探究变电站综合自动化技术发展趋势

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年3月9期   作者:黄晶京
[导读] 目前,电力工程发展迅速,经济社会体系的完善下,
        摘要:目前,电力工程发展迅速,经济社会体系的完善下,国家基础设施建设质量与效率逐渐加大,随着而来的则是地区内电力能源的消耗加大,如地区内用户对电量的需求量加大,则直接加大地区内电网的工作负担。变电站作为电力传输过程中的重要载体,经过内部系统的电压转换,将电力定向传输到用户节点处,以降低区域内的电量损耗。随着智能化、信息化技术的融合,变电站整体工作趋势也呈现出自动化功能,系统在中央集成模块的操控下,可有效提升整体工作效率,满足区域电力供应的需求。
        关键词:变电站;综合自动化;技术发展趋势
        引言
        在电器领域内,计算机技术与自动化技术已经得到了广泛的应用,实现电器的自动化应用是现阶段电器行业最重要的问题。变电站中的自动化系统是依靠继电保护来实现的,继电保护能够保护电力系统运行的安全,避免其遭受不必要的损失,因此,文章围绕变电站综合自动化系统中的继电保护问题展开了讨论。
        1 变电站综合自动化体系建设准则
        变电站主要是对电力网络中的电压值进行转换处理,然后通过电流方向、电能调节等,均匀分配到下位用户手中,变电站是由多台变压器共同组建而成的,在内部节点的操控下,组成一个电力网络传输中心,以供区域电力传输。变电站综合自动化是指系统在运行过程中,可自动执行某一项工序指令,确保整体工作过程的有序性。目前,变电站综合自动化体系建设过程中,一般应遵循下列几点原则。第一,中央调度原则。从自动化系统本身来讲,是以信息处理技术、模块化功能来实现的,为此,在设定系统时,必须运用中央调度,将各项工作设施进行关联,以此来确保整体工作的运行。中央调度可类比为自动化设备中的PLC控制单元,其并非是一个独立的系统,而是应在各个功能模块的协同作用下,中央调度通过各项指令的下达,令整个工作体系实现有序性、精度性操纵等,以满足设备运行需求。第二,分散式原则。变电站在进行电能传输过程时,由于系统本身的自动化操控性质,在电力传输过程中,将呈现出一定的离散特性,如电力传输配置过程未能经由隔离层实现电能定位传输,则将加大整体工作负担,为此,自动化系统在实际建设过程中,必须令系统呈现出分散特性。第三,近距离操控原则。传统形式上的变电站,在实际运营过程中,一般需要工作人员进行实地看守,如相关电力设备发生异常工作的状态,工作人员可依据现场勘查及时对问题进行分析并解决,以减少电力企业的损耗。但此种人工控制的形式与综合自动化系统相比,存在成本消耗大、工作精准性差的缺陷。为此,自动化系统建设过程中,应充分利用信息传输技术,实现中央化集成操控、远程操控、就近控制等,确保当设备工作异常时,系统可及时进行自检,以实现自动化管理。
        2 重要性
        近些年,我国各大变电站先后推出了“无人值班,少人值守”的发展模式。经过不断摸索与实践,现阶段实现变电站综合自动化建设已经成为提升电网稳定性和安全系数的重要手段。这种变电站运维模式的成本较低,也是保障电能质量的核心技术手段,因此目前我国绝大多数新建的变电站一般都以智能设备配置为主,同时采用在技术上相对成熟的自动化技术来完成建设。针对部分运行周期高达10年以上的普通变电站,需要根据国家电网生产技术改造以及设备大修原则完成综合自动化改造的建设工作。
        3 变电站继电保护存在的问题及解决对策
        3.1 继电保护设备的安装
        在国内市场中,继电保护器主要有两大类,一是集中式继电保护器,二是分散式继电保护器,一般情况下,集中式继电保护器需要与相应的电气设备进行集中安装,集中式的继电保护器被安装到保护柜内部时,直接与信号及监控室进行连接。分散式的保护装置只需要在继电器的开关位置进行安装,分散式继电保护器可以根据电器的特殊性来有针对性的进行系统开发,对不同的设备进行具体的保护,分散式继电保护装置能够在数字量化信号的支持下,实现不同设备与监控系统之间进行独立的连接。

