张晓龙

(中国恩菲工程技术有限公司， 北京 100038)

0 前言

随着中国工业的发展，当前各个领域的电力使用量都开始显著增多，一方面促进了电力产业的高速发展，另一方面也为电力输送的安全性和稳定性带来了更大的挑战。国内的电力基础设备普遍较为老旧，导致供配电系统中存在许多不确定的风险因素，使得国内的电力输送质量和效率与当前电力市场用电需求不断提升趋势之间的矛盾日益严重[1]。但是，随着国内最近几年科技的迅猛发展，电力行业较之以往有了很大的改善，越来越多的先进设备和技术应用到了电力产业中。而其中自动化技术在供配电系统中的应用更是十分重要的一次突破，这一突破为国内供电质量和稳定性提供了更加广阔的提升空间，为电力事业未来的发展指明了方向。

1 国内供配电自动化控制系统的应用现状分析

1.1 自动化控制系统技术能够提高工作效率

供配电系统内部每个自动化配件的互相分布范围较大，能够对电力系统的整体以及某一部分及时地进行检测，减少了操作人员的工作量。自动化控制系统技术不但能够减少人力的使用，而且大幅度提升了电力系统的工作效率，使其操作起来更加简单，降低了操作的专业门槛，同时也能有效地防止事故发生，增强安全性，提升设备的使用寿命[2〗。

1.2 自动化控制系统水平接轨国际标准

一直以来，国内在供配电系统这一领域上耗费的建设资金都十分大，在不一样的使用环境中供配电系统可以提供两类数据收集系统，不但能够在技术思维以及电力系统结构上的建设更加安全、可靠、灵活，而且在实际建设中也已经获得了很好的成效。供配电系统在结合自动拨号、卫星云图技术以及投影屏技术等之后，使其自身的稳定性和可靠性得到了极大的提升，而且在管理水平方面也得到了改善，并逐渐与国际接轨，使得国内电力事业的发展更加迅猛。

1.3 技术研发力度、市场化水平有待提高

当前各行各业都开始朝着自动化控制的方向发展，电力行业也不例外，供配电系统不但逐渐实现了自动化控制，而且渐渐变得多元化起来，从以往单一的功能逐渐实现了多功能一体化。不过当前国内在供配电系统的智能化、数字化以及市场化方面，依然与发达国家之间存在不小的距离，而且研究创新的力度也较低，国内的供配电系统在追上世界步伐的路上依然存在许多困难。

1.4 电力自动化系统应用不平衡

随着电力行业的发展，电力自动化技术及控制系统也得到了大规模的应用和推广，但是各行业水平不一致，应用效果也参差不齐。目前，国内电网系统电力自动化水平较高，发展很快，系统性及稳定性较高，工业领域电力自动化也得到了大规模应用，但是碎片化、模块化现象明显，系统性不足。

2 电气自动化在供配电系统中的应用

2.1 电气自动化的应用特点

在电力供配电系统之中，使用电气自动化技术主要目标在于对供电系统实行更加完善的保护和监控作用。而在国内当前的电力自动化系统内，关键在于利用计算机终端设备，实现对供配电系统内多个设备的自动化操控从而达成对电能的调配，对出现故障的线路进行自动地分析以及修复，对电力线路中各类电流的使用状况展开综合监测，若是发现其存在问题或者安全隐患，就会自动进行警报，提示操作人员对其进行处理。电气自动化技术能够使得供配电系统的稳定、高效、安全运转更加有保障。

按照相关规定，供配电系统的内部结构主要划分为三大层次，即配电自动化基础层、中间层以及管理层。

1)基础层。即电气自动化系统的最底层，利用大量的终端设备来采集供配网系统的关键数据信息，使用计算机保护设备来实现对供配网内部各类设备的信息收集和监测保护等功能[3]。

2)中间层。主要是作为终端设备与主站二者之间相连的通信信道，具有管理与监控的职责，能够降低管理层的负担。

3)管理层。是电气自动化系统的最高层，其主要功能在于保证供配网系统时刻处于最佳运转状态，能够对一定范围内电力网络实行自动一体化控制。

2.2 电气自动化的应用功能

2.2.1 控制功能

供配电系统中电气自动化技术的使用，使供配电的操作不再仅仅局限于人力操控和就近操作，使得远距离的自动化控制得以实现，使操作人员的人身安全得到保障。而且在实现对电力设备的远距离操控之后，需要调派的工作人员数量就能得到大幅度减少，并且对电力操作人员的专业性要求也会降低。

2.2.2 保护功能

电气自动化技术的使用同时也牵涉到继电保护的自动化管理，继电保护的自动化管理能够有效提升供配电系统的稳定性和安全性。而且由于此继电保护是基于自动化技术的，能够实现自动操控，所以一旦电网中发生故障，就能及时地发现，并立即采取应对措施将其处理，从而提高电力系统的稳定性，防止由于意外事故而发生停电。

2.2.3 监测功能

在供配电系统中使用自动化技术，其中有一项十分重要的功能，即监测功能。供配电系统的监测功能主要包括电力质量、远程测量、设备的运行状态和电网参数等[4]。

1)电力质量监测。在电力质量监测方面应用电气自动化技术的主要运作原理为：判断电力系统线路在供电和配电的环节，是否有电力设备对其造成干扰使线路上产生极大的回路电压和谐波，若是存在就会自动发出警报，然后立即对其进行处理。

