廈門視城科技有限公司 葉景麗
較多領(lǐng)域發(fā)展均需獲得電力行業(yè)支持,無論是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運用,還是電力產(chǎn)品研究,均離不開電力。電力電氣自動化實際上為結(jié)合設(shè)備實現(xiàn)自動化運行,將人工操作減少,力電氣方面自動化系統(tǒng)的運用,能夠促進變電站、配電網(wǎng)、電力系統(tǒng)調(diào)度多個方面實現(xiàn)自動化。元件技術(shù)中變換器電路、全控電力開關(guān)等的運用,能使系統(tǒng)的有效運行獲得充分保證[1]。
變電站實現(xiàn)自動化過程中,對于變電站當(dāng)中的二次設(shè)備,即信號系統(tǒng)、測量儀表、遠動裝置、機電保護自動裝置等,結(jié)合優(yōu)化設(shè)計以及功能組合,運用現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)等,形成具有一體化特點的自動化系統(tǒng),結(jié)合系統(tǒng)自動測量、自動監(jiān)視變電站輸配電線路以及主要設(shè)備,并利用其進行調(diào)度通信。
一是監(jiān)控子系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠進行數(shù)據(jù)采集,涉及開矢量、模擬量、點能量;故障錄波、故障記錄;事件順序記錄;操作控制;涉及對隔離開關(guān)以及斷路器、變壓器分接頭位置等遠程控制;安全監(jiān)視,監(jiān)視的內(nèi)容主要包括電壓、電流、主變壓器溫度、頻率等。
二是自動裝置子系統(tǒng)。變電站在運行過程中,自動裝置關(guān)系到其可靠性、安全性,在自動化系統(tǒng)當(dāng)中,可以通過微機型自動裝置將常規(guī)性自動裝置取代,展開就地控制[2]。
三是微機保護子系統(tǒng)。就微機保護子系統(tǒng)來講,涉及連接線路、主要設(shè)備全套保護,包括線路后備保護、主保護;無功補償方面電容器組保護;母線保護;非直接性接地系統(tǒng)實施的單相接地選線。
對于配電網(wǎng)來講,主要為電纜、架空線路、配電變壓器構(gòu)成。配電網(wǎng)很長一段時間以來,僅能結(jié)合手工方法進行操作控制,在科技不斷發(fā)展過程中,可以結(jié)合獨立孤島性自動化技術(shù),然而在分配電能時,仍存在較多不足,配電網(wǎng)自動化的實現(xiàn),在電能監(jiān)控、電能分配中,發(fā)揮著十分重要的作用。
對于配電網(wǎng)自動化而言,主要涉及設(shè)備管理、自動制圖、信息分析等,主要是基于后臺軟件、智能終端以及數(shù)據(jù)資料庫,結(jié)合信息技術(shù),推動配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化,實現(xiàn)充分利用電能[3]。
從配電網(wǎng)自動化功能方面考慮,配電網(wǎng)對數(shù)據(jù)進行實時采集以及控制,結(jié)合通信系統(tǒng)以及終端設(shè)備,使配電網(wǎng)狀態(tài)運用實時方式向主站傳送,由主站監(jiān)視、控制配電網(wǎng)絡(luò),其中主要為保護動作信息、配電開關(guān)狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)多個方面。并且實現(xiàn)饋線自動化,針對線路故障進行隔離、快速定位,并且針對非故障區(qū)段進行供電恢復(fù)。
管理配電地理信息,將地理圖作為主要背景,針對配電網(wǎng)絡(luò)、配電設(shè)備展開分層管理,涉及統(tǒng)計、查詢。能夠展開應(yīng)用分析,針對采集運行數(shù)據(jù)展開分析,并對其進行計算,進而使決策制定獲得較好輔助,主要涉及狀態(tài)估計、網(wǎng)絡(luò)拓撲、的無功優(yōu)化等。
就當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀來講,電力調(diào)度方面的自動化整體發(fā)展較為迅速,電力調(diào)度方面的自動化,能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)當(dāng)中涉及的運行數(shù)據(jù)進行實時收集,促進電力調(diào)度工作在開展時整體工作質(zhì)量以及工作效率的提升,也能使電力電氣運用獲得數(shù)據(jù)參考,確保電力系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。對于電氣系統(tǒng)調(diào)度來講,其自動化的實現(xiàn),在當(dāng)前發(fā)展較快,具有強大功能性,可以使電力系統(tǒng)在運行時的可靠性、準確性以及經(jīng)濟性獲得比較充分的保障。
