)建，由自動(dòng)化技術(shù)作為紐帶將其緊密聯(lián)系在一起，并且發(fā)揮出其自身所具備的優(yōu)勢。通過智能化技術(shù)，變電站能夠?yàn)槿藗兲峁└觾?yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的電力，而我國的電氣工程事業(yè)也有了新的進(jìn)展，變得更加地高效、科學(xué)、合理。

1.3 電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的相關(guān)應(yīng)用

由于電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展十分迅速，因此其在變電站行業(yè)中已被很好地運(yùn)用并取得了良好的應(yīng)用效果。關(guān)于電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的相關(guān)應(yīng)用主要可以分為以下幾方面：首先是控制系統(tǒng)，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)能夠有效操控變電站所有的控制系統(tǒng)，通過設(shè)定相關(guān)的自動(dòng)化程序，再經(jīng)過一系列的數(shù)字化處理，最后再通過信息化系統(tǒng)的不斷優(yōu)化升級(jí)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)變電站的自動(dòng)化控制，確保變電站能夠高效運(yùn)行；其次，將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用在智能變電器中，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化設(shè)計(jì)，從多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)變電站的全方位管理與應(yīng)用。例如，變電站中的自動(dòng)化電子監(jiān)測技術(shù)、電子化通信設(shè)備以及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等均符合變電站自動(dòng)化設(shè)計(jì)的相關(guān)需求。

2 變電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

2.1 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩籼峁┌踩⒎€(wěn)定、高效的電能。其中，供電設(shè)備的高效性是保障目前智能變電站所追求的目標(biāo)，但需要考慮到變電站日常運(yùn)行及維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性與可靠性，需要采用電氣自動(dòng)化的控制模式。這樣做的目的是能夠方便變電站的工作人員完成一些倒閘的操作，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)變電器的自身保護(hù)作用，將控制的風(fēng)險(xiǎn)能夠降到最低，從而能夠確保智能變電站高效穩(wěn)定地運(yùn)行。

目前，我國現(xiàn)行的變電站大部分為傳統(tǒng)的變電站，智能變電站的普及還沒有那么廣泛。因此，本文所研究的正是基于先進(jìn)技術(shù)下的智能化變電站。從相關(guān)的設(shè)備上來看，智能變電站所采用的設(shè)備均為目前新型設(shè)備，例如，主控制單元、智能終端設(shè)備、電子互感器、電流互感器等。傳統(tǒng)的變電站與智能站變電站的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)其實(shí)相差不大，其主要區(qū)別在于后者所使用的設(shè)備均為高端智能設(shè)備。其中，兩者之間存在的共同之處在于其都是通過后臺(tái)的監(jiān)控設(shè)計(jì)以及遠(yuǎn)程的調(diào)度設(shè)計(jì)作為控制裝置，通過接入以太網(wǎng)并設(shè)置相應(yīng)的測量與控制裝置，不同之處在于傳統(tǒng)變電站所采用的電力設(shè)備連接的是測量裝置和控制裝置以及一次設(shè)備，而智能變電站采用的則是智能終端設(shè)備以及對(duì)應(yīng)的合并單元。其中的測量裝置是通過GOOSE網(wǎng)關(guān)與智能終端設(shè)備進(jìn)行交互，再通過SV網(wǎng)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)與互感器之間的連接。由此可見，智能終端設(shè)備與對(duì)應(yīng)的開關(guān)設(shè)備之間是由電力及電纜進(jìn)行連接的，從而能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)設(shè)備的控制以及終端設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)的采集。

2.2 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能

（1）保護(hù)功能。繼電保護(hù)功能能夠?qū)φ麄€(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)起到絕對(duì)保護(hù)，因此其也是該系統(tǒng)的重要保障措施之一。繼電保護(hù)設(shè)備通常情況下都安裝在變電站內(nèi)部當(dāng)中，例如：繼電保護(hù)設(shè)備能夠起到對(duì)母線母差保護(hù)、變壓器保護(hù)、瓦斯保護(hù)、縱差保護(hù)等。當(dāng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，此時(shí)的繼電保護(hù)器就能夠及時(shí)作出反應(yīng)，準(zhǔn)確判斷出設(shè)備故障的位置，然后自動(dòng)切斷所有設(shè)備的控制開關(guān)，并發(fā)出報(bào)警。繼電保護(hù)設(shè)備功能能夠保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

