李梦超
内蒙古电力（集团）有限责任公司薛家湾供电局
摘要：本文围绕机电一体化、控制智能化分析了自动化技术在输配电工程中的应用趋势，并围绕输配电线路中有关无功补偿的自动化作业以及自动化监控内容展开分析，以供参考。
关键词：自动化技术；输配电工程；机电一体化
引言：时至今日，人们对“自动化”已经十分熟悉。在输配电工程中，自动化技术的主要应用方向为自动化控制与自动化处理。以此为基础，结合输配电工程本身的结构运行体系，可实现提高输配电效率、保障输配电安全。但“自动化”本身也处于动态变化的过程中，故自动化技术在输配电中的应用思路也应逐渐调整。
1.自动化技术在输配电工程中的应用趋势
1.1机电一体化
机电一体化最早应用于生产制造企业的包装生产线中，包含完整的机电一体化系统，通过计算机程序控制的方式，将传感器、动力源、传动系统、执行机构等纳入一个整体[1]。但随着自动化“级别”的不断提升，其他行业也能够借鉴包装机械的生产管理模式。比如在输配电工程中，电能经过变压器的升压处理后，经由高压电线传递至各地区，在变电站等场所经过降压处理后，输送给用户。上述输配电作业流程并不复杂，似乎并不需要最新的机电一体化相关内容。但现实情况是，随着10kV配电网络在我国的全面普及，加之城市化的深入发展，我国多地的用电需求直线上升。在此情况下，输配电工程便面临很多新的问题。其中一项最具代表性的问题为：如何在用电高峰期，实现电能的最佳调配。比如我国经济最发达的省份——广东省的耗电量在全国范围内位列前茅，经常出现计划性停电的情况。为了解决该问题，我国制定了西电东送的战略。在电能输送过程中，如果某个区段的配电网络出现问题后，应该如何在人工不介入的情况下，以最短时间完成故障诊断和维修，尽快恢复供电？为解决该类问题，必须纳入机电一体化理念。
1.2控制智能化
“智能化”的实现原理为：人们通过编写计算机控制程序，将原本“以人为主”的机电控制模式转变为“以计算机监控设备为主”的控制模式。不仅如此，由于分析及处理问题的方式方法在不同程度上符合人们的预期，即在一定程度上“使电脑拥有了人脑的思维”，便可呈现出“智能化”。对于输配电工程来说，相较于“自动化”，“智能化”更加高级，解决问题的流程更符合人们的预期。比如在输配电网络中，某个设备因为突然之间发生了接地故障而导致短路，在短时间内温度迅速升高，必须尽管切断电路，防止设备损毁。但此类问题的严重程度较低，在切断线路的同时，故障便已经得到了解决。因此，智能化的控制及处理方法为：计算机控制系统判定输配电网络中的某个设备因线路短路而断开连接，此种情况持续一段时间后，系统应自动恢复该设备的连接，如果在等一段时间内并未再次出现同样的故障，则表明问题已经得到解决，该设备可正常进行输配电作业，故系统在完成日志的记录的同时，应恢复该设备的功能。上述控制过程即为自动化（智能化）控制应用于输配电工程中的一种具体方式。
由此可见，应用即实现原理并不难，只需围绕计算机、设备、传感器、监控设备等，组成完善的系统，便可实现相关功能。
2.自动化技术输配电工程无功补偿监测方面的应用。
在输配电工程中，任何一个输配电设备、用电装置都不是纯阻性负载，在不同程度上都会产生无功功率[2]。当无功功率做功时，输配电网络中便会产生无功电流。此时，电路的总电流必定加大，进而导致电路的有功损耗量也随之加大。受此影响，输配电路中的电压会降低，更多的电能会无端损耗，导致传递至用户端的电能资质下降。为了使广大用电户享受到更加优质的电能，电网公司普遍选择在输配电网络中设置无功补偿装置，希望通过改善用户电能功率因数和电压质量的方式，降低电能损耗，进而提高输配电网络的供电能力。时至今日，无功补偿装置已经成为现代配电网络中不可或缺的重要组成部分，其存在的意义重大。如果无功补偿机制本身出现了问题，则造成的影响是巨大的。基于此，自动化技术在输配电工程中的一种新型应用方式为：围绕无功补偿装置的运行状态进行监控，可通过监测电路中无功功率做功大小等方式，判断无功补偿系统是否存在异常如图1所示，为10kV配电网络中常见的无功补偿装置的构成图。自动化技术在该技术环节的具体应用流程为：
（1）无功补偿装置的自动化实现。该环节的实现方式略显陈旧，已经得到了广泛应用。主要原理为：①无功补偿装置采用上电复位（初始化）模式，设置在临近用户端一侧，只要处于接通电源的状态，无功补偿中断程序便会启动。在该程序运行的过程中，计算机监控系统会测得10kV配网中流通的电流及电压的有效值，并与相关功率因素相结合，完成对电网中无功功率盈缺量的计算。完成该参数的计算之后，监控系统再次容纳电网电压，将之与该盈缺量共同作为“投切”的依据。若系统判定无功功率做功量较大，则会向无触点开关下达闭合指令，使补偿电容器接入或断开，实现无功功率补偿。
图 1 10kV配电网络中无功补偿装置结构示意图
（2）针对无功补偿装置的自动化监测功能实现。当无功补偿系统发出“投切”信号之后，无触点开关会对线路中的测相电压进行检测，当该电压与电容电压的具体值趋于一致时，完成投切电容作业。当该装置触发了切除的信号后，无触点开关会立刻对线路中的电流进行检测，发现电流值为零时，切除电容。此外，为了降低无触点开关的能耗，以便提升各装置的使用寿命，应该将交流接触器以并联的方式连接在无触点开关的两侧。如此一来，便可形成“电容被投入，先接触无触点开关，再接触交流接触器；电容被切除，先接触无处点开关，再接触交流接触器”的自动运转模式。针对该无功补偿装置的自动化监控系统的监控重点为：①当无功补偿装置执行了“投切电容”这一作业内容的瞬间，监控系统应该实时收集配网线路电压与电容电压之间是否维持一致；②当无功补偿系统执行“切除电容”这一作业的瞬间，监控系统应检测配网线路中的电流值是否为零，并根据相关结果，向计算机控制端反馈无功补偿装置是否处于正常运行的状态。
结语：随着技术的不断提升，自动化技术正在逐渐向智能化技术发展。将此种技术应用于输配电工程时的重点在于：通过“自动智能化”的方式，完成对线路中某个装置、某局部系统运行状态的监控，并将相关信息反馈至计算机总控端，达到及时发现并解决故障的目的，全面保障系统安全。
参考文献：
[1]童炳璋.自动化技术在输配电及用电工程中的应用分析[J].技术与市场,2019,26(12):99-100.
[2]杨梓峰.自动化技术在输配电及用电工程中的应用研究[J].中外企业家,2019(31):104.