浅谈变电站电气自动化及电力安全运行

张卫东

国网山东省电力公司夏津县供电公司

浅谈变电站电气自动化及电力安全运行

张卫东

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变电站作为电力系统的重要组成部分之一，其运行稳定性和安全性至关重要。由于变电站内的电气设备相对较多，为确保所有电气设备的正常运行，可在变电站内引入电气自动化技术。其能有效保障电力的安全、稳定运行、电网系统的运行效率以及供电质量。尤其当前人们的生产生活对电能的依赖程度不断增加，加强变电站电气自动化与电力安全探讨，对保证电能安全输送具有重要意义。本文分析变电站电气自动化及电力安全运行的重要性，并提出相关的实现途径。

变电站；电气自动化；电力安全；运行

1 、变电站电气自动化及电力安全运行重要性

1.1 有助于变电站管理水平的提高

当前，我国电网规模不断增加，覆盖范围不断扩大，对变电站提出更高要求，一定程度上增加变电站工作强度及难度，而确保变电站电气自动化与电力安全运行，能实现变电站管理水平的提高，满足当前电网变化工作要求，促进变电站管理任务的圆满完成，为我国电力系统改革的稳步落实创造良好环境。

1.2 为人们的生产生活提供电能保障

电能是清洁能源，在促进社会发展，提升人们生活质量等方面发挥关键作用，尤其各类电气设备的出现，给人们的生产生活带来前所未有的便利，使得人们的生产力水平及生活质量明显提升，而这些电气设备的正常运转均需变电站电气自动化及电力安全运行提供电能。

2 、变电站电气自动化及电力安全运行实现途径

2.1 注重系统总体框架设计

电气自动化控制系统设计时结合变电站未来发展规划，从站控层、网络层、间隔层三方面入手进行设计，明确不同层负责的具体工作，尤其在架构总体框架时应注重功能的冗余，即便某个环节发生故障，仍不会给整个系统的正常工作产生影响。其次，确保系统硬件设计质量。硬件设备是支持系统顺利运行的关键，因此，各层应使用性能优良的硬件设备。如网络层使用光纤接口、通信电缆、交换机，间隔层使用的高压开关柜、采集装置等，以及站控层使用的GPS对时器、监控机、服务器等，均应对其参数进行综合分析，确保所用设备的合理性。另外，配置电力设备硬件时应确保20%的冗余。最后，保证系统软件设计质量。软件是变电站自动化功能实现的关键，设计时应保证统计计算、人际交互、报警与监控、数据采集与处理等模块的设计。系统架构完成后应进行试运行调试，及时发现自动化系统运行存在的问题，督促技术人员进行优化改进，为变电站运行提供更为优质的服务。

2.2 系统硬件设计

变电站内电力设备硬件配置需要结合实际需要，网络层中包括交换机、通信电缆、光纤接口等，间隔层包括电能采集装置、高压开关柜、监控和保护系统，站控层则需要两台服务器、两台监控机、一套GPS对时器等。硬件之间数据源传输主要是采用Mod bus通信协议，采用双以太网传输。此外，在配置电力设备硬件时，需要考虑到20%的冗余，隔离开关量信号。

2.3 系统软件设计

在本系统中，软件设计是重点，是自动化功能实现的关键，具体包括数据采集处理、监视报警、操作控制、人机交互、统计计算、事件追忆与顺序记录、报表打印、在线诊断、权限管理等等。

2.3.1 功能模块设计。在对系统软件进行设计的过程中，采用当前较为先进的模块化来实现各部分的功能。一是A/D采集。该模块能够将从电流、电压互感器二次侧采集到的电流和电压信号全部转换为系统可以识别的数字信号，同时，还能对信号进行抗干扰及隔离。二是计算机处理。该模块能够对A/D采集模块采集回来的信号数据进行分析、判断及存储。同时，可提供人机交互接口，并能实现以下操作：界面显示、定值整定、数据查询、通讯、在线操作等。三是I/O。该模块为开关量输出和输入，其中输出模块可以将控制发出的信号全部转换为接点信号，进而形成输出；而输入模块主要取自于相关设备的辅助接点，可对现场开关的状况及分接头的档位信号等进行识别。四是电能计量。该模块通过电能计量柜实现对电能量的实时统计。

2.3.2 功能接口设计。一是与微机继电保护装置的接口。本系统中，微机型继电保护器采用的是双网口方式，分别接入双网监控系统。二是与电能计量系统的接口。按照电能计量设备的规约，通过系统接口，可实现对电能信息的采集。三是与智能仪表的接口。监控软件本身自带的通讯接口可以将直流电源系统、UPS系统以及报警系统和其它智能设备通讯的数据汇总到一起，由此系统整体调试的成功提供了保障。

2.4 提升操作人员的综合素质

系统操作及维护人员是系统安全运行的重要保证，因此，工作人员必须要具备非常高的职业技能及综合素质，要对设备的性能、系统运行原理等准确掌握，同时，设备常见的故障、检修工艺等也应该非常熟悉，从而保证工作的质量。在日常的工作中，工作人员应该形成良好的工作习惯，按照相应的规章制度来开展各项工作，了解系统运行的状况，预防系统故障的发生。自动化系统运行的过程中，会产生比较多的数据信息，工作人员要能够准确的发现其中的关键信息，掌握系统运行的状况。当系统出现报警声时，工作人员要能够敏捷的反应，及时报告给维修人员，避免系统故障扩大化发展，保证系统运行的安全性。

综上所述，为进一步提升变电站的电力运行安全性，本文提出变电站电气自动化监控系统，并对该系统的设计进行论述。目前，这套系统已在某110kV变电站获得应用，自系统投入使用后，站内电气设备的运行得到实时监控，操作人员通过监控系统能够及时了解并掌握设备的具体情况，减少了故障发生几率，为电力安全运行提供了强有力的支撑。

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