吕日龙 吴宗俞
内蒙古电力（集团）有限责任公司巴彦淖尔电业局 内蒙古自治区巴彦淖尔市 012100
摘要：随着科学技术的不断发展以及国民生活水平的不断提升，电力资源的利用已经成为我国人民群众生活中不可缺少的部分。所以对变电站的要求也逐渐增高，不仅要求变电站的数量能够满足人民群众基本的生活需求，也要求变电站的技术性以及安全性能够达到一定程度，而自动化技术的应用则给变电站的应用带来了一个新的发展高度，本文主要阐述的内容是对变电站电气工程自动化设计的思考以及探究。
关键词：变电站；电气工程；自动化设计
1、变电站电气自动化设计的优点
1.1改善电力系统劳动环境
自动化设计能够为电气工程提供较专业的知识和技术，这使得传统电力行业中的人力劳动得到很大解放，传统的作业形式得以转变为现代化的自动化设计。随着电气自动化设计的应用不断广泛，电力系统的工作环境有了很大改善，并逐渐取代人工劳动及其环境。
1.2增强电力设备的安全性能
电气工程中，实现自动化的范围很广，包括诊断问题、保护系统等各个系统部分。电气自动化，可以有效保护电气设备，降低设备损坏率，特别是遇到电压紧急状况。电气自动化对于减少设备故障，增强电力设备的安全性和稳定性具有很重要的作用。
1.3提高产品质量，改善电力系统
电气工程的自动化设计，可以促进企业生产的自动化和智能化，提高企业作业的精准性和灵敏性，优化企业生产操作流程，实现企业生产的全面自动化，可以有效提高产品的质量和产量。同时，电气自动化可以有效改善企业的电力状况，实现企业的数字化生产经营，有效改善电力企业的经营效益。
2、变电站自动化设计的基本结构形式
随着我国长期以来对变电站自动化设计的不断探索实践，总结设计出以下几种变电站自动化设计的结构形式：
2.1分散式设计结构
随着计算机技术、通信技术的不断发展完善，分散式结构设计是继集中式结构设计的一个大进步。在分散式结构的设计中，将变电站中各种输入输出单元元件安装在中低压开关柜中，或者安装在高压一次设备附近，单元部件能够实现保护和监控的双重功能，可以有效的对现场单元部件进行继电保护和安全监控，其中信息通信的方式基本都是通过RS-422/RS-485通信接口进行连接通信的，随着网络技术的不断完善，在分散式结构中逐渐加大了网络技术的应用力度，比如LONEORKS和CAN等现场总线型网络，使得变电站的自动控制更加完善同步。对于分散式结构的自动化控制系统，随着科学技术的不断发展，更是将遥测、遥信、采集与处理、遥控命令执行和继电保护功能集中体现在现场的单元部件上，在工作中单元部件将信息数据通过网络传输到后台主计算机上，此时后台主计算机则会对变电站内的工作进行自动处理控制。总体上来说，这种结构设计方式对主控制室的要求不那么苛刻，能够有效的降低主控制室的面积，大大的降低了检修工作的难度，减小了工程造价以及工程难度，并且在工作中，使变电站运行的安全性更高、稳定性更高、工作性更强。
2.2集中与分散结合式设计结构
集中与分散结合式设计结构，有效的将其两种设计结构融合到了一起，实现了两种设计结构优点的共同开发。目前变电站的设计方式大多数则会选择分散式结构集中式组屏，这种设计方式不仅包括了上述两种设计结构的工作优点，并且还更加利于系统的设计、组装以及维修工作，注意，中低压变电需要的一次设备比较集中，所以此种结构方式对于中低压变电站的使用适合度更高。
2.3集中式设计结构
变电站第一个自动化设计应用实践的则是集中式设计结构，这种设计结构的设计理念主要是围绕变电站的功能要求，继而根据设计要求在中央控制室内增加了继电保护装置和运动装置。这种设计结构，需要利用CT、PT、开关辅助触点将变电站内变压器、进出线等设备都传送到中央控制室内的保护装置以及测控装置内，经过计算机等设备初步处理后将信号传送到通信控制器内进行信息数据格式的转换，同时在此也能够对变电站内所有保护、测量、控制信息进行进一步的处理，然后将信号送往当地的后台机和远方调度中心进行进一步的信息交换。这种结构设计方式能够将变电站内部的信息进行统一集中化处理，能够基本的形成一个完整的系统，适应了传统变电站运行的需求，但是此种结构方式的设计元素，可以说基本是微机保护和微机运动的系统组成，组屏比较多，占地面积利用不当，并且也需要大量的电缆等材料，资源利用不合理，工程造价比较高，并且在工作中逐渐的发现了软件要求复杂，工作模式繁琐，精度达不到相应的要求等缺点，不能够满足变电站的自动化控制需求。
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3、变电站电气工程及其自动化技术的应用