（2）測控。測控功能同樣也是電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要裝置，其能夠確保變電站處于一種安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，并且還能夠單獨(dú)完成一次電力數(shù)據(jù)采集。變電站的相關(guān)工作人員能夠根據(jù)測控功能實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行開斷控制的操作，確保變電器能夠正常運(yùn)行。變電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)涵蓋了多個(gè)方面，其中包括有：電流電壓、電功率等具體的運(yùn)行參數(shù)，其中的狀態(tài)數(shù)據(jù)包括了設(shè)備的開斷、設(shè)備故障警報(bào)等參數(shù)，而這些大量的數(shù)據(jù)是通過電力電纜、通信光纜以及無線電信號(hào)等多種傳輸方式進(jìn)入到自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，最后將集中在變電器的主控制系統(tǒng)中，從而能夠便于變電站的系統(tǒng)運(yùn)維人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢修。

（3）自我診斷。針對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的自我診斷功能來說，其同樣也是系統(tǒng)中重要的功能之一。系統(tǒng)自我診斷是該系統(tǒng)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行自我檢查的一種方式。從學(xué)術(shù)的角度來看，該系統(tǒng)的自我診斷功能是屬于二次范疇，由于系統(tǒng)的自身運(yùn)維十分重要，所以電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)所具備的自我診斷功能為系統(tǒng)中的設(shè)備提供了有效保障。定期對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行檢查與維護(hù)，并通過自我診斷的方式能夠精準(zhǔn)、快速地找到故障設(shè)備的位置以及故障原因，由此可見，自我診斷功能的應(yīng)用能夠極大程度上地縮短檢修故障設(shè)備的時(shí)間，與此同時(shí)也能夠提高智能變電站的可行性指標(biāo)。

（4）記錄。智能變電站中自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的記錄功能可以將準(zhǔn)確記錄變電站各項(xiàng)設(shè)備的歷史運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)能夠?yàn)樽冸娬緝?nèi)的相關(guān)運(yùn)維人員提供有力的數(shù)據(jù)支撐，以便于其能夠?qū)ψ冸娬境霈F(xiàn)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確判定。自動(dòng)化控制系統(tǒng)的記錄功能主要能夠記錄繼電器保護(hù)過程以及故障設(shè)備的故障點(diǎn)。當(dāng)變電站中的設(shè)備發(fā)生故障時(shí)會(huì)啟動(dòng)繼電保護(hù)，此時(shí)的記錄器將詳細(xì)記錄故障發(fā)生前后的繼電器保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、開關(guān)閉合等都能夠準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行記錄并存儲(chǔ)在系統(tǒng)中。

3 智能變電站的自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用

本文所探討的基于110kV智能變電站的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用是一種新型的自動(dòng)化設(shè)備集中控制系統(tǒng)，能夠滿足控制系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化的同時(shí)，還能夠不斷地加強(qiáng)控制系統(tǒng)中所具備的各項(xiàng)功能，從而能夠確保智能變電站高效、穩(wěn)定地運(yùn)作。

3.1 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的繼電保護(hù)應(yīng)用

繼電保護(hù)功能能夠?qū)φ麄€(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)起到絕對(duì)保護(hù)，因此其也是該系統(tǒng)的重要保障措施之一。繼電保護(hù)功能在本文所研究的110kV變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其作用原理是通過繼電保護(hù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的所有設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，通常情況下都安裝在變電站內(nèi)部當(dāng)中，例如，繼電保護(hù)設(shè)備能夠起到對(duì)母線母差保護(hù)、變壓器保護(hù)、瓦斯保護(hù)、縱差保護(hù)等。當(dāng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，此時(shí)的繼電保護(hù)器就能夠及時(shí)作出反應(yīng)，準(zhǔn)確判斷出設(shè)備故障的位置，然后自動(dòng)切斷所有設(shè)備的控制開關(guān)，并發(fā)出報(bào)警。該功能能夠保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。而智能化繼電保護(hù)技術(shù)也廣泛被應(yīng)用，正是由于其接收速度快，檢測效果準(zhǔn)確的優(yōu)勢，因此能夠應(yīng)用于110kV變電站中進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的精確控制。

