基于变电站自动化系统中的安全措施分析及应用

更新时间：2023-09-26

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摘要：阐述变电运行中的问题，电气自动化系统与安全运行措施，包括自动控制设备的投入，电气自动

化与计算机技术相、设备数据的采集与处理、自动化系统的升级、人工智能技术的应用。

关键词：自动控制；数据采集；变电运行

0引言

提升变电站自动化和安全管理水平，对保证整个行业的健康发展具有重要的现实意义。就现阶段的发展情况而言，随着工业现场复杂程度的提高、用电容量的扩大、自动化水平的提高，对于电力系统安全可靠性的要求也日益增长；同时随着压、特高压技术的普遍应用，电网规模不断扩大、影响不断加剧，使得变电站运行难度和抗故障能力需求也不断提升，所以不断提升其自动化水平，应用运行和管理手段，保证电力系统可靠运行。

1变电运行中的问题

1.1操作问题

随着技术的发展变电站防误操作措施日益完善，但对于整个变电系统而言，如果操作过程存在动作不规范的情况，就会造成范围性影响，给一定区域内的电力系统造成安全隐患，严重时甚至会发生重大安全事故。具体操作环节可能存在因某一工作人员实际技能水平不符合规范要求，导致变电设备的某些功能无法正常发挥或者误动作，从而发生设备异常等问题，进而整个区域系统的安全运行。

1.2设备问题

变电系统运行时，人们往往只重视整体效果，忽视了对线路和设备细节状态的关注，因生产节奏紧张及系统关联性等因素，无法停运设备进行详细检修、维护，加上周围环境的影响作用，出现不同程度的老化和故障问题，造成变电设备潜在隐患，从而导致变电系统整体功能性缺陷。同时，随着备的使用年限的增加，也会对变电系统造成不良影响，甚至引发安全事故。

1.3电网的系统性问题

目前，我国电力配电自动化系统并没有发挥出更加实用性的功能，只是在一些经济发达地区的新建项目得到了应用和落实，没有实现大范围的覆盖和普及。虽然较大范围的变配电系统实现了保护的微机化，但对于变配电自动化乃至智能化的认识不足，现实应用存在较大差距。

2变电站的电气自动化系统与安全运行措施

2.1自动控制设备投入

随着信息技术的不断发展，自动化、智能化开始成为时代发展的主流。故此，在变电系统运行中，要加大对于相关设备的研发力度，使其在性能方面更加适用于变电站的建设与运行高新技术往往和高额的建设成本相匹配，从而实现更高的价值。正因如此，在变电站运行中要加大对于自动化设备的投入力度，增加各类运行实时监测、检测技术的应用，不断提升变电站自动化水平。同时，提高设备的管理与维护的智能化，由此来保证设备运行的精良性，为电力安全做出保障。

2.2电气自动化与计算机技术相

智能巡检

在电气自动化运行管理系统中，的巡检手段是应用机器人巡检系统、在线设备状态检测系善巡检各类监测技术，利用智能化技术手段对相关数据进行反复核查和处理，定期检查变电站相关线路和设备元器件的运行方法，保证故障问题可以在时间得到解决，从根本上维护变电系统的安全稳定性。

信号处理

将变电系统与自动化处理系统进行结合，通过日常运行状态数据采集，结合大数据分析，对设备运行状态进行模拟，进而提升操作系统的准确性，保证变电安全，使得系统内部各个零件之间实现管理，尽量避免安全隐患。

信息回传

电气自动控制系统可凭借自动处理功能对信息数据进行及时且的回传，确保故障信息均有对应的处理指令，使计算机所具有的保护功能得到充分发挥，为变电站的安全、稳定运行提供支持。对运行模式进行纠正，及时发现并解决自动巡查相关模块存在的故障。

