变电站电气自动化与电力安全运行解析

发表时间:2021/4/15   来源:《当代电力文化》2020年32期   作者:郭耀伦
[导读] 变电站作为电网建设的关键环节之一,通过广泛应用电气工程自动化技术

        郭耀伦
        内蒙古电力(集团)有限责任公司包头供电局高新500kV变电站,内蒙古 包头 014000
        摘要:变电站作为电网建设的关键环节之一,通过广泛应用电气工程自动化技术,可以大幅度减少劳动成本,且有利于提高变电站工作质量。在电气工程自动化技术的应用支撑下,通过建立自动化系统实现相关信息的共享,相关工作人员可在自动化设备的支持下获取各项数据,并对数据展开有效分析,为相关部门的各项工作提供数据依据,以降低工作失误率。
关键词:变电站;电气自动化;电力安全;运行
引言
        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。
1我国变电站电力系统发展现状
        目前,我国的大多数变电站都能实现对电网的遥信、遥测、遥调及遥控等功能,其中一些网省公司的设备运行已能实现在线检测及控制,并且在国际上处于领先地位,但是仍然存在很多传统的保护设备。例如,传统自动化系统架构的缺点明显,不同厂家有着不同的通用性,需要借助应用程序处理大批量的不同的数据格式、通信违规及数据访问。然而,使用的协议功能受限,需要对其进行扩充,在实际开展运行维护工作的过程中很难给其他厂家提供标准的接口,并且在新增功能或者新添装置的时候需要实现自动化系统的优化配置。另外,一些应急故障的处理仍然需要借助传统的人工来实现,不能按照电网的实际变化情况对其进行有效处理,一些仅仅能实现简单的断路器切投或者无功补偿,无法按照电网的实际情况对数据进行全面计算来提高处理效率,并且存在处理不及时的现象[1]。
2变电站电气自动化具体应用
        2.1数据的采集与处理
        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。
        2.2神经网络控制
        神经网络控制的组成内容相对较多,也是由于这一特点,其可以储存较多的知识模型,对于上述方法借助规则和模型都无法解决的问题,使用这一方法具有很好的效果,能控制变电站电力系统在稳定的状态下。大多数情况下,对于神经网络控制结构应根据实际需求来予以确定,并且需要完成各种类型的模型建立工作,在此基础上应结合对应的算法,以此来组建控制方式中的神经网络。神经网络控制中包含多个神经网络,并且每个神经网络之间都是彼此独立的关系,其中的模块也各不相同[2]。
        2.3防雷接地技术
        若是接地电阻质量不合格或者是接地不规范,则遭遇雷电的时候,不同接地点可能会产生较高的电位差,形成电磁干扰,给远动设备的正常运行造成严重影响。同时,雷电会导致电位升高,经设备接地线传输到远动装置之后,便会导致远动装置模板受到损坏。变电站的自动化设备,通常是采取外壳接地的方法,来实现安全保护接地,预防静电放电、电击造成的危害。接地网一般为一次设备的接地网。在确保接地线可靠性的基础上,应尽量缩短,以降低瞬时过电压。

自动化系统的接地部分防雷保护原则包括:打印机、计算机、屏柜体等设备,金属外壳应可靠接地;信号接地不可与交流接地、安全保护接地混接,信号地应与交流接地、安全保护接地严格绝缘,汇集在接地母排之后,再与接地网连接起来;自动化设备应共用接地,并要确保接地电阻R≤2000/I;采取等电位连接,以便于遭受雷电等过电压的时候,确保全部电子插件不会出现明显电位差,避免电子插件受损。
        2.4保护及接地选线装置
        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。
3电力安全运行保障措施
        3.1完善安全标准化管理体系
        由于我国电力行业存在发展不平衡的现象,为了缩小不平衡差距,电力企业需要紧跟国家电力管理部门的发展步伐,将电力安全监督标准化管理运用到实际管理中。①各个地区的电力企业要完善评价体系,按照标准化电力安全管理条例反映安全监督管理工作的实际情况,将安全管理落实到工作的方方面面。②构建安全监督管理评价体系需从实际出发,按照地区电力分布和网络覆盖的实际情况评价结果的各项因素,科学的规划安全监督管理体系,让这份安全标准化管理体系发挥实际作用。③全面落实各项安全管理工作,在标准化、科学化的安全生产管理相关法律规范下,全力贯彻电力安全监督标准化管理实施细则,帮助电力企业迅速发展[3]。
        3.2电力设备安全管理
        电力设备系统相关管理工作,将会对电力设备的安全与稳定产生直接的影响,一套科学、合理的电力设备管理系统能够有效减少电力设备安全方面的隐患。凭借此类管理机制,确保电力设备方面的维修维护始终保持在科学的控制范围内,从而减少故障以及安全隐患出现的概率,同时根据相关的制度规定对工作人员进行培训和教育,使运维人员自身的专业技能得到稳步提升。确保物资的合理使用,针对故障修复、设备使用以及外界影响因素等相关问题进行科学、有效的分析与处理,利用高效的管理办法对可能存在的安全隐患进行排除,定期对相关设备进行维护保养,对操作流程进行合理规范。明确电力设备具体的使用标准,进而为相关电力设备系统提供最好的安全保障。
        3.3防范自然灾害
        电网调度当中的一切安全隐患都是存在着不确定因素的,这其中很大一部分就是自然灾害。所以,在开展工作的时候必须要对附近的自然地理环境进行全面调查,先了解附近的河流湖泊情况,然后聘请地理专家来预测自然灾害出现的概率,做好应对措施。而且电力企业也要对当地的天气进行实时观察,如果遇到了一些极端的天气,就要有针对性地做好保护措施。另外,电网的参数改变也是安全隐患的一种,所以必须要请检测机构来分析数据的变动,一旦出现问题及时进行调度。各种节日通常是电力系统负荷波动、变化最大的时候,很容易发生安全事故,需要从事电网调度的工作人员在这几天认真检测[4]。
结束语
        科技的快速发展使自动化技术应用到变电站领域,自动化系统应用集各种高科技于一体,可以准确地为运行人员提供故障信息,使故障判断准确性得到提高,提升电气设备运行水平。应用监控系统保障变电站运行管理工作,为变电站自动化系统运行带来很大便利,但同时面临设备故障维护问题,对其维护时需要采取适当检查方法,促进变电站自动化系统发挥效能,为用户提供完善的电能输送服务。
参考文献
[1]王瑶.基于自动化智能控制技术的变电站电力系统的设计与研究[J].山东工业技术,2017(10):148.
[2]曾乐宏.智能变电站的可靠性分析研究[D].北京:北京交通大学,2015.
[3]区惠濂.变电站电力系统自动化智能控制技术研究[J].企业技术开发,2014(23):85,87.
[4]李迪,芦晟陶,胡益香.变电站综合自动化装置的防雷保护[J].自动化应用,2019(12):70-71.
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