220kV变电站电气自动化系统控制

罗雨辰

摘 要 先进化的技术手段的应用，可以有效促进电网的自动化水平的提升。电力行业的发展，对电力技术的革新具有着一定的推动作用。在电网系统中，220kV变电站电气自动化系统始终都是变电运行的重点内容。本文主要从220kV变电站电气自动化系统的功能入手，对220kV变电站电气自动化系统的系统控制问题进行了探究。

【关键词】220kV变电站 电气自动化系统 系统控制方式 系统控制措施

电力产业是事关国家经济发展的重要产业，电网运行的可靠性和安全性也是我国经济发展的重要影响因素。变电站电气自动化系统在电网系统中发挥着重要的作用。对220kV变电站电气自动化系统的系统控制进行探究，可以有效地在提升变电站专业水平和管理水平的基础上，为我国变电站电气自动化技术的发展提供一定的技术支持。

1 220kV变电站电气自动化系统的主要功能

1.1 自动化操作与控制功能

科学技术的发展进步，已经让变电站电气自动化系统的系统功能得到不断完善。自动化操作功能与控制功能是变电站电气自动化系统所具有的主要功能。在电气自动化系统中的相关设备与相应的受控设备之间构建远程控制关系，可以让电力企业通过简化工作程序的方式，提升变电站工作人员的工作效率。电气自动化系统中应用的人工直接跳闸、合闸手段也可以有效避免失控现象的产生。

1.2 控制保护与自我诊断功能

变电站电气自动化系统中的控制保护与自我诊断功能是对变电站中的内部电气设备进行保护的重要功能。在控制保护功能与自我诊断功能的作用下，系统会在计算机中自动生成故障记录。以保护动作的实施阶段为例，系统的总控制单元会向相关设备发出保护指令。计算机系统可以根据电气自动化系统在保护过程中所生成的动作步骤记录表和相关故障的信息表，并在完成故障进行诊断处理以后上报处理结果，因而IP网络在变电站电气自动化系统中发挥着重要的作用，图1所示的内容就是变电站远程控制的工作原理。

2 220kV变电站电气自动化系统的控制方式

2.1 远程控制

根据220kV变电站电气自动化系统的基本功能，变电站的操作与电气设施的动作及各个控制设备的协调运作之间存在着较为密切的联系，因而电力企业需要借助完整的系统，保障变电站的高效运转。在现有的科技条件下，电力企业可以借助一些前沿技术，为电气自动化系统的远程控制技术的实现提供保障。在220kV变电站的电气自动化系统中，远程控制方式的作用主要表现在了以下方面：

（1）可以降低系统建设和运行管理的成本费用；

（2）减少电缆材料的应用量；

（3）具有节约材料的特点。

在远程监控系统的构建过程中，相关人员可以在原有的网络架构基础上，对系统进行优化改进。出于维护电气自动化系统扩展性的需要，相关人员可以在变电站的网络架构中安装有相应的ICS设备。ICS设备可以让下级变电站的网络分段控制需求得到实现。主流的Log4j软件具有科学化的日志管理功能。它可以通过对控制台、文件GLL组件和套接口服务器、NT事件记录器、UNIX Syslog的守护方式，实现环境控制功能，也可以在对每一条日志的信息级别进行控制的基础上，对日志的输出格式进行确定。

2.2 线路控制

线路传递管控信号在220kV变电站电气自动化系统管控工作中发挥着重要作用。线路在变电站电气自动化系统中发挥着连接不同变电站和相关设备的作用。针对不同类型的设备线路连接方式存在一定差异性，相关人员电气自动化系统的应用实践中，需要对不同设备的线路连接模式进行关注。

2.3 现场控制

现场监控是220kV变电站电气自动化系统管控中的难点因素。在变电站系统的运行过程中，相关人员需要对变电站系统的监控、管理机制进行关注。一般而言，现场监控工作的开展，是促进变电站的作业顺序规范化的有效放肆。在对现场监控体系进行强化以后，相关人员可以在减少端子柜、环网柜和I/O端口的数量的基础上，节省变电空间。因而现场控制技术可以让变电站的的全面化功能得到强化。

2.4 集中控制

变电站在电力系统中发挥着转换线路电压作用。220kV变电站集中控制体系的构建，可以为各个设备的有效运行提供支持。基于集中控制的自动化控制体系的作用主要表现在了以下方面：

（1）维护变电站电气自动化设备运行；

（2）促进电气自动化系统的处理水平的提升。

3 220kV变电站电气自动化系统控制措施

3.1 电气自动系统的操作管理措施

为保证220kV变电站电气自动化系统的有效运转，电力企业在变电站电气自动化控制系统的管理、维护人员进行选拔的过程中，需要对其技能进行严格考核，操作、管理及维护人员只有在拥有专业的知识技能以后才能获得上岗资格。220kV变电站电位连接的自动化控制途径涉及到了控制网络、控制路径、控制位置和控制型号等多个方面，在工作过程中，相关工作人员需要严格遵守操作规程。为了让操作人员对变电站中的相关设备和电气设备的操作技巧进行熟练掌握，电力企业也需要定期组织工作人员开展技能培训指导工作，以便在保障变电站自动运行系统有效运转的基础上，保证企业的正常运行。

