李振
国网济宁供电公司 山东 济宁 272000
摘要：在电网架构中，变电站既是电力传输的重要节点，也是电气自动化应用与实现的关键所在，站内有着大量的电力设备，需借助于其自动控制系统对设备进行监测与控制，进而更好的保障电力安全运行。
关键词：变电站；电气自动化；电力安全；运行
1变电站电气自动化概述
1.1自动化应用的必要性
许多变电站建设较早，采取的仍是传统变电站运行模式，不仅变电设备容量较为有限，与持续增长的电力需求产生矛盾，而且自动控制水平较低，电能质量与运行安全缺乏保障，总而言之，传统变电站往往受限于较低的自动化程度，使得变电设备运行质效处于较低水平，已成为现代电网发展急需解决的关键性问题。为此，近年来大量传统变电站的综自改造计划被提上议程，各式先进变电设备、测控装置及光纤电缆进行了大量的应用，使得变电设备运行维护更加灵活且高效，也显著提高电能质量。
1.2电气自动化与电力安全运行的关系
在现代变电站建设中，设备更具先进性与多样性的特点，设备状态的监测与运行控制的基础便是电气自动化，而设备安全更是电力安全运行的重要基础，电气自动化应用的根本目的便是要改善传统变电站在供电安全、效率及电能质量保障中的劣势。在实际应用中，变电站电气自动化改造是依托二次设备开展的，不直接作为电能传输通道，而是以控制与监测模块而存在，不仅能监测分析电力运行的安全性与稳定性，还能够根据科学控制策略，通过控制开关类设备动作，进而保证电力网架整体安全性。在电力应用普及的今天，供电可靠性关系着社会稳定与发展，这对电力安全运行要求颇高，势必要重视电力系统自动化改造与提升，以使得电力运行更加可控且安全。
2电气自动化技术在变电站中的应用
2.1监控系统的应用
实现对变电站电气设备自动化运营检测和管理是智能变电站发展的目标。随着计算机技术的快速发展，应用自动化技术和互联网技术能够对变电站设备进行远程监控，确保工作人员能够及时发现变电站存在的问题和故障，在一定程度上节约变电站排除故障的时间，进一步提升电力能源运行的稳定性和安全性。
2.2计算机保护功能的应用
因偏远地区的供电网络还存在一定的问题，在某种程度上影响着人们的使用，同时还会影响电力供电系统中的线路以及变压器等，严重影响电力设备的使用寿命。合理应用电气设备，不仅能够大大提升电气设备监管能力，还能够确保电气设备质量。一旦供电系统出现故障，计算机能够及时向变电站发送自动化设备信号，对其进行故障处理，大大提升了变电站运行的安全性和稳定性。
2.3保护及接地选线装置
变电站运行中往往面临许多故障威胁，短路会造成短时大电流进而具有较高破坏性，接地则会使母线电压较长时间处于异常状态，较为考验变电设备绝缘水平。为此，在站内自动控制系统中，要采取正确的保护策略，合理安装并设置保护及接地装置。这样即使有电力故障发生，也可及时予以切断并发出告警，提高电力故障整体的响应与处置速度。此外，自动控制系统还能对故障数据进行综合分析，进而对故障给出更加明确的结论，可有效缩小故障排查范围，缩短故障停电的时长，更好的保障电力供应安全。
2.4自行诊断功能的应用
变电站在实际运行中会出现一些故障，大多难以检测出故障因素，若是只靠人工的方式进行故障排查，将会浪费大量的时间和人力，还不能确保故障因素排查是否准确。
因此，应用自行诊断功能，能够对变电站的各项数据信息进行实时监测，通过各项数据信息的分析，迅速找到故障，并对其进行自我修复，从而减少故障的发生，同时还能提升变电站的运行效率。
2.5变电站数据采集和处理
变电设备运行监测是实现自动控制的基础，而且设备数据的采集与处理不需要人为参与，自动控制系统可自主完成相关业务。为实现变电站运行状态的实时监测，需借助电气自动控制系统，达到对数据采集的实时性要求，并对站端数据进行综合分析，以便制定正确的设备控制策略，这对于电力运行安全极为关键。通常所需采集数据主要为站内设备的电流与电压，还能进行其他电力数据的转换，可对变电站设备负载变化、电压异常等情况进行可靠监视，如若有设备异常工况出现，可借助于实时采集的运行数据，及时汇总分析出故障象征及部位等关键性信息，进而方便后续排障与维修的开展，进而保障电力运行安全。
3变电站电气自动化的实现途径
3.1总体框架
变电站的层次不复杂，主要框架由间断层、网络层和站控层共同构成。间断层起较为重要的作用，主要是传感和数据采集，甚至还有保护电力设备安全的作用，其次是网络层，因为有着非常高的传输速率，主要以传输为主，为变电运输奠定了坚实的基础。最后是站控层，变电站总体的核心内容，除了进行指令操作，还对整个电力设备运营情况实时监控。三个层次之间存在的联系便是，网络层和间断层都受站控层监控。
3.2硬件设
计刚才讲到电力自动化通过分层分布，其实硬件设备的设计也基于分层分布式结构进行，因为要实现整体有效的自动化监控离不开硬件设备的设计，比如，站控层中的重要设备是服务器、监控机；网络层由通信光缆、光线接口盒、交换机等重要设备构成；间隔层所包含的设备包括监控、保护装置及电能采集装置。如果称变电器电气自动化为一次要素，则这些硬件要求为二次要素。在充足了解硬件设备和整个框架配置情况的基础上，然后在自动化中，更好的通过进行二次设备设计，监控电力运行的一次设备。
3.3软件设计
接着是自动化的软件设计，硬件设备为软件设计提供“舒适”的场合，保证整个电力稳定运行，是软件设计的基础，但实现自动化的关键还在于软件设计。首先是功能模块设计，原理是将常规采集内容通过计算机处理，分析为可识别的信号，借助功能模块和A/D采集，帮助进行对信号作出隔离或者分辨，并且通过分析信号进行系统决策。其次是A/D采集，在计算机主要起到分类、分析数据和保存内容的作用，特点是：能够实现人机交换，线上线下同步进行数据操控，并且在后期可以随时查询随时应用工作中产生的数据。最后是开关量的输入与输出，识别档位信号，保证实时工作，使数据统计更为方便，但需要注意的是电能的计量。
4结束语
综上所述，为满足经济发展需求，不仅电力设施建设规模极大增长，而且电气自动化水平不断提升，各类智能化无人值守变电站不断涌现，显著提高变电站设备运维及操作控制效率，对电力安全运行提供更大保障。电气自动化在变电站运行中的数据采集处理、操作控制、保护、防雷接地等方面也有诸多应用。但同时，也要重视信息技术的应用，不断加大自动控制设备的投入，并加强变电站技术及运维人员的培训，切实提高电力运行管理的质量与效率，更好的服务电网发展。
参考文献:
［1］俞学文，唱环凯，杜永祥.变电站电气自动化与电力安全运行研究［J］．山东工业技术，2019，(21):178.
［2］袁永悦.变电站电气自动化与电力安全运行研究［J］．建筑工程技术与设计，2019，(29):1114.
［3］陈宏.变电站电气自动化与电力安全运行初探[J].中国高新区,2017.
［4］梁业盈.浅谈变电站电气自动化及电力安全运行[J].电子世界,2016.