电气自动化技术在供配电系统中的应用研究

2023-09-11赛富电力集团股份有限公司王岸明

电力设备管理 2023年15期

赛富电力集团股份有限公司王岸明

1 引言

随着我国电力系统的规模不断扩大，以及相关的建筑工程数量增多，用电规模也随之增加。目前我国的用电需求已经远远超过以往的任何时期，在这个过程中如何保证电力供应的安全性和可靠性是现阶段相关单位和人员所需要思考的重要问题。电气自动化技术在供配电系统之中的结合和应用，将在后续的工作之中达到充分增强对应系统的可靠性，并全面降低因此可靠性不足而导致事故出现的概率。

2 电气自动化技术的功能及其在供配电系统中的应用

2.1 电气自动化技术的功能

从当前的实际工作需求来看，针对供配电系统进行进一步的优化，确保其自动化程度的提升，将让工作人员在操作与管理过程中更为便捷，并能够有效地防范既往工作之中常见的安全问题。此外依托合理的自动化改造，也能够尽可能地降低操作的难度，各类操作工作也无须专业较强的工作人员，更加有利于对系统运行状况的保障。

当然，自动化技术在应用过程中，也能够实现比较良好的保护供配电系统的作用，在这种措施之下，供配电系统的整体运行过程也将更为可靠、稳定和安全[1]。最后，自动化技术最为突出的优势在于可以确保对各类情况的实时监测和分析。相关自动化技术在应用过程中，能够为相关单位在任何时间节点对系统的整体运行情况、运行质量进行把握，从而判断系统的整体供配电现状。

2.2 电气自动化技术的应用

在供配电系统中，电气自动化系统的应用主要集中在对设备的监测、对配电系统的保护和远程控制三个方面。

一是对配电系统中设备的监测。从既往的工作之中可以了解到，供配电系统在运行过程中比较容易受到外界环境因素的影响，如因为故障导致传输、分配电能的线路出现接地故障之后，导致间歇性电弧接地的情况产生有可能让绝缘子被电弧接地而产生的过电压击中，引发变压器的故障；因为设备过于老旧，或是设备质量不合格等因素造成事故现象。

这些问题都会对供配电系统中的设备正常运行产生较大的影响，不利于供配电的安全性和稳定性。基于此，在工作之中加强相关的自动化技术应用，让对应的管理活动可以准确地对各个阶段产生的数据进行获取，尤其是对不同时间段的电压、故障、操作参数等的掌握，将能够为人们准确判断系统的故障问题创造条件。

二是对供配电系统的保护作用。电气自动化技术在应用过程中还能够实现对系统中的继电器进行保护的目的，继电器通常用于控制电路中，能够对系统起到保护和调节的作用。自动化技术在相关系统之中的应用，也可以为工作人员准确了解系统所存在的故障问题提供方便，而在掌握故障情况之后，则可以根据相应的引导，精准地展开各项维修工作。

三是依托相关技术体系之下的远程控制手段，可以有效地降低工作量，解放劳动力，在实现过程中相关技术可以确保对设备运行状况的实时监控，如果发现故障即可立刻上报，避免系统运行出现严重的安全隐患。

3 PLC 技术在供配电系统中的应用

3.1 供配电系统的接线

在配电网络接线方面，常见的接线方式可以分为无备用接线方式和有备用接线方式，无备用接线方式又可以分为树干式、放射式、链条式等（如图1所示），而有备用接线方式则可以分为双回路放射式、环式、树干式等。相较而言，无备用接线结构在应用过程中，其整体结构相对较为简单，建设的成本也相对较低，但是这种配电系统的接线方式在应用过程中一般适用于负荷较小的用户[2]。有备用接线结构则相对较为复杂，在应用成本方面较高，需要额外进行施工和布线，不过其供电的稳定性相对较高。

图1 无备用接线方式

3.2 PLC 在供配电系统中的应用方法

采取PLC 技术能够比较有效地增强供配电系统的自动化水平，从而保证控制的有效性。PLC 是可编程逻辑控制器，其组成包括中央处理器、存储器、输入/输出模块、通信接口等，应用过程中用户可以自由进行程序的编写，从而确保系统实现不同的功能。

