电力系统中电气自动化技术的研究

2017-11-30蒋跃平

科技与创新 2017年14期

关键词：互感器电气电网

蒋跃平

（国网电力科学研究院，江苏南京210003；南京南瑞集团公司，江苏南京210003）

电力系统中电气自动化技术的研究

蒋跃平

（国网电力科学研究院，江苏南京210003；南京南瑞集团公司，江苏南京210003）

在信息研究不断深化的基础之上，自动化水平越来越高，由此出现了电气自动化这门新型的学科和技术。电气自动化技术自产生以来就表现出了强大的社会适应性和实效性，所以在社会生产和生活中的利用范围在不断扩大。从目前的应用来看，此技术作为高新技术的重要组成部分，在建筑工程、机械制造等领域实现了应用深化。从具体的研究看，电气自动化技术的应用价值还在不断提升，其应用范围也在不断扩展，深化其研究，强调其实效性价值意义显著。在目前的电力系统中，电气自动化技术也有了较为广泛的应用。为了推动其应用的进一步发展，就电力系统当中的电气自动化技术进行了全面性分析。

电力系统；变电站；自动化技术；自动控制

电气自动化是电气信息领域的一门新兴学科，但由于与人们的日常生活和工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟，已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。从目前的实用研究来看，其触角伸向各行各业，小到一个开关的设计，大到宇航飞机的研究，都有其身影。简单来讲，电气自动化能够在系统运行、自动控制、信息处理、经济管理等领域进行应用，所以，其应用范围广泛。在目前的电力系统中，电气自动化技术的应用已经相当普遍，积极研究其在系统构成当中的位置以及未来发展，对于提升技术的应用价值和系统的实用效果有着突出的意义。

1 电力系统自动化技术

1.1 变电站自动化

在技术不断发展的过程中，电力自动化操作系统由理论变成了现实。从目前的实际情况来看，变电站已经实现了基本的自动化，而这种自动化对过去烦琐的人工操作进行了取代，从而有效地节省了人力资本，并大幅度提高了变电站的工作效率，使得变电站的服务范围和监控能力有了提升。因为监控效果得到了强化，目前的变电站运行安全性得到了大范围提升。综合来讲，实现变电站的自动化之后，电气设备的全程监控效果明显加强，而计算机智能化的装置控制也实现了提升。计算机智能化装置在数字化、集成化和网络化方面有着突出的优势，所以，利用其优势实现了变电站整体的现代化、科技化和信息化。

1.2 电网调度自动化

在电力系统当中，电气自动化技术的应用还体现在电网调度自动化当中。从目前的分析来看，电网调度的自动化主要包括中心计算机网络系统、服务站、工作站、显示器和打印机。在具体的应用中，利用系统专用的广域网可以对电网调度当中的自动化设备进行有效连接。在具体连接中，包括设备有电网调度控制中心、变电站以及发电厂的各类电气设备等。在整个电力运行的过程中，电力自动化的应用能够实现对电力数据的及时采集，也可以对电网运行的数据进行具体分析。电力自动化在系统状态估计和电力荷载的预测分析中有着重要的价值体现，所以，利用电网调度进行发电控制和自动控制对满足电力市场具体调控要求意义明显。

1.3 发电厂分散测控系统

在电力系统当中，电气自动化技术的应用还体现在发电厂分散测控系统当中。在发电厂的控制中，过程控制系统有着重要的价值，而过程控制系统则由可冗余配置的智能软件和主控模件部分构成。

从具体的系统分析来看，PCU是控制系统的核心构成部件，其能够在电力的网络中进行运用，所以，可以利用其进行现场热电偶、开关量、电气量以及变送器等信息的接收工作。在数字化利用的过程中，能实现设备运行状态和运行参数的实时显示，无论是输入信息，还是输出信息都能够直接进行执行机构的驱动。在电力工程中，电气自动化技术的运用，能有效建立起发电厂分散测控系统，进而实现整个电力系统监测控制水平的提升。

2 变换器电路从低频到高频的发展

电力电子元件在技术不断发展的基础上实现了不断进步，而这种进步促成了变换器电路的更新换代，所以，变换器在不断换代的同时实现了应用范围的扩大。从目前的应用来看，PWM变换器在电力上有着广泛应用，而在具体的应用中，其表现出了3方面的优势：①有效地提高了功率因数；②避免了高次增波对电网的影响；③有效解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。虽然说PWM应用优势比较突出，但其应用中的电流和电压产生的谐波分量造成了电机绕组振动而发生的噪声。在不断发展中，变换器电路从低频在向高频发展，这种方向是一种主要的发展趋势。

3 电力系统自动化IT技术的利用

在目前的电力系统应用中，自动化IT技术有着广泛利用，以下从3个方面进行技术利用的探讨。

3.1 电力一次设备智能化

在当前电力系统自动化技术IT利用中，表现最为明显的是电力一次设备的智能化。从目前的电力工程实践来看，一次设备的安装和二次设备的安装地点在选择时对距离有一定的要求，一般要求距离在几十米之上，在达到这样的要求之后，利用信号加强的电力电缆与大电流实现设备之间的控制。在技术具体利用时，要实现一次设备的智能化，需要进行相应的结构设计。而在结构设计时，需要将二次设备的安装也考虑在内。只有这样，二次设备电力信号的铺设和安装才能实现有效控制。就目前的IT技术具体利用来看，还存在着电磁干扰的情况，所以，对电子部件的供电电源、电磁兼容等标准的考虑是关键。

3.2 电力一次设备在线状态检测

在电力系统当中，IT技术利用的另一个方面是电力一次设备的在线状态检测。从具体的设备划分来看，变压器、压电机、断路器以及开关等都属于电力系统的一次设备。强化对这些设备的运行参数监控，能及时掌握设备的运行情况，而根据其运行概况可以准确判断出参数的变化趋势，在此情况下，设备的问题和故障预测会更加准确。目前，我国大力倡导以知识生产力为基础的发展，在这样的大环境下，企业与高校积极展开合作，可以实现电力设备技术的飞跃性发展，即在知识推动下，电力设备的发展在向高端化迈进。

3.3 光电式电力互感器

光电式电力互感器是现阶段电力系统中自动化IT技术利用的代表。从目前的电力互感器利用来看，其是输电线路中具有重要的设备，因此，需要利用仪表测量输电线路上的高电压和大电流数值。在实际应用中，绝缘难度会随着电压等的升高而变得更大，设备的质量和体积也会增大。此时，如果设备的信号动态范围缩小，则电流互感器会出现饱和的现象，进而导致信号发生畸变，出现互感器信号输出、计算机计量和保护上的连接缺陷。在最近几年的发展中，我国在光电式互感器的研究方面有突破，但问题依然存在，所以，进行进一步系统研究的价值巨大。