3.2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的信息收集應(yīng)用

智能變電站中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集功能，能夠使變電站中的所有電力數(shù)據(jù)變得更加科學(xué)化。應(yīng)用數(shù)據(jù)采集功能，能夠收集系統(tǒng)內(nèi)的所有電力數(shù)據(jù)信息，從而能夠?yàn)樽冸娬镜恼＿\(yùn)行提供相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。其中，需要特別注意的是，在收集信息的過程中，需要遵循信息收集的實(shí)時(shí)性原則，這樣才能確保變電站中各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)能夠被有效監(jiān)測。其中，采用遠(yuǎn)程通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集能夠確保智能變電站始終保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此需要實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)任何問題，就需要及時(shí)進(jìn)行處理。

3.3 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的PLC應(yīng)用

本項(xiàng)目110kV智能變電站的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用PLC技術(shù)是十分可靠的。其具體工作原理是：PLC控制技術(shù)能夠通過特定圖形對(duì)智能變電站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而能夠確保智能變電站安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，PLC系統(tǒng)應(yīng)用與本文的智能變電站中，不僅能夠確保自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還能夠有效防止變電站中的其他設(shè)備出現(xiàn)意外損壞。所以，本文將采用2/10型號(hào)的PLC設(shè)備，從而能夠提高智能變電站的整體運(yùn)行效果。

3.4 數(shù)據(jù)分析報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)

智能變電站的數(shù)據(jù)分析報(bào)警系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠快速獲取到故障信息，并且及時(shí)地將故障信息傳送到數(shù)據(jù)調(diào)度中心。通過采集數(shù)據(jù)能夠得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化曲線，從而能夠?qū)崟r(shí)掌握設(shè)備的整體運(yùn)行狀況。在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，主要是通過將溫度數(shù)據(jù)的變化信息傳輸?shù)较到y(tǒng)主控制中心，然后再結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)程序，計(jì)算出整個(gè)設(shè)備的溫度升值，而溫度升值能夠與主控單元中的一次設(shè)備中的不同狀態(tài)下的溫度升值進(jìn)行比較，從而能夠確定出溫度升值的不同狀態(tài)。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，系統(tǒng)中的主控單元將會(huì)立即觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，變電站的運(yùn)維人員能夠做出響應(yīng)，及時(shí)避免事故的發(fā)生。

3.5 數(shù)據(jù)處理與通訊功能

110kV智能變電站中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)處理與通訊功能，能夠有效記錄變電站中的所有運(yùn)行數(shù)據(jù)。其中包括數(shù)據(jù)記錄檔案、數(shù)據(jù)年報(bào)表、數(shù)據(jù)月報(bào)表等，最后應(yīng)用于智能變電站中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)查詢功能。另外，變電站管理者可利用其可視化操作界面觀察、分析變電站的運(yùn)行狀況，及時(shí)獲取變電站運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的合理控制。遙控通訊功能主要是指變電站信號(hào)能實(shí)時(shí)顯示，并能及時(shí)反饋給控制中心，在收到信號(hào)后能對(duì)變電站進(jìn)行全面控制，所以其主要優(yōu)點(diǎn)是提高了工作效率，并能節(jié)省一定的人力和時(shí)間成本。

4 結(jié)語

綜上所述，電力是人們生活不可或缺的重要能源，因此，電力在我國電氣工程中起著重要的作用。隨著時(shí)代的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)水平的提高，電力的消耗正呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢，導(dǎo)致我國各大變電站常年飽受電力緊缺的困擾。因此，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用與智能變電器的建設(shè)，能夠起到優(yōu)化電力能源，確保居民用電高效、穩(wěn)定的目的，進(jìn)而能夠?yàn)槲覈姎夤こ淌聵I(yè)的發(fā)展奠定新的基礎(chǔ)。