当前的供配电系统之中，相关人员可以利用PLC 优秀的处理能力，将其作为自动化供配电系统的核心控制器，实现阶段可以将该系统按照实际的用电负荷需求进行不同系统的划分，以现阶段的楼宇供配电为例，根据其情况可以划分为配电监控系统、照明系统和空调系统，以PLC 为控制核心，以各类传感器进行数据信息获取，从而达到对供配电进行精准优化的效果[3]。在系统构成方面，其主要包括PLC、模拟量输入模块、模拟量输出模块、变频器、传感器等，自动化技术条件下楼宇供配电系统的组成详见表1。

表1 自动化技术条件下楼宇供配电系统的组成

4 自动化技术在电力调度过程中的应用

一体化智能调度系统，是当前进行电力自动化调度的重要技术类型。在其实现过程中，通常是通过进行在对应配电站安装监控摄像头、视频显示器、宽带网络等来确保对各类数据的有效监控，同时依托网络来进行对数据的获取和传输，在这种方式之下将能够确保配电系统实现信息管理，从而对电力网络实施全面的监控和管理工作[4]。

运行过程中，通过分析不同时间段的电力网络数据变化的方式，来把握相关系统存在的异常现象，并将相应的问题进行准确反馈和定位，确保工作人员对系统运行状况形成比较准确地掌握。电力调度自动化系统架构如图2所示。

图2 电力调度自动化系统架构

在上述架构的基础上，能够实现的功能如下。

一是对电网整体运行状态进行监视与控制，包括稳态、动态、暂态的监视，同时系统也能够对当前电网运行过程中产生的各类数据进行计算，对各类事件进行准确记录，从而实现调度运行的自动和手动控制操作，更加有利于对电网安全性和稳定性的提升。

二是可以实现对现阶段电网运行过程中所产生的各类数据的深入分析，比如当前的电网运行方式、风险控制和电能质量分析等。

三是对电力系统产生的各类信息图表进行直接展示，帮助工作人员完成决策工作。OSB 总线在该过程中具有较为关键的作用，在组成方面其主要包括通用服务总线、高速数据总线和服务注册中心三方面的内容共同组成。通用服务总线是该系统的基础软件，在应用阶段的主要作用是进行通信、互联、转换等。高速数据总线在该过程中的作用则是为计算机内部进程提供相应的数据通信服务。服务注册中心则是为用户提供注册、注销、查询和定位等服务。

5 自动化技术在变电站中的应用

首先，在视频监控系统的原理方面，该系统是由视频图像采集、数据传输、传感器控制等共同组成，其中图像采集模块所指的是监控系统的前端设备，如摄像机和NVR 等设备，这些设备可以准确地进行现场资料的采集，在通过编码处理之后，将信息转化为数字信号。数据传输模块则是指进行对应数字信号传输的通道。传感控制模块则是进行相应传感设备控制的模块，如控制摄像机的移动和调整等[5]。

其次，该系统在进行所获取信号的传输过程中，该系统可以采取TCP/IP 协议进行。变电站的现场设备，如视频采集、压缩和编码设备等将信息收集和处理之后，通过向相关的传输协议传输至监控主机即可。当然在系统构建阶段，相关人员进行现场设备的选择过程中需要根据实际情况进行准确的选择，例如进行计算机设备选择的时候，利用相应的计算机系统，能够有效地减轻对供配电系统管理过程中各类数据的传输和计算难度，且该过程的精确性也将远远地高于传统方式。同时相关人员还需要对变电站进行相对合理的区域划分，确保各个区域之间的摄像头图像采集范围不出现重复现象，且不会存在死区，影响到监控过程。

最后，在客户端监控系统方面，相应的系统构成通常为5个模块，即显示功能模块、视频解码模块、网络接口模块、报警模块、网络接口模块。其中显示功能模块主要作用是显示远端传输的多路视频信号，视频解码模块则是主要应用于对视频信号的解码，网络接口模块则是用于进行对服务器的连接，报警模块在应用过程中需要承担进行报警信号的传输的作用，而对于变电站来说，主要的报警信号类型包括红外和烟雾报警。

从客户端监控系统的工作原理来看，相关系统在工作之中需要将对应的信息进行充分的处理之后，将其发送到服务器，而服务器在获取数据信息之后，或者通过采取进一步的处理措施，并将其传输至客户端，而工作人员则可以在这种条件下进行对相关视频的分析。