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【摘要】随着我国经济的快速发展,科学技术水平的不断提高,现代控制技术也得到了极大的发展,尤其是近几年来,电子技术、通信技术、计算机技术更是实现了跨越式的发展,这些技术的进步为我国电力系统自动化的实现打下了坚实的基础,从而奠定了我国变电站综合自动化系统发展的契机。本文仅就变电站综合自动化的内涵与发展趋势进行简要分析,以此抛砖引玉,希望更多的专业人士加入到此课题的研究中来,进而促进电网运行的安全性、稳定性和经济性。
【关键词】变电站;综合自动化;内涵;发展趋势
一、变电站综合自动化的内涵
1.变电站综合自动化的涵义
所谓的变电站综合自动化系统就是通过采用现代化的计算机技术、电力电子技术、通信技术以及信息处理技术对变电站的二次设备的作用进行优化设计,以达到对变电站的所有设备的运行情况进行测量和监控的目的。其中,二次设备主要包括:继电保护、测量、控制、故障录波、自动装置等。
2.变电站综合自动化的结构
从我国变电站综合自动化系统发展的历程角度出发,变电站综合自动化系统主要包括分层分布式结构、分布集中式结构以及集中式结构这三种。分布集中式的结构在分层分布式结构以及集中式结构之间,分布集中式的结构存在的时间比较短,就当前情况来看,我国的变电站综合自动化系统主要采用分层分布式结构以及集中式结构。
3.变电站综合自动化的功能
变电站综合自动化系统具有多种基本功能,其包含多专业的综合性技术,以微机为基础来实现对变电站传统的继电保护、控制方式、测量手段、通信和管理模式的全面技术改造,实现对电网运行管理的变革。变电站从一次设备、二次设备、继电保护、自动装置、载波通讯等与现代的计算机硬、软件系统和微波通信以及GIS组合电器等相结合,使变电站走向综合自动化和小型化。具体而言,变电站综合自动化系统的基本功能主要体现在六个方面:监控子系统功能;微机保护子系统功能;自动控制子系统功能;远动和通信功能;变电站系统综合功能;系统在线自诊断功能。
4.变电站综合自动化技术的作用
在变电站综合自动化系统中,多数子系统都是由微机构成的,都具有一定的故障诊断功能,这就使得变电站一、二次设备的可靠性得到了极大的提高。此外,变电站综合自动化系统的电压和无功自动控制功能可以保障变电设备的安全,延长各种电气设备的使用寿命。变电站应用综合自动化技术后,相关数据的记录、测量、监控等都由计算机自动完成,减少了人为干涉,这就使得数据的准确性得到了极大的提高,进而提升了整个电网运行的管理水平,降低了电网的电能损耗,节约了电能。
二、变电站综合自动化的发展趋势
1.注重综合自动化系统维护经验的积累
在变电站综合自动化系统维护的日常工作中,要注意积累、总结一些日常对事故的处理技巧,例如:在综合自动化系统维护中,对某台断路器进行遥控操作时,如果屏幕显示遥控返校正确,但始终未能反映该断路器变位,必须针对这种情况,操作员可先利用系统的分析法,对该断路器在当地操作合、分闸时不同条件进行检查,核实在该位置触点时的正确度,如果断路器无论在合闸或分闸时刻,其位置触点状态始终不变,就可以证明问题一定出在位置触点上,就可以排除在自动化系统没有问题出现。相反,如果相关电缆完好、位置触点状态也正确,则可得出在遥信方面出问题,其他方面问题出现的机会就可排除。
2.以工业以太网提高变电站综合自动化信息传输能力
在现代变电站综合自动化系统的应用中,多台计算机组成的分层分布式控制系统包涵多个子系统,而子系统中多个职能模块要求各系统间能够进行有效的信息交换及信息共享,以降低设备配置、提高系统整体安全性及可靠性。因此,现代变电站综合自动化系统对通信网络有着较高的要求。工业以太网及现场总线技术为变电站的综合自动化系统改造提供了技术支持,以现场总线技术为基础实现快速的实时响应能力、实现优良抗干扰能力、实现高可靠性等信息传输能力。
3.注重提高变电站综合自动化系统的可靠性
变电站综合自动化系统的功能较强大,具备高度自动化,因而能实现无人值班,且极大地缩短了变电站系统的维修周期,因而在实际中得到了越来越广泛的应用,但由于这种高技术的变电站目前发展尚不是很成熟,也没有为广大技术人员与运行人员所熟悉和了解,因而仍存在一定的应用问题,使得系统的应用出现了一些不可靠的因素,因此,要注重提高变电站综合自动化系统的可靠性。
(1)抑制干扰源的影响
外部干扰源一般产生于综合自动化系统外部,因而难以消除,但可以通过减少强电回路的感应耦合或其他屏蔽措施来抑制干扰源的影响。
