数字化变电站自动化技术探讨

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摘要：随着计算机网络技术的不断发展，自动化技术已经深入至多种行业领域并发挥了重要的作用。在现代化的变电站系统建设发展中，数字化建设已经成为重要的系统发展方向，而自动化技术的应用则是促进数字化系统发展的重要基础。本文简要地对数字化变电站中的自动化技术应用进行分析，并就自动化技术的应用功能进行探讨，以期为促进变电站的数字化发展和自动化技术的应用效益提升提供参考。

关键词：数字化变电站；自动化技术；技术应用；功能

在社会经济与科学技术的发展带领下，自动化技术在变电站建设中的应用水平逐渐提升，其不仅有力的促进了电力系统的现代化发展，用时还有利于电网调度可靠性的有效提高，同时为该系统实现安全稳定运行提供了重要的技术支持，最终实现了变电站的数字化发展。所以，当前的设计研究人员应当对自动化技术的应用发展进行深入研究，不断实现数字化功能完善，使其服务于电力资源的合理配置并推动我国的电力行业实现不断发展。

1数字化变电站中的自动化技术应用

1.1光电量测技术

对于数字化变电站来说，传感器工程应用所具备的稳定性能是十分重要的。其主要分为光电式与电子式两种类型的电流/电压互感器。其中数字化变电站中所应用的光电测量技术主要由互感器、交换器、信息处理设备以及连接光缆共同组成。其中根据原理进行变换器分类主要分为半常规与电—光两种类型。其中，前者的电压变换原理主要是依靠电阻与电压分压实现，其中电阻的计算方式为I1=j•（L/N）•I2•（1/R+r+j•L）,R=U/I1.电流变换原理主要是依靠带铁芯微型CT来实现的。而后者的电压变换原理主要是依靠逆电压效应来实现的，电流变换主要依靠法拉第效应来实现。其主要的系统构成结构有分别针对电流采样与电压采样工作的电流变换器，以及电压变换器与光电接口装置几部分，并且利用光缆装置进行连接。图1即为光电测量技术的基本光路原理。

1.2系统中的合并单元技术

合并单元技术是数字化变电站中全新的物理元件，其合成功能主要是针对由二次转换器所提供的电流与电压数据。该系统主要是由七个以上的电流互感器与五个以上的电压互感器共同构成单元组，并将该单元组中输出的瞬间数字信号填进数据帧内，这就使得数据信号具有更高的优越性。另外，互感器与监控系统、计量与保护装置之间的联系也是利用该技术来实现的，接收由互感器传出的信号数据并将其进行转化后传出，并且在这同时进行同步信号的收集，为系统运作的二次设备进行精确的电压与电流提供。

1.3集成与智能的开关设备

对于变电站来说，其在实际工作中有必要实现一次与而二次设备的集成操作。与传统的互感器进行比较而言，光电量测系统为实现设备集成与结构优化工作创造了条件。就当前的系统研究工作已经实现了多种高压设备集成技术，其主要包括了针对互感器和断路器的量测技术、智能化的断路器以及智能开关设备等。目前已经出现了一种在SF6断路器基础上研发的半封闭组合电器，其形成原理主要是将SF6气体填充进金属壳中，并在该金属壳中将断路器、隔离与接地开关装置以及变换器进行合理组合，并利用集成开关设备系统实现出线。

1.4系统中的网络通信技术

变电站的自动化发展主要是依靠系统中的网络通信技术来实现的。而在当前的数字化变电站中常见的网络技术包括交换式的以太网技术、IEEE802.1p排队特性、虚拟化局域网以及快速生成树协议几部分。变电站在进行网络通信技术应同时主要是结合了抽象通信服务接口使其实现了自动化功能的独立性建设，有利于先进的网络技术的高效应用。同时，抽象通信服务接口中也对IED进行了隐藏，将多种功能在IED中进行存储和分配。但是也存在着部分不支持IEC61850标准的通信服务接口。在实际技术应用中，只需要引进ACSI网关装置就能实现设备接入操作。其中，IEC61850协议实现模式如图2所示。

