供配电系统电气自动化应用研究

2019-06-05樊亚龙

通信电源技术 2019年5期

关键词：供配电继电保护电气

樊亚龙

（中海油东方石化有限责任公司，海南东方 572600）

0 引言

随着电力事业的不断发展，电力系统开始普遍使用电气自动化技术，以推动系统智能化发展。供配电系统是电力系统的重要组成部分，需加强电气自动化的应用，以保证系统运行的安全性。

1 供配电系统电气自动化应用情况

电网设计中，供配电系统为核心内容，由多个电力高压输送系统、低压配电系统及用电设备构成。系统管理人员需具备多种专业知识，并熟练掌握电气施工技术和验收规则。目前，大型建筑或远程电力输送通常采用10 kV电压，需利用供配电系统将电网高电压转化为10 kV，然后为各终端设施分配电力。供配电系统能将电压自动转换为220 V或380 V，保证电力系统和相关设备正常运行。电气自动化技术是融合了电工技术和电子技术等多种技术的科学技术，能实现电力设备管理过程的全面控制，保证供配电系统正常运行。传统供配电系统中，依靠手工操作进行系统管理，容易导致电力供应受各种人为因素的影响，无法充分发挥供配电系统的作用。现代供配电系统建设中，普遍采用电气自动化技术，能借助计算机实现系统各设备的自动控制管理，为配电一体化操作的实现提供技术支撑。

2 供配电系统电气自动化应用意义

2.1 提高系统操控准确性

供配电系统中，采用电气自动化技术不仅需使用计算机技术，而且需配合应用PLC技术。PLC是将计算机技术与机电控制技术结合在一起的技术，能利用计算机进行工作程序的编写，然后通过下达工作指令实现供配电系统各环节的控制。计算机技术的使用，能实现供配电系统数据化和信息化处理，能对系统数据进行准确记录和分析。采用PLC技术，能实现系统数据采集、汇总及存储，实现数据转换和传递，并通过独立模块进行系统分块控制[1]。采用顺序控制模式，能进行准确控制与操作。供配电系统中，实现PLC控制需利用总线进行整个电力系统通信连接，使传输通道数据量在PID解调控制下始终保持稳定规范数值，促使系统操控的准确性得以提高。

2.2 实现系统智能化管理

供配电系统配电、发电及输电的过程中，应用电气自动化能依托智能电网技术进行系统智能化管理。运用该技术进行不同级别电网主调动传输，实现国家电网和各地区小电网连接，能使系统在小电网供电不足时交配使用大电网，提高了电网资源利用率。一旦出现断电问题，将导致系统中断。为保证供电可靠性，需使电网电力得到均衡分配。供配电系统管理中，需采用电气自动化技术记录电力运行数据，掌握地区电力使用情况，实现电力合理调度，为区域合理输送电能，以免因盲目调度造成资源浪费，并且使电力输送故障发生率得到有效降低。应用电气自动化能借助计算机进行供配电系统数据记录和反馈，完成与故障相对应的维修措施的制定，确保系统用电符合电力需求，使电网局部维持正常运行。

2.3 保证系统网络安全性

电力系统日常安全防护中，需根据数据网络信息进行电气系统数据网络技术体制的制定，需严格遵循安全制度要求，并根据网络规模和服务对象进行安全等级的设定。电力调度数据网规模和服务对象固定的情况下，应用电气自动化技术能在通道层面进行电力调度数据专网建设，使供配电系统网络与生产系统网络等其他网络隔离，以提高网络安全性。实际供配电系统运行中，将产生大量数据，可采用电气自动化技术进行智能分类，使网络数据处理速度加快，并使数据应用范围扩大[2]。

3 供配电系统电气自动化应用方法

3.1 系统自动化监测

应用电气自动化可对供配电系统进行自动化监测。供配电系统中，通常包含几十台变压器，对系统运行提出了较高要求。通过在系统中安装电波互感器和电压互感器等设备，能实现系统运行参数的自动化监测。实际工作中，需加强对系统电压、电流、波形及频率等参数的监测，完成常用数据的储存和分析，以便及时发现系统存在的问题，确保系统故障能够尽快排除。该技术能监测系统供电质量、电力故障及电力计量情况等，并根据预先设定阈值范围进行报警。电气自动化系统运行过程中，会将采集到的数据与限制值进行比较，超出范围立即报警。联合采用远程计量技术，能进行供配电系统运行参数远程监控，使系统管理工作量和工作强度降低，方便相关工作的开展。在系统电气自动化程度不断提高的情况下，系统可直观监测线路故障。根据线路在供电工作状态下的运行情况，系统能及时发现故障点，并将故障点情况传递给终端计算机。根据警报信息，系统维护人员可及时到达现场进行线路故障维护。实际进行供配电系统数据监测时，需采用工业控制计算机，通过系统中安装的智能检测设备进行各种数据的采集、处理及通信传输，确保了系统运行的有效监控管理。供配电系统自动化监测如图1所示。

图1 供配电系统自动化监测

3.2 系统自动化控制

供配电系统能否维持稳定运行直接关系到各种电力设备能否正常工作。应用电气自动化进行系统自动化控制，能改良系统运行状态，为系统正常供电提供保障。实际供配电系统运行中，会受到各种因素的影响，如外界气压变化、温湿度变化及电磁场等。系统具有一定特殊性和精密性，一旦受到外界影响将导致系统运行稳定性被破坏。过去只能进行就近设备的操作控制，且存在人员技术不熟练等问题，容易导致系统操作出现问题。应用电气自动化技术可突破以往操作弊端，借助远程操作设备进行供配电系统运行控制，能配合电力人员进行检测结果的处理，实现系统准确操控，保证系统稳定运行。此外，可采用双层以太网结构实现系统监控。针对电动隔离和断路器等装置，应用电气自动化技术能实现远程控制。利用自动化控制系统提供的操作权限等级管理功能，人员通过输入正确的监控口令，可对供配电系统自动化装置进行控制。系统需针对各项控制操作进行逻辑判断，确定无误后执行控制命令，以免出现操作错误。采用网络集中监控方式，能方便管理人员理解系统控制原理，有效控制系统。

3.3 系统自动化保护

供配电系统需完成继电保护装置的配置，加强系统保护管理，避免因装置误动或拒动造成系统运行可靠性的降低。传统继电保护采用人工操作方式，容易出现错误，导致信息处理精准度降低，影响系统运行。应用电气自动化技术，能实现继电保护自动化管理，保证了系统运行安全性。实际采用电气自动化技术，需完成继电保护自动控制装置的配备，以便及时发现系统故障。采取有针对性的措施，避免系统出现停电或数据传输问题。结合供配电系统继电保护自动控制需求，可采用微机保护测控装置，能进行系统开关设备、跳闸电流及累计分断流等方面的诊断管理，提供方向性无功过载保护、发热过载保护及相电流保护等。利用RS485接口，保护测控装置能实现网络通信，对系统电流、电压及频率等参数进行交换和处理，加强了系统继电保护管理。由于系统采用分散式测控保护装置，能按照功能和配出类型等进行各种继电保护控制功能的划分，在各开关柜中完成不同功能单元的安装，所以能为供配电系统提供分散化保护功能，有效提高了系统运行安全可靠性。