3.2 电气自动化系统的设备管理措施

設备管理工作是变电站日常工作的重要组成部分。对电气设备进行严格保护，是工作人员在日常工作中所无法忽视的问题。在新设备购进以后，企业需要及时开展设备调试工作，以便对设备的运行标准进行确定。在强化设备调试的基础上，企业也需要及时更新老旧电气设备。各种型号的箱体、机架是等电位连接工作中所不可忽视的内容。装置设备的对号入座，是等电位连接自动化的保障因素。在避雷器、屏蔽器等设备管理工作中，相关人员需要对其与连接线路中的电压和电流的吻合度进行关注。并要在第一时间处理调试过程中出现的问题。

3.3 电气自动化系统的故障管理措施

电气网络的构建，可以为电气结构运行的系统化控制体系的构建提供一定的帮助。随着现代电气技术水平的提升，先进电气连接网络的应用，已经可以为接地装置性能的最大发挥提供一定的技术支持。为保障整个等电位连接的有效性，相关人员需要对电气自动化系统的故障管理措施进行完善。在工作过程中，相关人员需要及时处理系统中可能存在的故障，并要提升设备故障问题的管理水平和管理效率。自排查技术和自检测技术是故障管理工作中常用的技术，对操作过程中出现的问题进行有效解决，可以在改善电力运行效率的基础上，提升管理效率。

4 电气自动化系统的接地措施

4.1 电气自动化系统的防雷接地措施

雷击破坏是影响电气自动化系统正常运转的重要因素。变电行业技术的发展，已经可以让人们对雷击问题给电气自动化系统带来的不利影响进行控制。防雷接地措施是各种变电场所所不可缺少的措施。在避雷装置的选择过程中，相关人员需要选用一些与变电工程相适合的设备，并要在对防雷装置区域进行合理划分的基础上，提升电气自动化系统的防雷效果。

4.2 电气自动化系统的工作接地措施

工作接地是220kV电气自动化系统中常用的一种接地形式。一般而言，工作接地可以被看作是电气自动化系统中的基础要素。在对电压大小进行转换的过程中，变电站工作接地可以发挥出对相关设备进行综合的作用。从220kV变电站的实际工作情况来看，相关单位需要在现有的条件下，完成相关设备的编排工作。科学化的编排工作为变电站的正常运行提供保障，也可以让自动化设备的优势得到充分发挥。

4.3 电气自动化系统的屏蔽接地措施

在电气自动化系统的应用过程中，相关人员还需要对电磁场给系统带来的不利影响进行关注。在电磁场的影响下，变电站自动化控制系统会出现数据信号传输中断的问题。屏蔽接地技术在电气自动化系统中的应用，可以让电磁场对电气自动化系统的影响得到有效控制，也可以对电磁场给工作人员带来的身体危害进行控制。从220kV变电站的实际运行情况来看，在电磁场的干扰作用下，电气设备的损坏率始终在10%至15%之间，屏蔽接地措施的应用，可以让电磁场给设备参数、精准度和程序带来的破坏进行有效控制。

4.4 电气自动化系统的保护接地措施

保护接地措施在电气自动化系统中可以发挥出监测、保护的作用。220kV变电站中所使用的保护接地装置可以有效预防连接线路中出现的问题。一般而言，在变电站的异常状态下，保护接地措施可以在对电气设备进行有效控制。自动化操控模式的应用，可以在对各种数据信号进行有效区分的基础上，为变电站自动化运行的效率提供保障。

5 220kV变电站自动化控制系统的发展趋势

在控制系统的技术结构领域，220kV变电站所应用的电气自动化技术已经表现出了技术独立性强、抗干扰性强和适应性强的特点。遥视技术和蓝牙技术的应用，可以为变电站自动化系统提供更为广阔的发展空间。

变电站所應用的遥视技术主要指的是将图运行处理系统中所使用的视觉技术应用于变电站自动化控制系统监控的技术。在遥视技术应用于变电站自动化控制系统以后，相关人员需要应用MPEG4格式压缩视频流，将变电站现场的实际情况传递到控制中心。在图像帧格式为352X288，色彩为24位彩色，帧速率为25帧/s的情况下，遥视技术所占用的带宽为400kbit/s。如果图像帧格式为704X576，色彩为24为彩色，且帧速率为25帧/s，这一技术所占用的带宽为1200kbit/s。除了对现场画面进行实时传输以外，遥视技术所具有的自动识别功能可以对相关作业人员的行为进行实时监视，因而这一技术现阶段在变电站自动化控制系统中具有较好的应用空间。在遥测技术应用于变电站自动化控制系统以后，相关人员需要重点关注遥测数据合格率，一般而言，遥测数据合格率指标主要涉及了本月不合格路数、不可用小时数和遥测总路数等内容，利用标准化作业流程等因素对遥测技术应用于自动化控制系统以后所面临的故障进行有效排除，可以有效促进自动化装置遥测数据合格率的提升。

蓝牙技术是一种支持设备短距离通信的低功耗、低成本无线电技术。高速调频扩展技术是蓝牙技术中的核心内容，一般情况下，蓝牙系统的调频速率可以达到每秒1600次，每次所传送数据包的大小为126bit至2871bit之间。成本低、功率小和微型化是蓝牙技术的主要特点。现阶段这一技术并没有在变电站自动化控制领域中得到应用。利用蓝牙技术对变电站电气自动化系统中的各种电气设备的相互通讯功能进行优化，可以在电力自动化系统控制水平的提升过程中发挥积极作用。

6 结论

220kV变电站在电力行业中发挥着重要的作用，加快研究速度，坚持技术革新，可以有效促进电气设备运行的自动化发展。遥视技术和蓝牙技术的应用，可以为变电站自动化系统提供更为广阔的发展空间。

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作者单位

北京理工大学自动化学院 北京市 100081