温晓峰1李 明2
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摘要：在电网架构中，变电站不仅是输电的重要节点，也是电气自动化应用和实现的关键。变电站内有大量的电力设备，需要通过其自动控制系统进行监控，以更好地保证电力的安全运行。本文首先分析了变电站电气自动化系统的结构，探讨了电气自动化的具体应用，并提出了保证电力安全运行的相关措施，以期对电力的安全和发展有所帮助。
关键词：变电站；电气自动化；电力安全
1导言
一个相对完整的电力系统由许多部分组成，变电站运行的主要任务是分配和传输电能，由包括变压器、电机、母线电缆和电抗器在内的一次设备运行。因此，变电站能否稳定高效运行不仅取决于一次设备，还与良好的辅助和对二次设备的严格监控密切相关。电力系统的运行是复杂的，涉及到很多设备。为了保证电力系统的平稳运行，需要保证电气自动化下的每台设备安全运行，每台设备不会在过大的负荷下运行。
2变电站综合自动化系统概述
变电站与电网线路连接的主要功能是改变电路供电。建立和集成先进的计算机技术对变电站进行实时监控和调整是变电站适应社会发展的必然趋势。变电站综合自动化系统的特点是模块化系统、分布式结构、网络化通信局和智能化运行管理。变电站综合自动化的优点是降低劳动强度，简化二次接线，减少占地面积和建设成本。通过减少人工干预，减少人为事故；以计算机技术为核心的变电站，可扩展空间大；在线检测和诊断可以提高设备运行的可靠性和经济效益。要实现综合变电站，必须采用顶层控制模式来处理专业技术分散的问题。功能实现通过微机保护、数据采集、控制和操作锁定、系统自诊断等实现。变电站综合自动化系统的故障会影响用户的正常用电。变电站自动化系统运行维护方法的研究可以为系统的正常运行提供保障。变电站综合自动化系统采用模块化设计，系统设备由多个模块组成。所有系统硬件结构相似，系统设备软件组合不同。变电站综合自动化系统典型的硬件结构包括模拟输入电路、微机系统和通信电路。自动化系统的功能是收集系统产生的数据。它具有通信系统的相关功能，可以调度相关的信息数据。系统生成的数据服从调度指令。变电站综合系统具有监控功能，系统拥有先进的计算机系统，能够及时发现系统中的故障。自动系统连续检测功能可以有效地自检系统的运行状态，为维护人员提供方便。
3 变电站电气自动化系统构成
3.1 系统框架
在变电站自动监控系统中，其结构构造多为分层分布式，通常可分为：一是间隔层，其功能主要为借助传感器等装置监测变电站内各设备运行状况，而且还具备操作控制功能，用于重要设备的保护或控制;二是网络层，主要用于数据传输，基本构成为以太网;三是站控层，作为自动控制系统的关键，能够实现站内设备的监控、指令下发、故障告警与分析等，还有的具备现场设备参数的在线修改功能。
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
变电站电气自动化的实现，系统软件是其控制核心，可实现站端数据采集、监视、分析、控制等诸多功能。
在设计时，要满足各模块功能要求，主要有：一是A/D采集模块，用于站端电网运行信息的数据转换;二是计算机处理模块，则是对所收集的站端数据予以分析和处理，并且还具备可视化的人机交互功能;三是I/O模块，也就是将控制信号与现场接点信号进行转换，实现信号的有效识别;四是计量模块，主要是作为一次设备传输电量的实时采集。
4 电力安全运行保障措施
4.1 完善安全管理制度
当前变电站自动化工作已经制定了许多工作制度，各部门也有相关的条例，但是落实到各个层次就发现，内容不够具体，探究不够深入，目标难以实现。于是就变电站自动化各项安全管理制度问题，一定要从“变电站各项维护工作及检修工作是否开展到位”和工作人员的工作是否进行规范“反思，结合现有管理制度和规定，对照变电站实际运行数据进行完善和改进。比如，针对以前经常出现变压器、断路器、互感器等出现短路或紊乱的问题，就可以提出管理人员要加强日常巡查，每次交班在两人交代完上阶段检查结果后再离开，定期检查设备元件与线路，定期开展故障检修，并做好相关记录，让安全制度得到完善。一段时间后，公司对未能严格落实管理规定的个人或者部门予以处罚，对各项制度落实到位的优秀管理人员或者个人给予表扬及奖励。
4.2 加大自动控制设备投入
随着技术发展，新一代站用自动控制设备不断研发，将其应用于变电站改造或建设，可实现其自动、安全、可靠运行。而先进自动控制设备往往意味着高成本，但相应的其对电力安全运行所产生的综合价值更高。为此要加大设备成本投入，及时对站内自动设备予以更新，提高其自动控制与管理效能。而且，还应重视自动控制设备的维护与管理，强化变电设备维护投入，及时排查自动设备隐患缺陷，使其具备更加优良的自动控制性能，全面保障系统安全。
4.3 自动化系统运行维护
变电站是电能运输主要通道，随着科技的进步，实现综合自动化系统操作，促使电能运输有质量保障。自动化系统运行中具有诸多优势，但也会存在故障问题，需要对变电站进行有效监督。变电站维护中要掌握维护要领，自动化系统涉及到很多其他技术，关键的是高技术设备，电力系统对连续性有很高要求，自动化系统遇到问题需要及时解决，使其迅速恢复作业。处理异常问题要求思路清晰，从常规层面入手，捋顺检查步骤，缩小故障范围，针对判定故障范围查明故障点，实际工作中可以采取排除法、电源检查法分析故障。自动化系统相对复杂，涉及到远端终端、计算机系统，需对其分段分析，快速判断故障所在点。排除法应用中存在一定偏差，要求相关人员平时多积累经验。
5 结束语
变电站是电气自动化与安全运行是电力系统持续、稳定运行的根本。确保变电站电气自动化安全进行需要靠各个组成部分共同努力，良好的工作环境，完备的安全管理计划，充足的外部消防隐患防备，缺一不可。最后，需要补充的是，无论是变电站，以及由此衍生的多站融合产业，最终需要遵从市场逻辑。换句话说，任何在望的春景，都需要闻嗅着春天的味道，根据市场的“时令”，撒播出希望的种子。
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