变电站电气自动化与电力安全运行研究

李 海 王 慧 李 瑛 肖星辉

（1.中山职业技术学院 机电工程学院中山 528404；2.广东省金融学院基础后勤管理处 广州 510521； 3.国网江西省电力有限公司宜春供电分公司宜春 336000；4.国网江西省电力有限公司上高县供电分公司宜春 336400）

1 变电站电气自动化与电力安全运行相关基础内容概述

变电站主要指电力系统中变换电流和电压、接收和分配电能以及控制电力和流向的电力基础设施，简言之即改变电压的场所，具体可分为一类、二类、三类和四类变电站。变电站可以通过变压器将各级电网有机联系起来。电气自动化主要涉及电机及变频拖动技术、电子技术、模电和数电、电力监控、过程控制及电气自动控制技术等方面。电力安全运行主要指在明确电力安全管理、职责和健全安全的监督体系基础上，确保电网系统安全稳定运行。它的网络拓扑如图1所示。

图1 调度机房/变电站无人值守嵌入式管理系统监控结构拓扑图

2 变电站电气自动化系统构成

为了更好地研究变电站的电气自动化和电力安全运行，需要了解变电站电气自动化系统的核心构成和相关原理。

2.1 系统框架

变电站电气自动化一般采用分层式构造结构，分为如下3层。第一，网络层，主要负责高效数据传输。第二，间断层，主要负责变电站各电气设备的指令下发、故障报警与分析、实时监控以及电气设备保护等。第三，站控层，通过物联网信息化技术，实现电气设备的远程参数控制。

2.2 系统硬件设计

根据以上系统框架，采取冗余方式合理配置相应的电气设备，主要包含服务器、交换机、线缆、电量采集和保护设备等。为了确保电力安全运行，还需要隔离开关量信号。

3 变电站电气自动化应把握的原则

随着电气自动化技术的日益成熟，它在变电站和电气工程领域的应用实践逐渐普及，成为变电站现代化发展的重要力量。电气自动化技术在应用实践中需要把握以下原则：在引入电气自动化新技术时，必须坚持合理性原则，选择符合电气工程实际需求的技术方案，确保其能安全、稳定地融入已有设备的环境中，从而发挥相应的功能；变电站电气自动化技术的应用必须坚持科学性原则，根据电力系统建设发展趋势完成变电站电气自动化，以满足电力装备的运行标准。

4 变电站电气自动化与电力安全运行的重要意义

传统的变电站自动化程度较低，使得变电站运行质效水平较低，是现代电力系统亟待解决的关键性问题。因此，近年来传统变电站电气自动化改造如火如荼，各种先进变电设备、测控装置、光纤和变电站新技术大量应用，使得变电站运行更稳定、安全，维护也更高效、便捷，提升了电能质量。同时，随着电气自动化新技术的应用，原来占地面积大的老式变电站被新型变电站取代，极大地降低了电网建设用地投资成本，提升了经济效益[1]。

5 变电站电气自动化与电力安全运行具体措施研究

5.1 变电站电气自动化具体措施

第一，加大变电站设备投入，引入新技术和新设备，优化电气自动化技术，实现电力系统故障的自动判断和快速定位，并进行有效隔离，从而最大限度减少对其他线路的影响，提升电气自动化管理效能。同时，应加强对通信、信息处理和电子信息新技术的理论知识研究，以及其对实践应用的有机融合，优化和完善设计，重新组合变电站二次设备功能，从而实现对变电站所有设备运行的实时监测和精准控制。实践证明，变电站电气自动化的有效应用，能较好地取代传统的二次设备，使其二次接线更加便捷，提升了管理效率，降低了成本。

第二，变电设备运行状态实时监测是实现电气自动化控制的基础，通过对变电站设备电气自动化的改造升级，使其具备关键数据自动采集上报和状态控制的功能[2]。通过对数据的智能分析，能够制定正确的变电站设备控制策略，对电力安全运行起到了极为关键的作用。通常，对变电站设备的电压、电流和负载变化等数据进行实时采集和监控，利用分析模型就能准确识别出故障特征，从而判断故障类型和严重等级，进而有针对性地排查和维修故障，确保电力安全运行。

5.2 电力安全运行具体措施

5.2.1 强化互联网信息技术的应用

随着网络通信技术的飞速发展，电力监测数据采集和传输具有了更高的数据传输率和更稳定的传输质量，显著的提升了变电站电气自动化的效率。在变电站升级改造中，应充分结合信息化技术，提升电气自动化和智能化，从而为变电站的安全运行奠定坚实的基础[3]。

5.2.2 建立和健全电力安全管理体系

首先，大力提升电力安全运行管理意识，制定和完善相关安全管理体系、各项操作规程和实施细则，制定完整的安全培训方案，以提升电力运维人员的整体综合素质和安全意识。其次，鼓励相关电力工程技术和维护人员不断学习和提升专业素养和技能，通过考核后持证上岗。加强相关技术和运维人员培训，确保其能准确掌握各种设备性能和关键参数，从而对故障快速响应，确保电力安全运行[4]。再次，应加强日常工作器具的维修保养和更换，确保器具的安全和正常使用，避免因工具损坏而出现安全意外。最后，应实行电力安全监管责任制，哪个环节出现问题，由其负责人承担相应的责任，从而加强工作人员的责任心，增加工作绩效，确保电力安全运行[5]。

6 结语

综上所述，进一步加强变电站电气自动化与电力安全运行研究是行业发展的大势所趋，在确保电力安全运行、提升经济效益和推动国民经济平稳发展等方面发挥了重要作用。