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(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及國民生活水平的不斷提升,電力資源的利用已經(jīng)成為我國人民群眾生活中不可缺少的部分。所以對(duì)變電站的要求也逐漸增高,不僅要求變電站的數(shù)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(shù)性以及安全性能夠達(dá)到一定程度,而自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用則給變電站的應(yīng)用帶來了一個(gè)新的發(fā)展高度,本文主要闡述的內(nèi)容是對(duì)變電站電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的思考以及探究。

關(guān)鍵詞:  變電站;電氣工程;自動(dòng)化設(shè)計(jì)

前言

電站的自動(dòng)化設(shè)計(jì)是人類對(duì)電力資源利用需求的不斷增加以及科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的重要產(chǎn)物,首先則需要對(duì)變電站的測(cè)量?jī)x表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)等二次裝備不斷的進(jìn)行功能優(yōu)化設(shè)計(jì),其次要引用當(dāng)今先進(jìn)實(shí)用的計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代電子、通信和信號(hào)處理等技術(shù),第三要應(yīng)用以上技術(shù)對(duì)變電站的設(shè)備進(jìn)行測(cè)量、自動(dòng)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)等自動(dòng)控制,使得變電站的設(shè)備運(yùn)行實(shí)行自動(dòng)化自動(dòng)控制。利用計(jì)算機(jī)代替人工控制,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)變電站控制的功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機(jī)化、操作視屏化、運(yùn)行職能化,給設(shè)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(shè)備的工作效率。

1.電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的概念

電氣工程從產(chǎn)生到現(xiàn)在,經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間不斷的發(fā)展和改進(jìn),已經(jīng)逐斷的趨于完善。在電子產(chǎn)品產(chǎn)生的時(shí)候,人們將其與電氣等相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)統(tǒng)稱為電氣工程。而隨著信息化時(shí)代的來臨,無論是在生產(chǎn)技術(shù)還是材料選用等方面,電子產(chǎn)品都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。因此,電氣工程的相關(guān)概念也逐漸變得更加廣泛。在實(shí)際生產(chǎn)中,對(duì)電氣工程的發(fā)展和進(jìn)步產(chǎn)生影響的主要有信息技術(shù)和物理科學(xué)等方面。在信息技術(shù)方面,主要是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的影響,而物理科學(xué)方面則主要是集成電路等相關(guān)的硬件設(shè)備。因此,電氣工程也可以分為硬件和軟件兩個(gè)部分。在我國電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)主要是用在工業(yè)系統(tǒng)的控制當(dāng)中,利用相關(guān)的控制系統(tǒng)操作設(shè)備,是生產(chǎn)線能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),減少人力的消耗。目前,世界上很多企業(yè)在生產(chǎn)當(dāng)中都采用了這項(xiàng)技術(shù)。相比于世界上一些發(fā)達(dá)國家,我國的自動(dòng)化水平仍然存在著一定的距離”。

2變電站自動(dòng)化設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)形式

隨著我國長(zhǎng)期以來對(duì)變電站自動(dòng)化設(shè)計(jì)的不斷探索實(shí)踐,總結(jié)計(jì)出以下幾種變電站自動(dòng)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式：

2.1集中式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

變電站第一個(gè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)踐的則是集中式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念主要是圍繞變電站的功能要求,繼而根據(jù)設(shè)計(jì)要求在中央控制室內(nèi)增加了繼電保護(hù)裝置和運(yùn)動(dòng)裝置。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)需要利用CT、PT、開關(guān)輔助觸點(diǎn)將變電站內(nèi)變壓器、進(jìn)出線等設(shè)備都傳送到中央控制室內(nèi)的保護(hù)裝置以及測(cè)控裝置內(nèi),經(jīng)過計(jì)算機(jī)等設(shè)備初步處理后將信號(hào)傳送到通信制器內(nèi)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換,同時(shí)在此也能夠?qū)ψ冸娬緝?nèi)所有保護(hù)、測(cè)量、控制信息進(jìn)行進(jìn)一步的處理,然后將信號(hào)送往當(dāng)?shù)氐暮笈_(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心進(jìn)行進(jìn)一步的信息交換。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式能夠?qū)⒆冸娬緝?nèi)部的信息進(jìn)行統(tǒng)一集中化處理,能夠基本的形成一個(gè)完整的系統(tǒng),適應(yīng)了傳統(tǒng)變電站運(yùn)行的需求。

