何冰

(阜新金山煤矸石熱電有限公司 遼寧省阜新市 123000)

摘要:  隨著科學技術的不斷發展以及國民生活水平的不斷提升,電力資源的利用已經成為我國人民群眾生活中不可缺少的部分。所以對變電站的要求也逐漸增高,不僅要求變電站的數量能夠滿足人民群眾基本的生活需求,也要求變電站的技術性以及安全性能夠達到一定程度,而自動化技術的應用則給變電站的應用帶來了一個新的發展高度,本文主要闡述的內容是對變電站電氣工程自動化設計的思考以及探究。

關鍵詞:  變電站;電氣工程;自動化設計

前言

電站的自動化設計是人類對電力資源利用需求的不斷增加以及科學技術不斷發展的重要產物,首先則需要對變電站的測量儀表、信號系統、繼電保護等二次裝備不斷的進行功能優化設計,其次要引用當今先進實用的計算機、現代電子、通信和信號處理等技術,第三要應用以上技術對變電站的設備進行測量、自動監控、微機保護等自動控制,使得變電站的設備運行實行自動化自動控制。利用計算機代替人工控制,不僅能夠實現變電站控制的功能綜合化、結構微機化、操作視屏化、運行職能化,給設備操作的過程中減少了不必要的失誤,而且也能夠極高的提高設備的工作效率。

1.電氣工程及其自動化技術的概念

電氣工程從產生到現在,經過長時間不斷的發展和改進,已經逐斷的趨于完善。在電子產品產生的時候,人們將其與電氣等相關的產品和技術統稱為電氣工程。而隨著信息化時代的來臨,無論是在生產技術還是材料選用等方面,電子產品都取得了長足的發展。因此,電氣工程的相關概念也逐漸變得更加廣泛。在實際生產中,對電氣工程的發展和進步產生影響的主要有信息技術和物理科學等方面。在信息技術方面,主要是計算機和網絡等技術的影響,而物理科學方面則主要是集成電路等相關的硬件設備。因此,電氣工程也可以分為硬件和軟件兩個部分。在我國電氣工程及其自動化技術主要是用在工業系統的控制當中,利用相關的控制系統操作設備,是生產線能夠實現自動運轉,減少人力的消耗。目前,世界上很多企業在生產當中都采用了這項技術。相比于世界上一些發達國家,我國的自動化水平仍然存在著一定的距離”。

2變電站自動化設計的基本結構形式

隨著我國長期以來對變電站自動化設計的不斷探索實踐,總結計出以下幾種變電站自動化設計的結構形式：

2.1集中式設計結構

變電站第一個自動化設計應用實踐的則是集中式設計結構,這種設計結構的設計理念主要是圍繞變電站的功能要求,繼而根據設計要求在中央控制室內增加了繼電保護裝置和運動裝置。這種設計結構需要利用CT、PT、開關輔助觸點將變電站內變壓器、進出線等設備都傳送到中央控制室內的保護裝置以及測控裝置內,經過計算機等設備初步處理后將信號傳送到通信制器內進行信息數據格式的轉換,同時在此也能夠對變電站內所有保護、測量、控制信息進行進一步的處理,然后將信號送往當地的后臺機和遠方調度中心進行進一步的信息交換。這種結構設計方式能夠將變電站內部的信息進行統一集中化處理,能夠基本的形成一個完整的系統,適應了傳統變電站運行的需求。

2.2分散式設計結構

隨著計算機技術、通信技術的不斷發展完善,分散式結構設計是繼集中式結構設計的一個大進步。在分散式結構的設計中,將變電站中各種輸入輸出單元元件安裝在中低壓開關柜中,或者安裝在高壓次設備附近,單元部件能夠實現保護和監控的雙重功能,可以有效的對現場單元部件進行繼電保護和安全監控,其中信息通信的方式基本都是通過RSS-422通信接口進行連接通信的,隨著網絡技術的不斷完善,在分散式結構中逐漸加大了網絡技術的應用力度,比如LONEROKS和CAN等現場總線型網絡,使得變電站的自動控制更加完善同步。對于分散式結構的自動化控制系統,隨著科學技術的不斷發展,更是將遙測、遙信、采集與處理、遙控命令執行和繼電保護功能集中體現在現場的單元部件上,在工作中單元部件將信息數據通過網絡傳輸到后臺主計算機上,此時后臺主計算機則會對變電站內的工作進行自動處理控制。總體上來說,這種結構設計方式對主控制室的要求不那么苛刻,能夠有效的降低主控制室的面積,大大的降低了檢修工作的難度,減小了工程造價以及工程難度,并且在工作中,使變電站運行的安全性更高、穩定性更高、工作性更強。

2.3集中與分散結合式設計結構

集中與分散結合式設計結構,有效的將其兩種設計結構融合到了起,實現了兩種設計結構優點的共同開發。目前變電站的設計方式大多數則會選擇分散式結構集中式組屏,這種設計方式不僅包括了上述兩種設計結構的工作優點,并且還更加利于系統的設計、組裝以及維修工作,注意中低壓變電需要的一次設備比較集中,所以此種結構方式對于中低壓變電站的使用適合度更高。

3.變電站自動化系統設計的基本功能要求

變電站自動化系統設計中首先要包含微機的保護功能,主要包括的是變電站內線路、母聯、母線的保護以及變壓器、電容器的保護等。其次要包含數據的采集功能,主要指的是狀態量、模擬量和脈沖量等數據的采集,其中狀態量的采集主要包括斷路的狀態、隔離開關的狀態、接地刀閘的狀態以及變壓器分接頭位置的狀態等,如果采集的狀態量比較重要,則需要利用雙位置接點進行采集,也就是利用11和00來分別表示兩個狀態,防止狀態量的失誤;模擬量的采集主要包括的是母線電壓、進出線回路電流和功率值的采集以及電網頻率、相位等電量參數的采集和變壓器瓦斯值、溫度、壓力等非電量參數的采集,其中電量參數的采集方法是利用交流采樣方法,非電量參數的采集方法是利用常規變送器加6/8變換方式的采集方法;脈沖量的采集主要目標是脈沖電度表輸出的電量脈沖值。第三要具有事件記錄以及故障錄波功能,事件記錄則是指保護動作序列記錄和開關跳合記錄等,在此需要該功能能夠基本的保存100個以上的時間順序記錄,如果出現故障則需要記錄故障前100mm和故障后3mm的波形。第四要具有遠方整定保護定值功能,要在裝置附近或者遠方設置幾組保護定值,能夠直接在遠方進行保護裝置的狀態顯示。第五要具有控制和操作功能,能夠對斷路器、隔離開關、變壓器分接頭的調節進行控制,同時對電容器的組切換也要進行控制。第六要具有自動控制功能,變電站內應當按照電壓與功率因數的變化對變壓器分接頭的位置以及電容器的切換進行自動控制,如果主供電源失效后,也要自動控制及時的轉換備用電源等。

4.結束語

隨著我國國民生活水平的不斷提高,對電力資源的依賴性逐漸提增高,所以變電站自動化控制系統的應用也成為當前主要研究的領域,而變電站自動化控制系統的設計最基本的原則是要滿足數據的采集與通訊功能、數據的處理功能、工作的監視功能、微機的保護功能、開關功能、電壓無功控制功能以及遠動與自診斷功能等,實現變電站的基本自動控制功能。

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