变电站电气自动化与电力安全运行研究
摘 要
变电站作为电力系统的重要组成部分之一，其运行稳定性和安全性至关重要。由于变电站内的电气设备相对较多，为确保所有电气设备的正常运行，可在变电站内引入电气自动化技术。基于此点，文章首先简要阐述变电站电气自动化对电力安全运行的重要意义，并在此基础上对变电站电气自动化的实现途径进行论述。期望通过本文的研究能够对变电站电气设备自动化控制水平的提升及运行安全性的增强有所帮助。
【关键词】变电站 电气自动化 安全运行
1 变电站电气自动化对电力安全运行的重要意义
在电力系统中，变电站是不可或缺的重要组成部分之一，它的运行稳定与否直接关系到电力运行的安全性和可靠性。变电站包含一次设备及二次设备，其中一次设备主要有变压器、开关、母线、电动机、电缆、电抗器等等，这些设备负责电能的分配与输送。二次设备是一次设备的辅助设备，主要作用是对一次设备的运行状况进行监测，确保一次设备的运行稳定。变电站电气自动化是针对二次设备而言，通过各种先进技术的应用，使变电站内的二次设备具有自动化的监测和控制功能，由此，不但能够保障变电站安全、稳定运行，而且还能进一步提升电力系统的自动化管理水平。
2 变电站电气自动化的实现途径
实现变电站电气自动化最为有效的途径就是设计一个自动化监控系统，由其对变电站内一次设备的运行状态进行实时监测与控制。
2.1 系统总体框架
本文所设计的系统，采用的是当前最为流行的分层分布式结构，整个系统由以下三个层次组成：即间隔层、网络层和站控层。
2.1.1 间隔层
该层主要是通过传感器等设备对站内一次设备的运行数据进行实时采集，并执行相关指令，从而达到控制和保护一次设备的目的。
2.1.2 网络层
该层的基础是传输速率为1000Mbps的工业以太网，整个通讯网络由两条冗余的以太网构成，传输规约为ICE60870。
2.1.3 站控层
这是系统的核心，其可以对变电站内所有的电气设备进行监控，具备组态显示、指令操作、报警等功能，可对变电站内的故障进行自动分析，并能在线对其它两个层次中的硬件设备进行维护及参数修改。
2.2 系统硬件设计
本系统的硬件配置详情如表1所示。
硬件之间的数据传输方式如下：底层采用的是Modbus通信协议；通信管理机为双以太网传输。在对硬件进行配置的过程中，应当考虑采用20%的冗余配置，并通过中间继电器对开关量信号进行隔离。
2.3 系统软件设计
在本系统中，软件设计是重点，是自动化功能实现的关键，具体包括数据采集处理、监视报警、操作控制、人机交互、统计计算、事件追忆与顺序记录、报表打印、在线诊断、权限管理等等。
2.3.1 功能模块设计
在对系统软件进行设计的过程中，采用当前较为先进的模块化来实现各部分的功能。
（1）A/D采集。该模块能够将从电流、电压互感器二次侧采集到的电流和电压信号全部转换为系统可以识别的数字信号，同时，还能对信号进行抗干扰及隔离。
（2）计算机处理。该模块能够对A/D采集模块采集回来的信号数据进行分析、判断及存储。同时，可提供人机交互接口，并能实现以下操作：界面显示、定值整定、数据查询、通讯、在线操作等。
（3）I/O。该模块为开关量输出和输入，其中输出模块可以将控制发出的信号全部转换为接点信号，进而形成输出；而输入模块主要取自于相关设备的辅助接点，可对现场开关的状况及分接头的档位信号等进行识别。
（4）电能计量。该模块通过电能计量柜实现对电能量的实时统计。
2.3.2 功能接口设计
（1）与微机继电保护装置的接口。本系统中，微机型继电保护器采用的是双网口方式，分别接入双网监控系统。
（2）与电能计量系统的接口。按照电能计量设备的规约，通过系统接口，可实现对电能信息的采集。
（3）与智能仪表的接口。监控软件本身自带的通讯接口可以将直流电源系统、UPS系统以及报警系统和其它智能设备通讯的数据汇总到一起，由此系统整体调试的成功提供了保障。
3 结论
综上所述，为进一步提升变电站的电力运行安全性，本文提出变电站电气自动化监控系统，并对该系统的设计进行论述。目前，这套系统已在某110kV变电站获得应用，自系统投入使用后，站内电气设备的运行得到实时监控，操作人员通过监控系统能够及时了解并掌握设备的具体情况，减少了故障发生几率，为电力安全运行提供了强有力的支撑。
参考文献
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作者单位
国网浙江丽水市莲都区供电公司 浙江省丽水市 323000