2.3设备数据的采集与处理

在时代发展的推动之下，变电站逐步走向智能化发展进程，设备运行监测等环节基本上实现自动化，在相关数据的采集处理方面及处理也可以部分智能化，不需要人工操作，程度上解放了劳动力。当然，为了保证变电站能够实现实时监测，需要对电气自动化技术进行革新，根据对终端数据的分析结果来制定出更加科学的设备控制策略，从根本上保证设备监测的性。另外，在数据采集方面，常规设备主要是针对站内设备的电流、电压等内容进行采集，随着技术的发展，红外成像、局部放电检测、无线测温、油样色谱在线监测等新技术的应用逐渐普及，通过相应的检测手段辅助来了解变电站设备的运行情况，可以根据实时数据进行分析汇总，从而提前判断设备恶化趋势、降低事故率，由此来实现电力系统的安全运行。

2.4电气自动化系统的技术升级

对于电力系统运行而言，变电站在其中所起到的作用至关重要，所以电力工作人员要重视起对于变电站的技术管理，由此来保证电力系统的安全运行。在工作开展中，要注意将电气自动化与技术升级相结合，具体需要做好以下方面工作：

（1）对操作人员进行严格的规范管理，使其能够在工作中合理运用各项技术，实现对于技术人员的约束管理；

（2）采用手段如数字孪生等实现沉浸式仿真模拟，对运行、技术人员的能力以及技术进行培训，不断提升自身能力；

（3）将变电站内各类系统，例如，变配电自动化、消防系统、门禁系统、微机防误操作系统、设备在线状态监测系统、机器人巡检系统等进一步，使其能够多方位联动，切实保证电力安全运行。

2.5变电运行的优化

在整个电网架构中，变电站所起到的作用不言而喻，直接关系到电力系统的安全运行。而且随着变电设备的日益化、自动统，以自动化处理技术为发展技术，实现智能巡检。以保证系统安全运行为主要前提条件，不断完化，工作人员的技术水平、突发事故的应对能力、故障综合判断分析能力，对于整个系统的可靠运行更加重要。当然，在工作的过程中，需要时刻谨记安全的准则，将一切工作安排建立在安全的基础之上，为了进一步保证变电设备的安全性不受影响，工作人员需要从以下方面做出考量。

（1）在日常巡检操作中需要对设备本身状态进行严格检验分析，并且对各类信息综合研判，为后续工作的开展提供依据；

（2）要持续保持对于变电运行巡检的力度，实现对于各系统的排查，一旦发现问题要及时进行处理，提升变电运行的可靠性。

2.6基于人工智能技术的变电运维管理

电网设备智慧运维管理系统对供配电设备进行全寿命周期的规范化、数字化管理的大数据和智能化运维应用。变电领域存在众多的运行数据，在人工智能技术的应用下，对变电站进行运营维护，可以保证管理下的设备运行数据得到实时监测，将变电运维管理工作实行得更加。将人工智能技术与设备运行管理相结合，对变电站设备的运行状态进行实时跟踪。通过电力运行和维护过程中产生的数据信息，构建信息化人工智能技术的管理方法，实施智能电网的运营。采用专家知识库+AI智能学习技术的设备在线监测系统取代传统的计划检修方式；一旦设备在运行期间出现故障，采用事故跳闸智慧分析系统替代人工判断、查找事故原因，具有优化电网设备运式、降低故障率、提升供配电设备寿命和供电可靠性等功能，可以提高变电设备管理的效率。通过数字孪生平台VR技术可以实现用可靠、安全、经济的虚拟场景替代高危险性、高成本和部分不可操作的场景进行职业技能培训，用以不断提高运行人员基础理论知识、日常巡检、倒闸操作水平。

3安科瑞Acrel-1000变电站综合自动化系统

3.1方案综述

Acrel-1000变电站综合自动化监控系统在逻辑功能上由站控层、间隔层二层设备组成，并用分层、开放式网络系统实现连接。站控层设备包括监控主机，提供站内运行的人机联系界面，实现管理控制间隔层设备等功能，形成全站监控，并与远方监控、调度通信；间隔层由若干个二次子系统组成，在站控层及站控层网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。

针对工程具体情况，设计方案具有高可靠性，易于扩充和友好的人机界面，性能价格比*，监控系统由站控层和间隔层两部分组成，采用分层分布式网络结构，站控层网络采用TCP/IP协议的以太网。站控层网络采用单网双机热备配置。

3.2应用场所：

适用于公共建筑、工业建筑、居住建筑等各行业35kV以下电压等级的用户端配、用电系统运行监视和控制管理。