2.2分散式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的不斷發(fā)展完善,分散式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是繼集中式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)大進(jìn)步。在分散式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,將變電站中各種輸入輸出單元元件安裝在中低壓開關(guān)柜中,或者安裝在高壓次設(shè)備附近,單元部件能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)和監(jiān)控的雙重功能,可以有效的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)單元部件進(jìn)行繼電保護(hù)和安全監(jiān)控,其中信息通信的方式基本都是通過RSS-422通信接口進(jìn)行連接通信的,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷完善,在分散式結(jié)構(gòu)中逐漸加大了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用力度,比如LONEROKS和CAN等現(xiàn)場(chǎng)總線型網(wǎng)絡(luò),使得變電站的自動(dòng)控制更加完善同步。對(duì)于分散式結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化控制系統(tǒng),隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,更是將遙測(cè)、遙信、采集與處理、遙控命令執(zhí)行和繼電保護(hù)功能集中體現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)的單元部件上,在工作中單元部件將信息數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)主計(jì)算機(jī)上,此時(shí)后臺(tái)主計(jì)算機(jī)則會(huì)對(duì)變電站內(nèi)的工作進(jìn)行自動(dòng)處理控制。總體上來說,這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式對(duì)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(jià)以及工程難度,并且在工作中,使變電站運(yùn)行的安全性更高、穩(wěn)定性更高、工作性更強(qiáng)。

2.3集中與分散結(jié)合式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

集中與分散結(jié)合式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),有效的將其兩種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)融合到了起,實(shí)現(xiàn)了兩種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的共同開發(fā)。目前變電站的設(shè)計(jì)方式大多數(shù)則會(huì)選擇分散式結(jié)構(gòu)集中式組屏,這種設(shè)計(jì)方式不僅包括了上述兩種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的工作優(yōu)點(diǎn),并且還更加利于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、組裝以及維修工作,注意中低壓變電需要的一次設(shè)備比較集中,所以此種結(jié)構(gòu)方式對(duì)于中低壓變電站的使用適合度更高。

3.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本功能要求

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中首先要包含微機(jī)的保護(hù)功能,主要包括的是變電站內(nèi)線路、母聯(lián)、母線的保護(hù)以及變壓器、電容器的保護(hù)等。其次要包含數(shù)據(jù)的采集功能,主要指的是狀態(tài)量、模擬量和脈沖量等數(shù)據(jù)的采集,其中狀態(tài)量的采集主要包括斷路的狀態(tài)、隔離開關(guān)的狀態(tài)、接地刀閘的狀態(tài)以及變壓器分接頭位置的狀態(tài)等,如果采集的狀態(tài)量比較重要,則需要利用雙位置接點(diǎn)進(jìn)行采集,也就是利用11和00來分別表示兩個(gè)狀態(tài),防止?fàn)顟B(tài)量的失誤;模擬量的采集主要包括的是母線電壓、進(jìn)出線回路電流和功率值的采集以及電網(wǎng)頻率、相位等電量參數(shù)的采集和變壓器瓦斯值、溫度、壓力等非電量參數(shù)的采集,其中電量參數(shù)的采集方法是利用交流采樣方法,非電量參數(shù)的采集方法是利用常規(guī)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(biāo)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(hù)動(dòng)作序列記錄和開關(guān)跳合記錄等,在此需要該功能能夠基本的保存100個(gè)以上的時(shí)間順序記錄,如果出現(xiàn)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(yuǎn)方整定保護(hù)定值功能,要在裝置附近或者遠(yuǎn)方設(shè)置幾組保護(hù)定值,能夠直接在遠(yuǎn)方進(jìn)行保護(hù)裝置的狀態(tài)顯示。第五要具有控制和操作功能,能夠?qū)嗦菲鳌⒏綦x開關(guān)、變壓器分接頭的調(diào)節(jié)進(jìn)行控制,同時(shí)對(duì)電容器的組切換也要進(jìn)行控制。第六要具有自動(dòng)控制功能,變電站內(nèi)應(yīng)當(dāng)按照電壓與功率因數(shù)的變化對(duì)變壓器分接頭的位置以及電容器的切換進(jìn)行自動(dòng)控制,如果主供電源失效后,也要自動(dòng)控制及時(shí)的轉(zhuǎn)換備用電源等。

4.結(jié)束語

隨著我國國民生活水平的不斷提高,對(duì)電力資源的依賴性逐漸提增高,所以變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用也成為當(dāng)前主要研究的領(lǐng)域,而變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最基本的原則是要滿足數(shù)據(jù)的采集與通訊功能、數(shù)據(jù)的處理功能、工作的監(jiān)視功能、微機(jī)的保護(hù)功能、開關(guān)功能、電壓無功控制功能以及遠(yuǎn)動(dòng)與自診斷功能等,實(shí)現(xiàn)變電站的基本自動(dòng)控制功能。

參考文獻(xiàn):

[l]郭景.淺析變電站電氣工程及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[J].工程技術(shù):全文版,2016(8):195-195.

[2]尹茂桐.簡(jiǎn)析變電站電氣工程及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[J].科研,2016(12):138-138.

[3]王寶華.電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)綜合性課程設(shè)計(jì)的構(gòu)建[J].中國高校科技,2006(s3):126-127

[4何順勇.電氣工程自動(dòng)化應(yīng)用之我見[J].北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012:192-192.

[5]茅喬年,賀雙健,黃奇.電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析[J].科學(xué)與財(cái)富,2015(6):195-195.

[6]張賀.淺論電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量,2016(34):79-79.