電力系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控功能以及數(shù)據(jù)采集屬于調(diào)度實現(xiàn)自動化重要基礎(chǔ)。在這一系統(tǒng)當(dāng)中,包括信息采集以及命令系統(tǒng)、信息傳輸環(huán)節(jié),以及信息收集、控制、處理環(huán)節(jié)。對于信息采集以及命令系統(tǒng)來講,在工作時,主要是結(jié)合發(fā)電終端和相關(guān)設(shè)備有效整理信息,并且使信息向計算機集控平臺進行傳送,進而遠程控制系統(tǒng)。就信息傳輸環(huán)節(jié)來講,其屬于系統(tǒng)重要組成,能夠使自動化調(diào)度的實現(xiàn),獲得比較充分的參考依據(jù)。就信息收集、控制、處理環(huán)節(jié)來講,能夠?qū)崿F(xiàn)對信息的及時總結(jié)以及歸納,然后使結(jié)構(gòu)調(diào)度員現(xiàn)實,采取有效控制方法。
電力電氣自動化系統(tǒng)在元件技術(shù)方面獲得了較為明顯的發(fā)展,其中主要體現(xiàn)在變換器電路由原本低頻發(fā)展為高頻,電力電子開關(guān)由晶閘管半控型發(fā)展為全控型晶閘管,交流調(diào)速控制相關(guān)理論發(fā)展,以及通用變頻器的廣泛大量運用,電力電氣自動化系統(tǒng)元件技術(shù)詳見表1。
表1 電力電氣自動化系統(tǒng)元件技術(shù)
生產(chǎn)設(shè)備元件當(dāng)中,應(yīng)用最廣泛的為變換器電路,在電力電子產(chǎn)品進行改革背景下,電子產(chǎn)品器件當(dāng)中使用的變換器相應(yīng)的也在展開改革,變換器電路以往比較簡單,是通過晶閘管構(gòu)成,使用過程中,變換器能夠使直流電相控成整流電路,實際使用過程中,會受高次諧波影響,元件技術(shù)的運用可以使上述問題獲得有效解決,電流和電壓二者之間存在的電位差,將不會處于一成不變狀態(tài),相位差余弦值會受到電流變化所影響,獲得逐漸提升,在此情況下,電網(wǎng)便不會受高次諧波所影響,避免出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。
電動機當(dāng)中轉(zhuǎn)矩脈動即使位置比較低,也不會對運作形成影響。然而電壓或者是電流進行超負荷運行時,便會出現(xiàn)較大問題。通過變換器電路的運用,可以促進電流進行自動斷開,向低功率進行自動變化,可以使設(shè)備元件得到保護,也能使設(shè)備正常運行獲得充分保證。
晶閘管變換器屬于一代電子元件,表明電子設(shè)備自動化步入到了新時代,然而在科技、經(jīng)濟迅速發(fā)展過程中,晶閘管已難以適應(yīng)現(xiàn)代社會實際需要。就晶閘管控制器來講,其屬于半控型,逐漸由全控型取代。其中GTO 變頻控制器的整體應(yīng)用十分廣泛,并且GTO 元件從應(yīng)用上來講,整體也比較頻繁。然而GTO 元件進行使用時,參變量不具備較強穩(wěn)定性,會導(dǎo)致二次擊穿受到影響,因此安全問題上難以獲得比較充分的保障。同時GTO 元件在容量上較少,不具有良好通電能力,這便需要在使用全控型元件過程中,結(jié)合加大電壓方式實現(xiàn)。
GTO 元件在應(yīng)用過程中,和GTO 變頻控制器相比,并不是十分理想。但是新電力元件和以往變換器之間對比,在功能上較好,通過對全控電力開關(guān)的設(shè)計,能夠?qū)δ孀兤鞯膶嶋H工作頻率進行有效控制,推動其固定,可以避免電壓、電流在不穩(wěn)定影響下,發(fā)生自動開啟,或者是自動關(guān)閉的情況,可以將開關(guān)發(fā)生損壞的概率明顯降低。
當(dāng)前使用的電力元件,會結(jié)合交流調(diào)速控制這一技術(shù)展開假設(shè)和設(shè)計。對于交流調(diào)速控制來講,這一理念主要是將矢量控制理論作為主要依托,為一種高階、非線性多變量控制系統(tǒng),從其理念上來講,源自直流電動機控制。就直流電動機控制來講,其為結(jié)合固定磁場實現(xiàn)。
