对变电站电气工程自动化设计的思考

何冰

(阜新金山煤矸石热电有限公司 辽宁省阜新市 123000)

摘要:  随着科学技术的不断发展以及国民生活水平的不断提升,电力资源的利用已经成为我国人民群众生活中不可缺少的部分。所以对变电站的要求也逐渐增高,不仅要求变电站的数量能够满足人民群众基本的生活需求,也要求变电站的技术性以及安全性能够达到一定程度,而自动化技术的应用则给变电站的应用带来了一个新的发展高度,本文主要阐述的内容是对变电站电气工程自动化设计的思考以及探究。

关键词:  变电站;电气工程;自动化设计

前言

电站的自动化设计是人类对电力资源利用需求的不断增加以及科学技术不断发展的重要产物,首先则需要对变电站的测量仪表、信号系统、继电保护等二次装备不断的进行功能优化设计,其次要引用当今先进实用的计算机、现代电子、通信和信号处理等技术,第三要应用以上技术对变电站的设备进行测量、自动监控、微机保护等自动控制,使得变电站的设备运行实行自动化自动控制。利用计算机代替人工控制,不仅能够实现变电站控制的功能综合化、结构微机化、操作视屏化、运行职能化,给设备操作的过程中减少了不必要的失误,而且也能够极高的提高设备的工作效率。

1.电气工程及其自动化技术的概念

电气工程从产生到现在,经过长时间不断的发展和改进,已经逐断的趋于完善。在电子产品产生的时候,人们将其与电气等相关的产品和技术统称为电气工程。而随着信息化时代的来临,无论是在生产技术还是材料选用等方面,电子产品都取得了长足的发展。因此,电气工程的相关概念也逐渐变得更加广泛。在实际生产中,对电气工程的发展和进步产生影响的主要有信息技术和物理科学等方面。在信息技术方面,主要是计算机和网络等技术的影响,而物理科学方面则主要是集成电路等相关的硬件设备。因此,电气工程也可以分为硬件和软件两个部分。在我国电气工程及其自动化技术主要是用在工业系统的控制当中,利用相关的控制系统操作设备,是生产线能够实现自动运转,减少人力的消耗。目前,世界上很多企业在生产当中都采用了这项技术。相比于世界上一些发达国家,我国的自动化水平仍然存在着一定的距离”。

2变电站自动化设计的基本结构形式

随着我国长期以来对变电站自动化设计的不断探索实践,总结计出以下几种变电站自动化设计的结构形式：

2.1集中式设计结构

变电站第一个自动化设计应用实践的则是集中式设计结构,这种设计结构的设计理念主要是围绕变电站的功能要求,继而根据设计要求在中央控制室内增加了继电保护装置和运动装置。这种设计结构需要利用CT、PT、开关辅助触点将变电站内变压器、进出线等设备都传送到中央控制室内的保护装置以及測控装置内,经过计算机等设备初步处理后将信号传送到通信制器内进行信息数据格式的转换,同时在此也能够对变电站内所有保护、测量、控制信息进行进一步的处理,然后将信号送往当地的后台机和远方调度中心进行进一步的信息交换。这种结构设计方式能够将变电站内部的信息进行统一集中化处理,能够基本的形成一个完整的系统,适应了传统变电站运行的需求。

2.2分散式设计结构

随着计算机技术、通信技术的不断发展完善,分散式结构设计是继集中式结构设计的一个大进步。在分散式结构的设计中,将变电站中各种输入输出单元元件安装在中低压开关柜中,或者安装在高压次设备附近,单元部件能够实现保护和监控的双重功能,可以有效的对现场单元部件进行继电保护和安全监控,其中信息通信的方式基本都是通过RSS-422通信接口进行连接通信的,随着网络技术的不断完善,在分散式结构中逐渐加大了网络技术的应用力度,比如LONEROKS和CAN等现场总线型网络,使得变电站的自动控制更加完善同步。对于分散式结构的自动化控制系统,随着科学技术的不断发展,更是将遥测、遥信、采集与处理、遥控命令执行和继电保护功能集中体现在现场的单元部件上,在工作中单元部件将信息数据通过网络传输到后台主计算机上,此时后台主计算机则会对变电站内的工作进行自动处理控制。总体上来说,这种结构设计方式对主控制室的要求不那么苛刻,能够有效的降低主控制室的面积,大大的降低了检修工作的难度,减小了工程造价以及工程难度,并且在工作中,使变电站运行的安全性更高、稳定性更高、工作性更强。

2.3集中与分散结合式设计结构

集中与分散结合式设计结构,有效的将其两种设计结构融合到了起,实现了两种设计结构优点的共同开发。目前变电站的设计方式大多数则会选择分散式结构集中式组屏,这种设计方式不仅包括了上述两种设计结构的工作优点,并且还更加利于系统的设计、组装以及维修工作,注意中低压变电需要的一次设备比较集中,所以此种结构方式对于中低压变电站的使用适合度更高。

3.变电站自动化系统设计的基本功能要求

变电站自动化系统设计中首先要包含微机的保护功能,主要包括的是变电站内线路、母联、母线的保护以及变压器、电容器的保护等。其次要包含数据的采集功能,主要指的是状态量、模拟量和脉冲量等数据的采集,其中状态量的采集主要包括断路的状态、隔离开关的状态、接地刀闸的状态以及变压器分接头位置的状态等,如果采集的状态量比较重要,则需要利用双位置接点进行采集,也就是利用11和00来分别表示两个状态,防止状态量的失误;模拟量的采集主要包括的是母线电压、进出线回路电流和功率值的采集以及电网频率、相位等电量参数的采集和变压器瓦斯值、温度、压力等非电量参数的采集,其中电量参数的采集方法是利用交流采样方法,非电量参数的采集方法是利用常规变送器加6/8变换方式的采集方法;脉冲量的采集主要目标是脉冲电度表输出的电量脉冲值。第三要具有事件记录以及故障录波功能,事件记录则是指保护动作序列记录和开关跳合记录等,在此需要该功能能够基本的保存100个以上的时间顺序记录,如果出现故障则需要记录故障前100mm和故障后3mm的波形。第四要具有远方整定保护定值功能,要在装置附近或者远方设置几组保护定值,能够直接在远方进行保护装置的状态显示。第五要具有控制和操作功能,能够对断路器、隔离开关、变压器分接头的调节进行控制,同时对电容器的组切换也要进行控制。第六要具有自动控制功能,变电站内应当按照电压与功率因数的变化对变压器分接头的位置以及电容器的切换进行自动控制,如果主供电源失效后,也要自动控制及时的转换备用电源等。

4.结束语

随着我国国民生活水平的不断提高,对电力资源的依赖性逐渐提增高,所以变电站自动化控制系统的应用也成为当前主要研究的领域,而变电站自动化控制系统的设计最基本的原则是要满足数据的采集与通讯功能、数据的处理功能、工作的监视功能、微机的保护功能、开关功能、电压无功控制功能以及远动与自诊断功能等,实现变电站的基本自动控制功能。

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