1.5系统中IED设备的互操技术

IED设备即为智能电子装置，其可组合在一次设备当中进行应用，并且该技术的主要应用功能是为实现数据收集做准备，并对数据的输入与传输进行控制。该技术与系统中的光纤通信和二次系统技术共同投入应用，是实现对变电站进行的监控与维护工作的基础。而智能电子装置本身具备的互操技术更是为维护软硬件投资提供了支持，可实现对多种产品的有效集成。所以，在不断推进IED设备的互操技术应用的同时，还应当进一步进行技术优化，研究人员可采用一致性测试与性能测试来进行优化实验探究。

1.6系统中的信息同步技术

数字变电站系统在进行数据采样操作时，为避免由于相位与幅值差异而造成采样数据误差，应当在统一时间点进行统一化的数据信息采集。GPS接收装置应当安装在通信服务器中，为进行数据采集工作的光电式互感器等提供对时服务。同时利用网络时间协议进行间隔总线设置，以此来实现系统内的设备采样同步，并将同步时间的误差控制在1ms之内。但在收集数据同步采样过程中，系统的总线承载过大，实际误差范围应当控制在1us之内。所以，应当将以IEEE1588标准作为同步标准，在这基础上设置的时钟系统是由多个节点共同组成的，并利用网络实现节点连接。这样不仅可以实现系统网络的同步性能提高，同时避免了实际操作过程中繁琐的通信同步过程，最终实现通行时间与执行时间的有效分隔。

2数字化变电站中自动化技术的主要应用功能

2.1计算机保护功能

自动化技术的应用可实现对计算机设备的有效保护，其不仅包括了电气设备，还涵盖了自动化装置、变压器以及母线等多种系统环节。在变电站的实际运行过程中，其还具备对系统内的故障进行记录与存储的功能。同时，其还在接受控制指令的同时进行运行流程和故障信息的传递，再进一步地就设备运行故障进行正确的诊断与处理，完成定值修改与时间校对。

2.2对系统运行数据进行收集与处理

自动化技术应用的另一重要功能即为高效地对系统运行数据进行收集与处理。并且其主要的数据收集与整理工作是面对系统脉冲、状态与模拟的。其中针对系统状态的数据收集主要包括事故跳闸、断路器运行、预告信号以及隔离开关等方面的状态。而针对系统模拟的数据收集与处理工作主要包括对电压与电流等模拟的数据收集与处理。

2.3自动诊断与控制功能

在数字化变电站中运用自动化技术能实现系统本身自动化的进行诊断与检查，并根据诊断结果进行系统维护，同时在开展自动诊断功能时，其还能就系统的具体缺陷位置进行判断与显示，为系统维修工作提供了帮助。另外，该技术的应用还能保证系统操作与控制自动化的实现，相关工作人员能在实际工作中的系统设备进行远程控制。另外，自动性能的实现还对跳合闸现象进行了考虑，避免由于系统故障的意外出现而造成相关设备出现应用瘫痪，影响变电站的正常运行。在该技术的支持下，已经基本实现即使系统出现故障，操作人员依旧可依靠自动化操作来实现系统运行。

变电站的数字化发展离不开自动化技术的应用支持。其主要涉及到数字化的光电量测、单元合并、智能化开关设备、网络通信、设备互操作性能以及信息同步技术等。其在系统运行中的主要功能优势包括对计算机进行维护，精确快速的进行相关数据的收集与处理工作，自动对设备功能进行诊断以及能满足操作人员对于自动化操作与控制的需求。所以，在数字变电站中加强自动化技术的应用与发展对于实现变电站现代化发展是十分重要的，相关研究人员应当加强对该技术的应用研究。

作者:成祥祥 单位:渤海大学工学院

引用：

[1]胡晓娟.数字化变电站自动化技术的应用[J].科技资讯,2011,17:124-127.

[2]葛荣良.数字化变电站技术与应用[J].上海电力,2006,06:557-564.

[3]马天涛.自动化技术在数字化变电站中的应用分析[J].中国电力教育,2014,12:229-230.

[4]梁京,周建超,何金朋.数字化变电站自动化技术的应用[J].中国新技术新产品,2014,12:10-11.

[5]郑国强.数字化变电站自动化技术的应用探讨[J].山东工业技术,2015,11:145.