以電流電機模型為例,在其固定部分當(dāng)中,針對直流勵磁進行了安裝,磁極是N 以及S。在旋轉(zhuǎn)軸位置進行了電力樞紐元件安裝,旋轉(zhuǎn)部分、固定部分具有縫隙。而電路部分需安裝兩個導(dǎo)體,即A 以及X,導(dǎo)體安裝過程中,安裝為電力樞紐線圈,線圈兩端位置,需和兩個弧狀銅片進行連接。就轉(zhuǎn)向器來講,其需在轉(zhuǎn)軸固定。中心轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)向片之間為互相絕緣狀態(tài)。電力樞紐進行旋轉(zhuǎn)時,樞紐線圈便能結(jié)合電刷、換向片和外電路接通。
在此過程中,可以結(jié)合直流電機進行控制,并且將矢量控制加入其中,展開交流調(diào)速控制。實施交流調(diào)速控制時,整個過程由于比較復(fù)雜,電流走向呈現(xiàn)出綜合狀態(tài),旋轉(zhuǎn)位置磁鏈有極大可能會對旋轉(zhuǎn)元件四周同路參數(shù)產(chǎn)生影響。這便造成應(yīng)用交流調(diào)速控制這一理論過程中,較大可能會發(fā)生假設(shè)分析以及應(yīng)用結(jié)果有所不符的情況,很有可能相差較遠。這便需要結(jié)合交流調(diào)速控制這一理論時,檢測旋轉(zhuǎn)軸心附近磁鏈方向。
電力電氣當(dāng)中,廣泛應(yīng)用通用變頻器,結(jié)合通用變頻器,能夠較好控制變頻形式。對電壓控制效果表現(xiàn)較好,會呈現(xiàn)高壓態(tài)勢。以IGBT 通用變頻器為例,使用時整體效果較好,具有較高穩(wěn)定性以及安全性。在處理信號過程中,整體上較為準確,可以更好地達到質(zhì)量控制要求,通用變頻器如圖1所示。
圖1 通用變頻器
電力電氣自動化可以針對監(jiān)控系統(tǒng)展開監(jiān)督管理,全面掌握監(jiān)控系統(tǒng)實際運行狀態(tài),掌握電氣設(shè)備運行狀態(tài)。對于監(jiān)控系統(tǒng)來講,主要包括站端、主站監(jiān)控中心、網(wǎng)絡(luò)客戶端,在各個區(qū)當(dāng)中,各監(jiān)控系統(tǒng)都會配備主站監(jiān)控中心,進而結(jié)合電子地圖配備使使用人員獲得監(jiān)控信息服務(wù),站端作用在于收集和處理相關(guān)數(shù)據(jù)。然后結(jié)合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、傳統(tǒng)系統(tǒng)展開有效對接,進而使監(jiān)控系統(tǒng)整體運行獲得數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在使用網(wǎng)絡(luò)客戶端時,結(jié)合賬號密碼便能查看信息。
電力電氣實現(xiàn)自動化,可以有效診斷檢測電力電氣工程當(dāng)中存在的設(shè)備故障,保證電力設(shè)備可以保持最佳性能狀態(tài)。在使用自動化技術(shù)時,如果將危險性監(jiān)測出,發(fā)現(xiàn)其和閾值相比更大的情況下,會將信號向管理人員發(fā)出,實現(xiàn)對設(shè)備故障的有效處理。針對部分故障,可以展開自動處理。如監(jiān)測排查電力電氣系統(tǒng)過程中,自動化技術(shù)在運用時,可以通過智能方式記錄保存故障數(shù)據(jù),進而使人工處理工作在開展時,獲得比較充分數(shù)據(jù)支持。在監(jiān)測數(shù)值高于正常數(shù)值的情況下,系統(tǒng)便會將警報自動發(fā)出,同時制定具有較強針對性的應(yīng)急方案。此種方式不僅可以在故障出現(xiàn)時進行診斷,也能實現(xiàn)對故障的事先診斷。
計算機技術(shù)迅速發(fā)展背景下,電力電氣自動化這一系統(tǒng)進行也相應(yīng)的獲得了發(fā)展,元件技術(shù)也有所更新,并且獲得了廣泛運用。當(dāng)前使用的電力電子開關(guān),已經(jīng)發(fā)展為全控型晶閘管,變換器電路也開始發(fā)展為高頻。在交流調(diào)速方面的控制理論也變得越發(fā)成熟,并且開始將通用變頻器大量投入到使用中,這在較大程度上保證了電力電氣獲得更為快速、自動、安全地運行。在今后研究工作開展時,可以進一步加強此類內(nèi)容的深入分析。