(2)隔离和接地措施
良好的隔离措施如开关量输入和输出的隔离及模拟量的隔离等可以有效减小干扰的传导侵入,接地也是抑制干扰的一种行之有效的方法,将隔离和接地措施有机结合起来,可以起到良好的抑制干扰的效果。
(3)滤波。滤波也是抑制干扰的一种重要方法
变电站综合自动化系统模拟量输入通道中的传导受到的干扰可分为共模干扰和差模干扰,滤波可以有效滤除串入信号回路的差模干扰,双端对称输入可以有效抑制共模干扰。
(4)供电电源的抗干扰措施
在计算机交流供电系统中,可对供电电源采取一些抗干扰措施,如电源滤波器、隔离变压器隔离、氧化锌压敏电阻及不间断电源UPS等。
4.加强智能化一次设备的研发
智能化变电站自动化系统正在自下而上的逐步发展,而目前的主要问题集中在过程层方面。过程数据的数字化和共享化依赖于数字式光电互感器及智能化高压开关的实现。近年来,光电互感器的研究开发已取得了一定的成果,国内也有一些公司研制的光电互感器挂网运行,但光电互感器大规模应用在变电站内的各种条件尚未成熟。而智能化开关设备的研究、开发需要多学科、跨学科的合作与协调,任何一个相关门类学科的发展都会对其产生推动作用,因此,国外不少公司涉足其中,并形成了商业化产品,这些新型设备目前仍有一些技术问题没有解决,需要大量研究。
5.实现变电站电路信号数字化
(1)在电网系统供电运行中,对动态电气参数信息进行实时检测,主要包括:电压、电流、谐波分量及相位,这些数据属于基础数据,其他电气信息量,如有功功率、无功功率等都可通过间隔层的设备计算得到。
(2)光电流互感器的应用。其一般以弱功率数字量进行输出,特别适合微机继电保护装置的需求,其顺应保护数字化、电力计量、微机化和自动化发展的浪潮。
(3)电流瞬时采样值差动保护。在故障全程使用采样瞬时值进行计算,在大动态范围内能保持良好的线性,测量的电流能准确反应一次电流波形,可使现有保护的灵敏度及可靠性有效地提高。
总而言之,在当前我国电力行业发展的过程中,由于电力系统的运行条件十分的复杂,这就十分容易导致电力系统变电站综合自动化出现相应的问题,导致整个电力系统的工作效率受到影响。为此,我们就要采用相应的技术手段,来对其进行相应的完善,以确保变电站综合自动化系统安全稳定地运行。
参考文献
[1]马梁.变电站综合自动化改造工程实践[J].自动化技术,2013(1).
[2]邢春德.试论变电站综合自动化系统的运行与维护工作[J].硅谷,2011(12).
[3]范祝声.变电站综合自动化系统的日常运行及维护[J].技术与市场,2011(3).
【关键词】变电站;综合自动化;内涵;发展趋势
一、变电站综合自动化的内涵
1.变电站综合自动化的涵义
所谓的变电站综合自动化系统就是通过采用现代化的计算机技术、电力电子技术、通信技术以及信息处理技术对变电站的二次设备的作用进行优化设计,以达到对变电站的所有设备的运行情况进行测量和监控的目的。其中,二次设备主要包括:继电保护、测量、控制、故障录波、自动装置等。
2.变电站综合自动化的结构
从我国变电站综合自动化系统发展的历程角度出发,变电站综合自动化系统主要包括分层分布式结构、分布集中式结构以及集中式结构这三种。分布集中式的结构在分层分布式结构以及集中式结构之间,分布集中式的结构存在的时间比较短,就当前情况来看,我国的变电站综合自动化系统主要采用分层分布式结构以及集中式结构。
3.变电站综合自动化的功能
变电站综合自动化系统具有多种基本功能,其包含多专业的综合性技术,以微机为基础来实现对变电站传统的继电保护、控制方式、测量手段、通信和管理模式的全面技术改造,实现对电网运行管理的变革。变电站从一次设备、二次设备、继电保护、自动装置、载波通讯等与现代的计算机硬、软件系统和微波通信以及GIS组合电器等相结合,使变电站走向综合自动化和小型化。具体而言,变电站综合自动化系统的基本功能主要体现在六个方面:监控子系统功能;微机保护子系统功能;自动控制子系统功能;远动和通信功能;变电站系统综合功能;系统在线自诊断功能。
4.变电站综合自动化技术的作用
在变电站综合自动化系统中,多数子系统都是由微机构成的,都具有一定的故障诊断功能,这就使得变电站一、二次设备的可靠性得到了极大的提高。此外,变电站综合自动化系统的电压和无功自动控制功能可以保障变电设备的安全,延长各种电气设备的使用寿命。变电站应用综合自动化技术后,相关数据的记录、测量、监控等都由计算机自动完成,减少了人为干涉,这就使得数据的准确性得到了极大的提高,进而提升了整个电网运行的管理水平,降低了电网的电能损耗,节约了电能。