3.1在自行诊断中的应用分析
变电站自行诊断功能的实现基础是电气工程及其自动化技术、计算机技术和网络通信技术在变电站中的应用。通过对变电站的实时监测，并对比分析各项变电站的运行数据，能方便、快捷、迅速地找出故障点，并对找出的故障点进行自行的诊断修复。通过变电站中自行诊断的应用，电气工程及其自动化技术既能减少故障的发生率，还有效地减少了工作人员的工作负荷，让变电站的运行更加有效率且安全可靠。
3.2在变电站中计算机保护系统中的应用分析
变电站运行中对计算机系统进行相应的保护也是电气工程及其自动化技术应用的重要作用之一。通过对各类电气设备中存在的信号技术做相应的技术处理，利用通信技术把各类运行中的状态数据信息传递给计算机系统，并且利用计算机技术的监控检测功能对变电站运行中的各类电气设备进行保护，从而起到对变压器和电路、线路等进行相应保护的作用。如果变电站在运行过程中出现故障情况，计算机就可以对所收到的故障数据信息进行相应的分析，并且对所对应的故障发出命令处理，使故障设备接收命令指令，对所出故障内容做及时应对和处理，从而对计算机系统起到相应的保护作用。
3.3在数据采集和数据处理中的应用分析
数据收集和处理是变电站运行过程中电气工程及其自动化技术应用重要价值的体现，也是变电站电气工程及其自动化系统工作的重要环节之一。变电站运行过程中所产生的数据信号和模拟信号能将变电站运行中的脉冲和各个设备工作状态等情况以数据的形式体现出来，这也是变电站运行中数据的基本传递形式。在变电站运行中，对故障跳闸、故障警告、隔离开关状态等数据的情况进行对比分析，并能及时地进行相应的命令处理。
4、变电站电气工程及其自动化技术应用的意义
变电站电气工程及其自动化技术的应用，不仅减少了人力资源的耗费，并且使变电站工作运行变得更加高效。其主要体现在：①促进电力智能化服务的实现。变电站电气工程及其自动化技术的应用将电力系统变得智能化，在原基础上提升了电力系统的准确性，也将人力去分析电力系统故障变成了计算机的智能分析，从根本上使电力系统安全可靠，加速了电力服务中智能化的实现。②促进了实时仿真工作的开展。变电站电气工程及其自动化技术的应用有利于实时仿真工作的开展，能最大限度地实现稳态和暂态双状态的共同存在，使同步实验更加趋近于现实。
5、电气自动化技术的发展方向
我国科学技术的发展，为电气工程的自动化技术的长足发展提供了契机，但与发达国家相比仍然存在一些不足和进步的空间，因此针对我国电气工行才能自动化的现状，可以从以下四个自动化设计方面着手改进。
5.1全控型开关
在传统变电站控制中，主要运用半控制型的晶闸管开关，因为半控型控制并维持整个线路的稳定安全。然而，使用全控型开关，如IGBT全控型开关技术，开关速度较快，电流密度较大，与其他电子开关相比，电路设计更为简单，电路维修也更为便捷迅速。
5.2高频化变换器
目前，我国电气工程的自动化设计技术取得了一定的发展，但电气工程现在使用的仍是低频化电路逐渐，使用高频化电路时电气工程未来发展方向。高频化电力能够有效减少外界干扰，提高电力功率。另外，高频化变换器可有效降低电能消耗。
5.3网络化设计发展
现代社会，信息化网络发展飞快，人们的生产生活方式也不断发生变化。而对于电气工程设计，互联网有利于实现电气产品的更新换代。依托互联网的远程监控技术，是实现电气工程设计自动化的关键，实现动态化控制和实时操作控制。
5.4智能化设计
电气自动化技术可以有效提高电气工程企业的生产效率，提高企业生产的科技含量和智能化水平，但现今电气自动化的智能化设计还略显不足，需要不断提高改进。通过人工智能技术，可以实现电气工程的数据化操作，确保电力企业决策的科学化和精准化。电气自动化的智能化设计是实现未来电气工程发展的必然要求。
6、结束语
综上所述，变电站电气工程及其自动化技术的科学设计与应用，有效地解决了存在于变电站工作运行中的诸多问题，使变电站运行更加安全、高效。作为降压变电站，加强对其电气工程及自动化设计应用进行分析具有重要意义。
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[4]黄伟.电气工程及其自动化技术的设计与应用分析[J].中国高新技术企业，2016（05）：44~45.
论文作者:吕日龙,吴宗俞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/28
标签：变电站论文; 电气工程论文; 技术论文; 结构论文; 及其自动化论文; 工作论文; 故障论文; 《防护工程》2018年第8期论文;