提高变电站电力系统自动化技术途径分析

1 变电站电力系统结构探析

1.1 一次系统

一次系统在变电站中占据着核心性地位，承担了主要的电力转换和配送职能，设备协调运作保证供电平稳性，关键设备主要包含以下几个部分：（1）变压器。变压器设备种类、规格多样，但基本形式是存在较大共性的，主要包含铁芯、绕组、油箱等子系统，可以起到变换电压、变换阻抗等作用。（2）开关设备。主要包括断路器、隔离开关等，断路器可以切断和接通负荷电路，又可以将故障设备及时切除出去，防止故障扩大蔓延，按灭弧介质分为真空断路器、六氟化硫断路器等；隔离开关通常与断路器配合使用，在分闸状态具有明显的断开点，在合闸状态能可靠地通过正常电流和短路电流。（3）互感器。分为电压互感器和电流互感器，可以将高电压、大电流转换成相对安全的低电压、小电流，从而实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。（4）电容器。防雷接地等装置，可以进行无功补偿、防雷避雷等。

1.2 二次系统

二次系统则扮演了监控、辅助等角色，主要包含以下几个部分：（1）计量系统。主要负责计量电费、经济结算，可以实时收集电能数据，为变电站运营管理、生产监控等提供依据支撑。（2）监控系统。主要负责监视和控制，监视一次设备的电压、电流等以及二次设备的状态、动作信息等，另外，可以将控制指令转化成可识别数据，进而实现对开关设备等的远程操控，在电力系统自动化中占据着关键性地位。（3）继电保护系统。当变电站设备运行出现异常、故障时，该系统可以快速响应，通过跳闸等方式切除目标设备，防止故障扩散蔓延的同时保证电力系统稳定性。（4）故障信息系统。可以对故障点进行精准识别，通过录波、测距等技术手段尽快找到故障区域，提升检修维护效率。（5）通信系统。主要由数据发出设备、接收设备和传输线路三部分组成。二次设备的连接方式较为复杂，其中既包含交流电压、电流回路，也包含控制回路、信号回路等，二次回路是否合理可靠，直接关系到整个变电站能否安全可靠运行。

2 变电站电力系统自动化发展现状及问题

2.1 远程监控方面

近年来，我国科技产业飞速发展，无人值守变电站逐渐普及运营，通过网络技术、信息工程等实现远程交互，现场运行数据能及时传递回监控中心，节约了人力资源成本，将员工从繁重的巡检值守工作中解放出来，又提高了运维管理效率，确保了变电站运行的经济性。但该种情况也带来了新的问题，比如，监控监测系统的智能化、自动化程度较低，仅靠电流、电压装置很难全面准确地掌握设备运行情况，部分设备的报警系统由于检测调试不当，甚至会出现频繁的故障误报等问题，运维人员不得不来回奔波检查设备运行状况，给变电站的平稳调度和运行带来了较大阻碍。

2.2 故障诊断方面

变电站担负着重要的电压转化、电能分配职能，伴随电网建设规模的扩张，变电站总负荷也在不断增大，部分线路、设备工作环境较为恶劣，尤其容易出现故障问题。常见的如母线故障、变压器故障、直流系统故障等，背后的诱因同样较为复杂，母线故障可能是由绝缘子污损导致的闪络引发，也可能是电流互感器故障引发，变压器故障则可能由变压器铁芯、外壳意外接触引发，还可能是运行维护不当引发。

2.3 通信技术方面

通信技术是变电站综合自动化系统运行、监控的重要依托，所有设备运行数据、电网负荷数据等均需要借助通信渠道完成传输，当前变电站多采用现场总线模式实现站内通信，采用有线信道布局搭配光纤技术，提高了传输容量，双绞线结构的融合进一步增强了抗干扰能力，整体的可靠性较高。但这种模式也带来了新的问题，比如，通信线路布局受制明显、节点可移动性相对较差等，后期扩建环节很容易遭到破坏。

3 提高变电站电力系统自动化技术的策略途径

3.1 提高智能监控水平

近年来，我国城市化、工业化步伐加快，电网承接业务种类增多、规模扩大，变电站内部一次、二次设备数量均有所上升，传统的电流、电压传感器已经很难满足差异化的设备监控需求，提高优化阶段必须给予充分重视，立足变电站运行实际制定针对化的智能监控方案。在变压器接入回路中，可以增设油色谱在线监测装置，通过色谱比对观测变压器内部油液状态，看其故障气体含量是否超标；还可以设置绕组变形监测装置，以短路阻抗法为依托安装元件，实时收集绕组阻抗变化参数，辅助开展绕组变形评估；此外，还可以根据需求选用绝缘特性监测装置、断路器监测装置等，将电流传感器安装在特定部位，用于检测线路绝缘情况、断路器机械特性情况等。所有数据通过无线局域网络、现场总线网络等传输回监控系统，与提前设定的阈限值对比分析，从而实现动态化、智能化的跟踪监控。

3.2 提高故障诊断技术水平

变电站是我国智能电网体系中不可或缺的重要组成部分，在转换电压、分配电能等方面有着极为关键的地位作用，运行环节一旦发生设备绝缘失效、线路短路断路等故障，必将带来严重的经济财产损失，因此建设环节还应着重提高自动化故障诊断水平。既有系统中采用参数收集、人工判别的方式，所有数据通过远程通信设备传输到监控中心，监控中心初步分析相关数据后安排人员前往排查，这种方式在变电站设备数量较少、结构较为简单的时期是较为适用的，但现阶段，变电站规模扩张、负荷增加，监控中心对接多个无人值守变电站，模式适用性明显下降。

3.3 提高通信技术水平

针对当前变电站系统中通信布局受限、扩展性较差的问题，革新环节还应当进行针对化的提高，用更加优质的技术在站内构建起无线通信格局，省去穿墙、埋沟等工程步骤的同时，提升通信架构灵活性。

3.4 提高数据集成分析水平

当前我国电网系统处于不断健全完善的发展阶段，变电站设备升级优化速度加快，类型功能十分多样，日常运行环节产生的大量异构性数据十分考验运维人员处理能力，传统的纸质运维表单数量多、数据繁杂，不仅容易出现错漏、丢失问题，后期的分析利用效率也不高。即便现在信息技术普及，很多变电站开始使用台账记录方式，但数据零散、关联性弱的情况仍旧客观存在，包含设备参数、出厂报告在内的固有数据，以及包含气象数据、负荷数据、电能质量数据等在内的动态数据整合不足，整体的利用率较低。

4 结语

综上所述，变电站电力系统是电网运营、电力输送环节极为关键的主体部分，能够为电力分配提供坚实保障，实践中务必要重视其地位价值。积极引入多样化监测装置，对设备进行针对性监测，提高智能监控水平；同时做好样本训练和专家库建设工作，借助神经网络技术、专家系统技术等提高故障诊断技术水平；在此基础上，引入无线局域网技术、大数据技术等先进技术，保障通信布局的灵活性和可扩展性，提高数据集成分析水平。

参考文献

[1]黄建剑.浅谈电子信息技术在电力自动化系统中的应用[J].电脑知识与技术,2021,17(14):204-205+212

[2]董丽荣.提高变电站电力系统自动化的技术途径探讨[J].现代工业经济和信息化,2021,11(01):144-145.