二、变电站综合自动化的发展趋势
1.注重综合自动化系统维护经验的积累
在变电站综合自动化系统维护的日常工作中,要注意积累、总结一些日常对事故的处理技巧,例如:在综合自动化系统维护中,对某台断路器进行遥控操作时,如果屏幕显示遥控返校正确,但始终未能反映该断路器变位,必须针对这种情况,操作员可先利用系统的分析法,对该断路器在当地操作合、分闸时不同条件进行检查,核实在该位置触点时的正确度,如果断路器无论在合闸或分闸时刻,其位置触点状态始终不变,就可以证明问题一定出在位置触点上,就可以排除在自动化系统没有问题出现。相反,如果相关电缆完好、位置触点状态也正确,则可得出在遥信方面出问题,其他方面问题出现的机会就可排除。
2.以工业以太网提高变电站综合自动化信息传输能力
在现代变电站综合自动化系统的应用中,多台计算机组成的分层分布式控制系统包涵多个子系统,而子系统中多个职能模块要求各系统间能够进行有效的信息交换及信息共享,以降低设备配置、提高系统整体安全性及可靠性。因此,现代变电站综合自动化系统对通信网络有着较高的要求。工业以太网及现场总线技术为变电站的综合自动化系统改造提供了技术支持,以现场总线技术为基础实现快速的实时响应能力、实现优良抗干扰能力、实现高可靠性等信息传输能力。
3.注重提高变电站综合自动化系统的可靠性
变电站综合自动化系统的功能较强大,具备高度自动化,因而能实现无人值班,且极大地缩短了变电站系统的维修周期,因而在实际中得到了越来越广泛的应用,但由于这种高技术的变电站目前发展尚不是很成熟,也没有为广大技术人员与运行人员所熟悉和了解,因而仍存在一定的应用问题,使得系统的应用出现了一些不可靠的因素,因此,要注重提高变电站综合自动化系统的可靠性。
(1)抑制干扰源的影响
外部干扰源一般产生于综合自动化系统外部,因而难以消除,但可以通过减少强电回路的感应耦合或其他屏蔽措施来抑制干扰源的影响。
(2)隔离和接地措施
良好的隔离措施如开关量输入和输出的隔离及模拟量的隔离等可以有效减小干扰的传导侵入,接地也是抑制干扰的一种行之有效的方法,将隔离和接地措施有机结合起来,可以起到良好的抑制干扰的效果。
(3)滤波。滤波也是抑制干扰的一种重要方法
变电站综合自动化系统模拟量输入通道中的传导受到的干扰可分为共模干扰和差模干扰,滤波可以有效滤除串入信号回路的差模干扰,双端对称输入可以有效抑制共模干扰。
(4)供电电源的抗干扰措施
在计算机交流供电系统中,可对供电电源采取一些抗干扰措施,如电源滤波器、隔离变压器隔离、氧化锌压敏电阻及不间断电源UPS等。
4.加强智能化一次设备的研发
智能化变电站自动化系统正在自下而上的逐步发展,而目前的主要问题集中在过程层方面。过程数据的数字化和共享化依赖于数字式光电互感器及智能化高压开关的实现。近年来,光电互感器的研究开发已取得了一定的成果,国内也有一些公司研制的光电互感器挂网运行,但光电互感器大规模应用在变电站内的各种条件尚未成熟。而智能化开关设备的研究、开发需要多学科、跨学科的合作与协调,任何一个相关门类学科的发展都会对其产生推动作用,因此,国外不少公司涉足其中,并形成了商业化产品,这些新型设备目前仍有一些技术问题没有解决,需要大量研究。
5.实现变电站电路信号数字化
(1)在电网系统供电运行中,对动态电气参数信息进行实时检测,主要包括:电压、电流、谐波分量及相位,这些数据属于基础数据,其他电气信息量,如有功功率、无功功率等都可通过间隔层的设备计算得到。
(2)光电流互感器的应用。其一般以弱功率数字量进行输出,特别适合微机继电保护装置的需求,其顺应保护数字化、电力计量、微机化和自动化发展的浪潮。
(3)电流瞬时采样值差动保护。在故障全程使用采样瞬时值进行计算,在大动态范围内能保持良好的线性,测量的电流能准确反应一次电流波形,可使现有保护的灵敏度及可靠性有效地提高。
总而言之,在当前我国电力行业发展的过程中,由于电力系统的运行条件十分的复杂,这就十分容易导致电力系统变电站综合自动化出现相应的问题,导致整个电力系统的工作效率受到影响。为此,我们就要采用相应的技术手段,来对其进行相应的完善,以确保变电站综合自动化系统安全稳定地运行。
参考文献
[1]马梁.变电站综合自动化改造工程实践[J].自动化技术,2013(1).
[2]邢春德.试论变电站综合自动化系统的运行与维护工作[J].硅谷,2011(12).
[3]范祝声.变电站综合自动化系统的日常运行及维护[J].技术与市场,2011(3).