经济社会发展对电力需求呈持续增长态势,促使电力变电站的建设规模不断增长。而在电网长期建设过程中,传统变电站往往在自动化程度上有所欠缺,其供电安全性与可靠性也达不到现代化电网建设要求,同时还存在占地较大的问题,势必对其进行自动化改造,建立具有高度自动智能的现代化变电站。由于大量高压设备的存在,其在长期运行中难免会有缺陷或故障出现,为实现运行设备监测与控制的效果提升,更应重视电气自动化的应用,相关企业需不断加大先进电力技术设备的引进,切实提高电力安全运行水平。下面将针对变电站电气自动化相关问题展开详述。
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。此外,自动化应用,使得占地较大的老式变电设备得以更替,使得变电站建设所需场地面积更小,对缓解电网建设用地及投资压力有很大帮助。
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。
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。
为实现系统功能,各层级硬件的配置要合理且齐备,而且要采取冗余配置的方式。通常站控层所需硬件设备有服务器、五防系统、监控机等;网络层则主要是通信设备,如交换机、光缆等;间隔层则主要是直流系统、电量采集及保护设施等。
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。
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。
在电网建设中,变电站规模与数量持续增长,而且受土地资源限制多远离市区,传统的单纯依靠人工运维与操控的方式,在具体执行上更为困难,势必要采取自动控制策略,进而显著提高变电站设备操作与控制的效率,这也同时体现出电气自动化的优势。通过对变电设备进行自动化改造,使其同时具备数据采集上传与设备状态控制等功能,基本上可满足多数变电设备不断运行状态转化的需要,这对电力事故的处置极为关键。而若因设备故障而难以保证操作的自动化,或者是变电设备需停电检修的情况下,则应由运维人员到站操作,双管齐下,共同保障站内设备安全,满足变电设备检修与维护的需求。
因为站内存在许多户外高压设备,而且站内出线与线路杆塔相连,存在较高的直击雷与雷电侵入的风险。在变电站自动化控制系统的构建中,也要完善防雷接地等设计,避免雷击感应对变电设备及控制系统的损害。在电力安全运行保障中,防雷接地也是必要的技术措施,同样可应用自动控制策略。在实际应用中,要结合变电站整体构造以及相关技术标准,对防雷接地装置种类及型号予以合理选择,并将其设于合适的位置,确保其防雷接地效果的可靠发挥。
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。
在电网持续发展与建设中,供电服务质量提升的基础便在于电力安全运行,而为实现该目标,要从信息技术、自动控制、运行管理及技术培训等多方面加以强化,尽可能的提高电力安全运行的整体水平。相关措施如下:
网络通信技术的发展,使得电力监测数据传输具有更高的实时性与安全性,显著提高变电站运行监测与控制的效率。在变电站自动化改造与建设中,要结合先进信息技术,对传统变电站控制系统予以改造,充分借助通信与计算机技术,构建电力运行高效自动控制网络,提高电力运行监测、分析与控制的自动化与智能化程度,为变电站安全提供有力保障,不断推动智能电网建设,发挥信息技术在电力运行中的优势。
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。
变电站的安全与稳定离不开相关运行管理工作,由于自动控制设备并不能保证完全可靠,也存在故障或异常可能,再加上站内出线、设备等在多重因素下故障概率较高,只有建立完善的电力运行管理体系,才能使设备运维责任得以落实,实现变电设备高效稳定运行。同时,电力运行管理制度及标准的落实也要到位,要求常态化开展设备巡检,降低自动控制设备故障对电力安全的危害性。
变电站设备更新换代速度较快,许多先进自动控制设备不断被引入,应当加强相关技术及运维人员培训,确保其掌握自动控制装置的设置、操作及异常排查等技能,以便后续变电站运维与设备故障缺陷处理工作的高效开展,这也是电力运维工作开展的必然要求。相关企业为保障设备运行安全,不仅单纯依靠设备厂商的维护,因其很难保证电力故障处理的及时性,必然要强大自身力量,重视变电运行技术及运维人员的培训,建设电力运维的高素质队伍,对电力安全运行带来更有力的保障。
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。
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。本文首先就变电站电气自动化系统构造予以分析,探讨了电气自动化的具体应用,并提出电力安全运行保障相关措施,以期对电力安全与发展有所帮助。
关键词：变电站,电气自动化,电力安全,运行
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