導(dǎo)語(yǔ)：數(shù)字化變電站自動(dòng)化技術(shù)探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)深入至多種行業(yè)領(lǐng)域并發(fā)揮了重要的作用。在現(xiàn)代化的變電站系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展中，數(shù)字化建設(shè)已經(jīng)成為重要的系統(tǒng)發(fā)展方向，而自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用則是促進(jìn)數(shù)字化系統(tǒng)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。本文簡(jiǎn)要地對(duì)數(shù)字化變電站中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析，并就自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用功能進(jìn)行探討，以期為促進(jìn)變電站的數(shù)字化發(fā)展和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用效益提升提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；自動(dòng)化技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用；功能

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶領(lǐng)下，自動(dòng)化技術(shù)在變電站建設(shè)中的應(yīng)用水平逐漸提升，其不僅有力的促進(jìn)了電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展，用時(shí)還有利于電網(wǎng)調(diào)度可靠性的有效提高，同時(shí)為該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要的技術(shù)支持，最終實(shí)現(xiàn)了變電站的數(shù)字化發(fā)展。所以，當(dāng)前的設(shè)計(jì)研究人員應(yīng)當(dāng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行深入研究，不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化功能完善，使其服務(wù)于電力資源的合理配置并推動(dòng)我國(guó)的電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)不斷發(fā)展。

1數(shù)字化變電站中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

1.1光電量測(cè)技術(shù)

對(duì)于數(shù)字化變電站來(lái)說(shuō)，傳感器工程應(yīng)用所具備的穩(wěn)定性能是十分重要的。其主要分為光電式與電子式兩種類(lèi)型的電流/電壓互感器。其中數(shù)字化變電站中所應(yīng)用的光電測(cè)量技術(shù)主要由互感器、交換器、信息處理設(shè)備以及連接光纜共同組成。其中根據(jù)原理進(jìn)行變換器分類(lèi)主要分為半常規(guī)與電—光兩種類(lèi)型。其中，前者的電壓變換原理主要是依靠電阻與電壓分壓實(shí)現(xiàn)，其中電阻的計(jì)算方式為I1=j•（L/N）•I2•（1/R+r+j•L）,R=U/I1.電流變換原理主要是依靠帶鐵芯微型CT來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而后者的電壓變換原理主要是依靠逆電壓效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，電流變換主要依靠法拉第效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其主要的系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)有分別針對(duì)電流采樣與電壓采樣工作的電流變換器，以及電壓變換器與光電接口裝置幾部分，并且利用光纜裝置進(jìn)行連接。圖1即為光電測(cè)量技術(shù)的基本光路原理。

1.2系統(tǒng)中的合并單元技術(shù)

合并單元技術(shù)是數(shù)字化變電站中全新的物理元件，其合成功能主要是針對(duì)由二次轉(zhuǎn)換器所提供的電流與電壓數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)主要是由七個(gè)以上的電流互感器與五個(gè)以上的電壓互感器共同構(gòu)成單元組，并將該單元組中輸出的瞬間數(shù)字信號(hào)填進(jìn)數(shù)據(jù)幀內(nèi)，這就使得數(shù)據(jù)信號(hào)具有更高的優(yōu)越性。另外，互感器與監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)量與保護(hù)裝置之間的聯(lián)系也是利用該技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，接收由互感器傳出的信號(hào)數(shù)據(jù)并將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化后傳出，并且在這同時(shí)進(jìn)行同步信號(hào)的收集，為系統(tǒng)運(yùn)作的二次設(shè)備進(jìn)行精確的電壓與電流提供。

1.3集成與智能的開(kāi)關(guān)設(shè)備

對(duì)于變電站來(lái)說(shuō)，其在實(shí)際工作中有必要實(shí)現(xiàn)一次與而二次設(shè)備的集成操作。與傳統(tǒng)的互感器進(jìn)行比較而言，光電量測(cè)系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成與結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作創(chuàng)造了條件。就當(dāng)前的系統(tǒng)研究工作已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多種高壓設(shè)備集成技術(shù)，其主要包括了針對(duì)互感器和斷路器的量測(cè)技術(shù)、智能化的斷路器以及智能開(kāi)關(guān)設(shè)備等。目前已經(jīng)出現(xiàn)了一種在SF6斷路器基礎(chǔ)上研發(fā)的半封閉組合電器，其形成原理主要是將SF6氣體填充進(jìn)金屬殼中，并在該金屬殼中將斷路器、隔離與接地開(kāi)關(guān)裝置以及變換器進(jìn)行合理組合，并利用集成開(kāi)關(guān)設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)出線。

1.4系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

變電站的自動(dòng)化發(fā)展主要是依靠系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而在當(dāng)前的數(shù)字化變電站中常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括交換式的以太網(wǎng)技術(shù)、IEEE802.1p排隊(duì)特性、虛擬化局域網(wǎng)以及快速生成樹(shù)協(xié)議幾部分。變電站在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)同時(shí)主要是結(jié)合了抽象通信服務(wù)接口使其實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化功能的獨(dú)立性建設(shè)，有利于先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高效應(yīng)用。同時(shí)，抽象通信服務(wù)接口中也對(duì)IED進(jìn)行了隱藏，將多種功能在IED中進(jìn)行存儲(chǔ)和分配。但是也存在著部分不支持IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的通信服務(wù)接口。在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用中，只需要引進(jìn)ACSI網(wǎng)關(guān)裝置就能實(shí)現(xiàn)設(shè)備接入操作。其中，IEC61850協(xié)議實(shí)現(xiàn)模式如圖2所示。

1.5系統(tǒng)中IED設(shè)備的互操技術(shù)

