1、浅谈变配电自动化系统的技术革新【摘要】加强变配电自动化系统的技术的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对变配电自动化系统的技术进行了研究，具有重要的参考意义。 【关键词】变电站;电气自动化;操作技术 中图分类号：F407.6 文章标识码：A 文章编号： 随着科学技术的不断发展,传统型变电所也应该有新的改革和创新,但两者存在着一定差异。在综合开展变电站电气自动化的基建、改造以及常规变电所的无人值班改造中会出现一些实际问题,这就对实际操作提出了新要求。技术需要进行进一步的改革和创新,电气自动化必将是社会发展的趋势。 一、电气自动化的优势 电气自动化是指综合的自动化,此系统的构建可以有效
2、地提高供电质量以及电压的合格率,同时保证变电站安全、可靠地运行。综合利用了一二次设备的技术以及直流交流电源,微机监控系统综合了模拟屏、变送器屏、仪表、控制屏以及中央信号系统。系统中的各子系统通过网络和总线实现连接,改变了传统的手段。同时实现了操作监视的屏幕化以及管理的智能化。 我国电气自动化具有如下特点： （一）电气自动化系统集成信息化 信息技术对电气自动化的渗透来自于两个方向：一方面是从管理层纵向的渗透。企业的业务数据处理系统要对当前生产过程的数据进行实时的存取。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确
3、的生产信息。另一方面，信息技术横向扩展到电气自动化的设备、机器和系统中。随着微电子和微处理器技术应用的增加，原本定义明确的设备界线，如 PLC、控制设备和控制系统变的模糊了。 （二） 电气自动化系统维护简易 Windows NT 和 IE 已经正在成为电气自动化控制的标准平台、语言和规范。在电气自动化领域，基于 PC 的人机界面已经成为主流，基于 PC 的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。在控制层采用 Windows 作为操作系统平台使电气自动化系统更易于使用和维护。 （三）分布式控制应用 现场总线通过一根串行电缆将位于中央控制室内的工业计算机、监视/控制软件和 PLC
4、 的 CPU 与位于现场的远程 I/O 站、变频器智能仪表、马达启动器、低压断路器等连接起来，并将这些现场设备的大量信息采集到中央控制器上来。它是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输的分支结构的通讯总线。分布式控制意味着 PLC、I/O 模块和现场设备通过总线连接起来，将输入输出模块转换成现场检测器和执行器。 二、计算机监控系统 （一）设计原则 要使变电站的监控系统在无人值班时仍然可以正常工作,就需要采用先进的计算机管理技术,并遵循以下各项原则:计算机网络安全应该按照电力二次系统安全防护规定执行;计算机监控系统应使用可以进行远程控制的计算机系统与分层分布式的网络结构,并简化其后
5、台部分;使用硬接点来传输重要的信号,例如保护动作信号与报警装置信号;使用交流采样来实现计算机监控系统的电气模拟量采集;为了避免重复采集以及设备的冗余,可以通过远程数据设备资源与计算机主站资源共享;为了完成防误闭锁操作,计算机系统需要具备相应的防误闭锁功能;为了实现保护装置、间隔装置、控制层的时钟同步,可以使用双时钟源的对时系统。 （二）监控范围 计算机监控系统主要进行以下六个方面的监控工作:进行图像以及安全警卫系统的监视;通信设备以及通信电源警报信号的监视;UPS 系统与直流系统;变电站的用电源备用自投及用电控制监控;不同型号无功补偿装置的自动投切和变压器分接头的调节;进行主变压器中性点的隔离
6、开关、不同电压等级的断路器、电动操作开关、隔离开关的监控。（三）操作控制方式 计算机的监控系统是为满足无人值班的情况而设计,其功能应按照分层的原则考虑,即按照集控中心、变电站控制层、间隔层、设备的不同功能分层。此外还要保证所有设备的运行状态、选择功能的开关状态都要有相应的监控手段,进行任何一层的操作时要关闭其它的操作级,并且在系统的软硬件出现故障时要及时地发出动作信号,使得集控端与调度得 到警报并关闭远方控制。 （四）系统配置 控制层作为监控系统的核心,其主要的设备包括:远动主站、GPS 对时装置、公用接口装置、打印机、主机兼操作员站以及网络系统。计算机监控系统的外围设备要尽量简化,例如免去操
7、作员站的设定,当然可以预留一个便携机接口。同时,为了今后的升级以及其他的考虑,在进行主线图的设计以及站点控制层的数据库建设时要有发展的眼光。 散、相关设备的使用 （一）二次设备布置 二次设备的布置要遵循以下原则:二次设备的布置建议使用集中布置的方式,监控设备室与继电器室可以根据实际情况选取分割或者合并的方式;保护装置的选择及监控系统的测控装置以及组装屏的方式要合理地选取,同时使得二次设备的外形、结构以及颜色协调、统一;继电器室内的装置设备可以集中布置以下几项:控制层设备、主变压器保护柜、测控柜、故障录波器、电能表柜、直流柜通信设备屏柜以及 110 kv 系统,同时在室内预留出备用屏的位置;在
8、35(10) kv 的开关柜上布置相应的测控装置。 （二）直流系统 直流系统布置于继电器室内,不增设相应的电池室,而且电池的数量级容量也要根据具体的参数来设定。直流系统的额定电压使用 220/110 V,并通过单母线分段接地。其配置有:一套直流接地的自检测装置、两套冗余配置的高频开关电源充电设备、一套阀控式电池组。当然,如果变电站的规模较大,也可以增设一套电池组,其容量一般为 100200 Ah,每组蓄电池由 104 只密封式的铅蓄电池构成。 （三）交流不停电电源(UPS)系统 计算机监控系统需要一套不停电电源系统,实际中使用一套 UPS 系统。此系统通过 220/110 V 的直流的电源提供
9、电流而不自带电源,可以采用模块化的 N+1 冗余配置,每套的容量一般在 3 kW。实际的使用中要根据负荷来对此系统的容量进行选择。 （四）图像监视及安全警卫系统 图像的监视是为了方便运行管理,及时地发现问题,以保证设备的正常运行。监视设备的配置要遵循以下的原则:在变电站的围墙周围配置远红外线探测器及电子栅栏,主控楼与大门配置摄像头;装有室内设备的房间要配置室内的摄像头,而配电装置区设置外摄像头。这样周密的设置还可以完成对于变电站内的防火、防盗以及安全的保证,并且安全报警点的信号可以远程传输到调度段或者是集控中心。 四、结语 针对目前我国电力系统运行现状,阐述了变配电自动化系统的设计思想,并从系统选型、电气设计原则等方面对设计过程作了相应的说明,也是实际工作经验的总结。变电站的“三无”是一个长期的目标,要实现此目标必须具备成熟的断路器交流操作技术与保护监控系统。但是目前的一二次设备或者传统的二次设备无法满足要求。因此,新技术以及新工艺的研发具有重大的意义。 【参考文献】 1刘连永.试论变电站电气自动化的系统设计J.科技传播,2011(2).2梁宁波.浅析人工智能在电气自动化控制中的应用J.黑龙江科技信息,2008(5). 3关华深.浅谈如何提高变电站设备巡视质量J.科技信息(学术研究),2008(22).