集中式继电保护器与分散式继电保护器之间的差别主要体现在安装方式及功能特性的不同,这两种方式都存在一定的缺陷,同时也都尤其独特的优势。集中式继电保护装置与分散式继电保护器相比,优势在于可以节约更多的连接电缆,设备在更好的环境中运行。在实际应用中,两种方式都得到了广泛的使用,对于变电站中和自动化系统来说,集中式继电保护装置在技术上更为成熟一些,因此,集中式继电保护装置的应用程度更高一些。
        3.2 干扰信号入侵保护设备
        很多人认为高压变电网络的复杂程度要高于低压变电网络,这样的观点是错误的,实际上,低压变电网络所具有的复杂程度是高于高压变电网络的,其复杂程度高主要表现在开关的安装处。在低压电路网络中,电压变化的频繁度是非常高的,低压电场在低压电缆网中激烈的震荡,激烈的震荡会让操作回路一直处于较大的磁场变换环境之中,所以,在整个电气设备置于室内的前提下进行开关的安装,设备也会因为室内温度的升高而受到影响,由于设备本身缺少有效的散热系统,这就导致了设备使用年限的降低。处于低压配电网络中,直流电压的变化幅度是非常大的,这就加大了短路电流发生的几率,直流电压在不断浮动的情况下,很可能会发生电气设备实际的运行情况大大超出了自身运行的要求参数,进而对设备的正常运行带来巨大的隐患。
        3.3 继电保护装置的状态检修性
        由于微机型继电保护装置具有自检及存储故障报告的能力,因此,可以通过电网继电保护综合自动化系统实现继电保护装置的状态检修。具体做法如下:依靠微机保护的自检功能,可以发现保护装置内部的硬件异常。变电站的客户机搜集到保护的异常报告后,立即向相应的调度端发出告警,从而使设备故障能够得到及时处理,缩短保护装置退出时间。保护的开入量一般有开关辅助节点、通讯设备收信、合闸加速、启动重合闸、其他保护动作等几种,这些开入量对保护的可靠运行起关键作用。变电站的客户机可以监视保护装置的开关量变位报告。当发现保护的开入量发生变位时,可以通过查询变电站一次系统状态以及其他保护和录波器的动作信息确定变位的正确性。这样,就可以及早发现问题,预防一部分由设计缺陷或二次回路维护不良引起的误动作。
        4 变电站综合自动化的发展趋势
        4.1 创建现代化的操作控制平台
        开发软件平台和硬件平台是为了更好的接口现代化操作平台。用于实现相关的保护功能的用户自定义算法,通过平台这些所有算法均会被进行优化和组合,不到节省了系统的有效资源,还能够便于后续的运营管理。
        4.2 使用可视多媒体监控系统
        对于目前的计算机控制,通信技术和信息处理技术,应从现有的静态数据处理的方法向更为多样的声像和其他不同类型的监测方向进行发展,以满足信息系统应急控制对此的需要。其步骤为以下操作,首先系统将会收集实时监控的信息数据,然后进入计算机记录其中,接着把在正常工作和极端工作条件下记录的数据信息,进行前后比较,最后进行判断。捕获事故的整个过程并将其转换记录为图像和文本,以更好地减少人工工作量。
        5 结语
        相关人员在开展继电保护工作时,一定要端正态度,严格要求,否则将直接降低继电保护的稳定性。与此同时,工作人员还要不断提高自身的专业能力,及时发现、分析变电站综合自动化系统中的继电保护问题,同时寻找有效的解决方案,为继电保护的安全性、稳定性,提供有力的保障。
        参考文献:
        [1]李刚刚.浅析变电站综合自动化与智能化的现状与发展趋势[J].电气传动自动化,2018,40(5):47-50.
        [2]袁正东.基于变电站综合自动化的功能与技术发展[J].现代信息科技,2017(11):25-28.
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