IED設(shè)備即為智能電子裝置，其可組合在一次設(shè)備當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，并且該技術(shù)的主要應(yīng)用功能是為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集做準(zhǔn)備，并對(duì)數(shù)據(jù)的輸入與傳輸進(jìn)行控制。該技術(shù)與系統(tǒng)中的光纖通信和二次系統(tǒng)技術(shù)共同投入應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站進(jìn)行的監(jiān)控與維護(hù)工作的基礎(chǔ)。而智能電子裝置本身具備的互操技術(shù)更是為維護(hù)軟硬件投資提供了支持，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種產(chǎn)品的有效集成。所以，在不斷推進(jìn)IED設(shè)備的互操技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，研究人員可采用一致性測(cè)試與性能測(cè)試來(lái)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)探究。

1.6系統(tǒng)中的信息同步技術(shù)

數(shù)字變電站系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣操作時(shí)，為避免由于相位與幅值差異而造成采樣數(shù)據(jù)誤差，應(yīng)當(dāng)在統(tǒng)一時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)信息采集。GPS接收裝置應(yīng)當(dāng)安裝在通信服務(wù)器中，為進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作的光電式互感器等提供對(duì)時(shí)服務(wù)。同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議進(jìn)行間隔總線設(shè)置，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備采樣同步，并將同步時(shí)間的誤差控制在1ms之內(nèi)。但在收集數(shù)據(jù)同步采樣過(guò)程中，系統(tǒng)的總線承載過(guò)大，實(shí)際誤差范圍應(yīng)當(dāng)控制在1us之內(nèi)。所以，應(yīng)當(dāng)將以IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)作為同步標(biāo)準(zhǔn)，在這基礎(chǔ)上設(shè)置的時(shí)鐘系統(tǒng)是由多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同組成的，并利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)連接。這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的同步性能提高，同時(shí)避免了實(shí)際操作過(guò)程中繁瑣的通信同步過(guò)程，最終實(shí)現(xiàn)通行時(shí)間與執(zhí)行時(shí)間的有效分隔。

2數(shù)字化變電站中自動(dòng)化技術(shù)的主要應(yīng)用功能

2.1計(jì)算機(jī)保護(hù)功能

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的有效保護(hù)，其不僅包括了電氣設(shè)備，還涵蓋了自動(dòng)化裝置、變壓器以及母線等多種系統(tǒng)環(huán)節(jié)。在變電站的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，其還具備對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的故障進(jìn)行記錄與存儲(chǔ)的功能。同時(shí)，其還在接受控制指令的同時(shí)進(jìn)行運(yùn)行流程和故障信息的傳遞，再進(jìn)一步地就設(shè)備運(yùn)行故障進(jìn)行正確的診斷與處理，完成定值修改與時(shí)間校對(duì)。

2.2對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與處理

自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的另一重要功能即為高效地對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與處理。并且其主要的數(shù)據(jù)收集與整理工作是面對(duì)系統(tǒng)脈沖、狀態(tài)與模擬的。其中針對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的數(shù)據(jù)收集主要包括事故跳閘、斷路器運(yùn)行、預(yù)告信號(hào)以及隔離開(kāi)關(guān)等方面的狀態(tài)。而針對(duì)系統(tǒng)模擬的數(shù)據(jù)收集與處理工作主要包括對(duì)電壓與電流等模擬的數(shù)據(jù)收集與處理。

2.3自動(dòng)診斷與控制功能

在數(shù)字化變電站中運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)本身自動(dòng)化的進(jìn)行診斷與檢查，并根據(jù)診斷結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)，同時(shí)在開(kāi)展自動(dòng)診斷功能時(shí)，其還能就系統(tǒng)的具體缺陷位置進(jìn)行判斷與顯示，為系統(tǒng)維修工作提供了幫助。另外，該技術(shù)的應(yīng)用還能保證系統(tǒng)操作與控制自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，相關(guān)工作人員能在實(shí)際工作中的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。另外，自動(dòng)性能的實(shí)現(xiàn)還對(duì)跳合閘現(xiàn)象進(jìn)行了考慮，避免由于系統(tǒng)故障的意外出現(xiàn)而造成相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)應(yīng)用癱瘓，影響變電站的正常運(yùn)行。在該技術(shù)的支持下，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)即使系統(tǒng)出現(xiàn)故障，操作人員依舊可依靠自動(dòng)化操作來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行。

變電站的數(shù)字化發(fā)展離不開(kāi)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用支持。其主要涉及到數(shù)字化的光電量測(cè)、單元合并、智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信、設(shè)備互操作性能以及信息同步技術(shù)等。其在系統(tǒng)運(yùn)行中的主要功能優(yōu)勢(shì)包括對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行維護(hù)，精確快速的進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集與處理工作，自動(dòng)對(duì)設(shè)備功能進(jìn)行診斷以及能滿足操作人員對(duì)于自動(dòng)化操作與控制的需求。所以，在數(shù)字變電站中加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對(duì)于實(shí)現(xiàn)變電站現(xiàn)代化發(fā)展是十分重要的，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用研究。

作者:成祥祥 單位:渤海大學(xué)工學(xué)院

引用：

[1]胡曉娟.數(shù)字化變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用[J].科技資訊,2011,17:124-127.

[2]葛榮良.數(shù)字化變電站技術(shù)與應(yīng)用[J].上海電力,2006,06:557-564.

[3]馬天濤.自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用分析[J].中國(guó)電力教育,2014,12:229-230.

[4]梁京,周建超,何金朋.數(shù)字化變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2014,12:10-11.

[5]鄭國(guó)強(qiáng).數(shù)字化變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探討[J].山東工業(yè)技術(shù),2015,11:145.