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110kV变电站电气自动化技术及应用研究黄国良

发表时间：2020/9/27 来源：《基层建设》2020年第17期作者：黄国良

[导读] 摘要：对于110kV变电站电气自动化技术研究虽然我国仍处于起步阶段，但是越来越多的研究人员发现了其重要性，并不断地对其进行研究，优化结构。

        国网福建省电力有限公司泉州供电公司福建泉州 362000
        摘要：对于110kV变电站电气自动化技术研究虽然我国仍处于起步阶段，但是越来越多的研究人员发现了其重要性，并不断地对其进行研究，优化结构。使之得到更为广泛的应用。而且随着研究的深入，传统的低压变电站将会逐步地被淘汰，取而代之的是新型的110kV高效的变电站。而这一切都离不来科研人员对科学的不断探索。
        关键词：110kV；变电站；电气自动化；技术应用
        1 分析110kV变电站中应用电气自动化技术的重要意义
        电气自动化技术是属于电气工程领域的一项新兴发展技术，这项技术的发展推动我国的电气领域迈向更高阶段，现代的自动技术凭借自身跟紧科技潮流发展步伐的特有功能如自动控制以及自动检测，对于一些电气工程方面的传统技术没有办法解决的难题，在曾经的电器设备中自动调节的难题一直困扰着技术人员得不到更好更便捷的处理，当下技术发展解决了这样问题，能够预见现代自动化技术日益精良的发展为人类社会带来的福祉。电气自动化技术在变电站中的应用是电气工程一项十分重要的技术实践，变电站的安全可靠运行是影响大到城市建设、轨道交通、航空航天以及军事方面，小到居民日常生活等需要的重要基础与保障。
        2 110kV变电站电气自动化技术的特点与优势
        2.1 110kV变电站电气自动化的优势
        与传统的电气技术相比，110kV变电站电气自动化技术在结构上做了改进，比原来传统的电气技术简单了很多，便于工作人员操作。其次，结构性能比之前完善，技术应用范围更加全面。最后，110kV变电站电气自动化技术的系统适用性比较强，操作方法比较多，可供多数人员同时操作，操作效率大大提高。同时，110kV变电站电气自动化技术所具备的系统适应能力，也在一定程度上，提高了电气技术结构的整体效率，促进电气工程能够得到良好的发展与进步。
        2.2 110kV变电站电气自动化技术的设计范围广
        随着科技的飞跃发展，110kV变电站电气自动化技术广泛应用到现代各个行业领域中，以计算机技术为技术支持，从当前发展趋势和运用程度来看，硬件部分和软件板块都是支持整个系统设计的关键，都需严谨考虑。总而言之，根据生产需求量和技术要求，进行全面系统的方案设计，必将促进电气自动化技术更加成熟，并且广泛应用于各行各业中。
        3 110kV变电站电气自动化技术
        3.1 110kV变电站电气自动化的二次设备分布与UPS系统
        110kV变电站电气自动化的二次设备主要有：二次安防设备、故障录波器、监控系统主站设备、变压器柜、电能质量监测柜和微机五防系统等。监控设备和继电器可以一起布置或隔开布置，采用相应检测装备和测控系统。主要的二次设备分布在主控楼中，如监控系统主站控制设备、变压器柜、故障录波器等。而容量大小为3kVA的UPS系统为继电设备、监控系统等提供了电源保障，使其不会出现断电现象。
        3.2 110kV变电站电气自动化的安全系统
        在110kV变电站中，当有人值守时，安全系统的作用相对较小，因为其工作内容被人为取代，但当无人值守时，其安全系统就显得尤为重要。安全系统可通过图像监视和安全预警系统来实现。这两部分可对变电站进行远程操控，一旦变电站或其周围出现紧急情况时，图像监控和安全预警系统都能及时的发现问题，找出事故的原因，工作人员通过图像监控和安全预警系统反馈的相关信息，采取相应的方法进行处理。这样不仅省时，而且很大程度上使得变电站的管理更加高效。
        3.3 直流系统
        直流系统是一种独立的电路设备，该设备很少受到其他设备的作用，如果变电站出现电源故障导致停电，直流系统可以充当备用电源，并继续为蓄电池充电。直流系统中的蓄电池个数和容量需要根据具体的情况确定，容量按照2h事故放电的时间进行考虑。蓄电池一般和其他的二次设备仪器放置在保护室内。
        3.4 监控系统
        监控系统主要目的就是对变电站的设备进行监控，以便及时的发现设备故障，对设备进行修复，降低损失。110kV变电站的监控系统由3部分组成，包括：设备层、上位机、PLC。监控系统对变电站的实时监控，也能够反应设备的运行状态。监控系统采用计算机进行监控，可达到无须工作人员值班的要求。其主要目的归为降低成本，保证电网安全高效地运行。

