数字化变电站自动化技术的应用王亮

数字化变电站自动化技术的应用王亮

王亮

（国网福建省电力有限公司检修分公司福建省福州市350000）

摘要：数字化变电站自动化系统的出现，有效优化了电网运行方式，促进了自动化技术的广泛应用，大大提升了设备的稳定性以及可靠性。在未来，数字化变电站技术的发展应该是利用智能变压器以及光电式互感器等数字化一次设备，再借助其他智能电子设备，再通过合理地改良与创新，努力创建出一种智能变电站自动化系统，从而有效实现系统集成以及信息共享，并且实现变电站站内各个层次之间的无缝通信，进而保证变电站安全、稳定地运行。因此，本文针对数字化变电站自动化技术的应用进行了探讨。

关键词：数字化变电站；自动化技术；技术应用；功能

一、数字变电站的特点

1.1一次设备的智能化

变电站被控制的操作驱动回路以及被检测的信息回路主要采取了光电技术以及微处理器设计，从而使得常规的机电式继电器与控制回路结构变得更加简单、易于操作。同时其也改变了传统的导线连接方式，而是采用数字公共信号网络与数字程控器，这样就会大大提升连接的可靠性与稳定性。在数字化变电站的二次回路中，信息传输的工具也由原来的电缆而被替换成光纤，其主要是由微处理器系统、电光元件、光纤系统与光学元件组建而成。信号传输的载体也由原来的电子而被替换为光子。而且由可编程序器替换了原来的继电器及与其逻辑回路。由光电数字替换了原来的强电模拟信号。

1.2二次设备的网络化

数字化变电站的二次设备主要包括故障录波装置、测量控制装置、同期操作装置以及继电保护装置等等。这些设备都利用模块化以及标准化的微处理器设计构造而成的。各个设备之间都是选用高速度的网络通信连接起来，这样就能够利用网络实现资源与数据的共享，在此状态下，传统的功能装置也转变为逻辑的功能模块。

1.3变电站运行管理自动化系统

此系统主要包含分流交换以及数据信息分层自动化，电力生产运行状态以及数据的记录与统计。在数字化变电站运行的过程中，一但出现故障问题，那么就可以立即输出故障的分析报告，详细地指出故障发生的原因及具体的处理意见。

而且此系统还可以将电站的设备检修报告自动地提供出来，从而实时地对设备状态进行检修，这样可以有效弥补“定期检修”的弊端，进而为管理阶层提供更加准确、综合与详细的数据，帮助其更加及时、有效地作出决策。

二、数字化变电站中的自动化技术应用

2.1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。

2.2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。

2.3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。

2.4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。

三、结束语

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。

参考文献：

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