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其总体的原则是：
        3.4.1 监控系统的各项性能指标要满足相应的规范要求，对于强规必须要满足。
        3.4.2 监控范围主要包括：报警系统、断路器、隔离开关、主变分接头的调整、电压互感器、UPS直流系统等11个节点。
        3.4.3 网路分布结构。网路主要以光纤为媒介，站控层采用TCP/IP协议，间隔层多采用以太网。
        3.4.4 监控系统的功能是对设备进行监控以及数据的采集和处理。不同的信号采用不同的采集方式，同时，监控系统还配置完善的防误操作闭锁功能，加装与其他网线相接的智能接口。
        4 自动化技术的应用
        4.1 数据采集和处理
        变电站自动化系统可以对测控装置中的回流数据和直流屏中的数据量进行实时采集。比如，采集110kV线路中电流量、无功功率、电压量等。数据信息的处理主要包含三方面内容：遥测量、状态量、电压量。
        4.2 报警显示及处理
        一旦发现变电站中回路出现故障时，监测系统画面中弹出一个界面，直接显示出发生回路的具体位置，或者发生故障的位置和原因，并及时发出报警声音。继电保护报警装置用画面展示，借助颜色的不同来对报警情况进行区分。系统发生报警之后，如人进行处理之后，会持续发出声音，一旦工作人员确认处理之后，系统报警声才会消失。系统报警声分为多种类型，可以同时使用，也可以独立使用。
        4.3 远方控制
        系统可以对现场所有的开关柜进行远方控制，主要分为以下几方面：对系统的断路器的分、合操作进行远方操作；对补偿电容器的投、切操作进行远方控制；对部分保护操作进行远方操作。在操作画面上进行遥控操作，系统具备一定的校正功能，能够对遥控操作所发出的指令进行复核和纠正，确保遥控操作的安全性。在进行遥控系统操作之前，系统会自动对遥控条件进行检查，一旦符合条件时，可以在右上方输入对应的操作指令和代码，指令正常之后，界面上会显示“确定”按钮，按下按钮之后，可以进行后续的操作。然后，在输入监护人对应的操作指令和代码，指令正确之后，界面再次显示“确定”按钮，进行后续的操作，按下此按钮之后，界面会出现“合闸”、“分闸”按钮，按照操作指令进行操作。如果按下“取消”即可以对当下的操作进行取消。
        4.4 事故追忆
        系统具备一定的追忆功能，一旦启动信号即可对设备的模拟量或者状态量进行实时采集。
        4.4.1 对系统时钟进行统一。以ms为单位来进行数据信息的记录，主要记录断路器和保护动作信号，并且将其展示在LCD上，可以进行打印或者长期保存，有效地帮助工作人员对事故的发生情况进行分析。
        4.4.2 主要记录事故发生前后14个周期的数据量，并且在显示屏上显示，便于对事故进行分析。
        4.4.3 可以对之前发生的事故进行重现，这样能更好地观察事故发生过程中各个设备的工作情况。
        4.5 人机联系
        操作人员所有的工作都需要借助电脑来完成，并且具备以下特点：图形可以进行缩放，画面可以进行导航，画面不仅具备全景图，而且还能够有效地显示细节特征；根据实际的需求来对画面进行缩放、显示；支持一机双屏显示功能，双屏可以显示出不同的图像信息，可以同时进行观看，随时进行移动；支持全景图展示，比如，可以对表格、曲线图、趋势图等进行展示，不同电压登记可以以颜色来进行区分，这样可以将多种图形混合展示在一个画面中。
        结语
        对于110kV变电站电气自动化技术研究虽然我国仍处于起步阶段，但是越来越多的研究人员发现了其重要性，并不断地对其进行研究，优化结构。使之得到更为广泛的应用。而且随着研究的深入，传统的低压变电站将会逐步地被淘汰，取而代之的是新型的110kV高效的变电站。而这一切都离不来科研人员对科学的不断探索。
        参考文献
        [1]陈况,王嫚.关于110kV智能变电站电气自动化设计研究[J].电子测试,2016,05:120-121.
        [2]刘晓晴.110kV变电站电气自动化技术及应用研究[J].中国高新科技,2017,104:74-76.