2)远程测量监测。将电气自动化技术应用于远程测量上，对于当前的供配电系统的发展具有极大的作用，可以有效减少抄表人员的工作量，实现远程抄表，并且降低了工作难度，使得抄表工作更加高效便捷；还能够实现电力用户随时查询电量的使用状况，尤其是对于那些每月用电量比较多的商业用户，能够更好地控制用电量，从而更好地控制公司的经营成本。

3)运行参数监测。使用电气自动化技术对电网运行参数进行监测的关键目的，是通过对电网运转过程中的部分常见参数进行监控，把这些数据收集起来，及时输送至监测计算设备上，然后对其加以分析、研究和存储，方便以后在电力系统中出现故障时进行数据对比和查验，从而更好地判断系统故障原因。而且若是电网数据较之以往出现较大的异常，也能及时进行警报，通知工作人员检查电网系统，及时发现和预防故障。

2.3 电气自动化的技术应用

2.3.1 利用自动化技术完善数据网络技术体制

为了使电气自动化技术更好地应用于供配电系统中，需要对电力系统的数据网络做出合理的改善。按照国内颁布的相关规章制度，严格遵守电网安全的相关规定，因为电力系统内电能分配数据网络的规模与服务具备固定特性，所以应当满足电力自动化系统对安全、稳定性的更高标准，而且需要创建专用电网的外在环境。因此，可以采用在电网通道层构建电能分配专用线路的方法，来完成电能供配电系统与另外的网络之间的相互隔离，从而使供配电系统的安全性和稳定性得到更加有效的保障。

2.3.2 利用自动化技术保障数据网络安全

电力的调度对于电能系统而言十分关键，其安全与否直接决定电力网络的整体安全。所以，若要使电力网络调度体制的安全有所保障，就应当创新管理机制和技术机制，使二者的功能得到更好的发挥[5]。

1)从电力体系的管理制度上着手。通过对电网数据系统的各处结点进行管理，来保障电力调度中信息的安全性，以此提升供配电系统整体稳定性。

2)创建有效、全面的电力信息网络运转管理机制。强化对自动化操作人员的管理，提升操作人员对于数据网络安全的重视程度，防止由于操作人员因信息数据使用不当而对企业造成损失。

3)强化供配电系统的安全检查力度。按时邀请专业人员对电力网络的信息数据安全性进行诊察，确保网络数据的安全。

4)将电力生产体系与电力调度管理系统维持全面的隔离。以此确保数据网络输送只能是单向的状态，这一技术的使用，可以有效地保证生产系统与控制系统二者之间的数据隔离，以此确保调度与生产的安全。

2.4 电气自动化技术应用的需求与调试

1)使用综合防护设备来保障供配电系统的安全，并且使用数据通信接口来传递和下载数据。

2)远程操控和调节装置，能够24 h不间断地管理和监测任何电压等级下的设备和线路，操控管理馈线开关的开闭状态。

3)综合管理的智能配电设备，能够通过专用接口来传递数据。

4)全天候通信在线监察设备使数据管理更加方便。一般在安装好所有装置之后，需要对软件和硬件进行调试，实现预定功能。

2.5 电气自动化技术的应用实践

2.5.1 在集中监控中的实践应用

在供配电系统中，电气自动化技术具有操作简便、远程控制的优势，而且监控系统加入电气自动化的设计过程十分简单，主要考虑的对象是对供配电系统的正常运转造成影响的有关因素，如：集中监控系统是由统一的处理设备展开信息的采集和处理，负担较重；电缆线太长也将对电气自动化的集中监控效果带来干扰。因此，需要在集中监控系统中应用电气自动化技术，某工程的集中监控自动化系统网络拓扑图如图1所示。

图1 某工程电力监控自动化系统网络结构

2.5.2 在电缆与电缆监控器中的实践应用

电气自动化技术的应用为变配电中的外电缆规划提供了方便，在其需求和功能符合标准的基础上，还能创造较高的经济收益。在外电缆设计环节，有两个关键要点，即220 V通信电缆与交流电源线。通信电缆内又分为双芯屏蔽双绞线和屏蔽电缆线。在挑选电气监控设备时，需要确保其抗干扰能力强，同时保证其稳定性和运行的可靠性；在选择监控器的类型时，还应当考虑供电系统的电源类型。

2.5.3 在变压电站中的实践应用

变压电站的综合电气化系统设备在目前的电能制造环节应用十分普遍，而其中电气设备的选择是十分关键的，不但需要分析设备的参数、标准要求等因素；还需要研究国内当前供配电系统的实际情况，确保设备在供配电系统中充分、有效地应用；同时需要满足数据库创建、网络互联等方面的要求，以此实现电气自动化技术在供配电系统中的合理使用。

3 结束语

随着我国市场经济体制的变革，对电力供应的质量和效率的要求也开始不断提高，电力供配电系统需要积极使用先进的科学技术，全面提升运转效率。自动化技术的使用能够为电力供配电系统的各个方面带来突破，一方面能够提升电力输送的效率，确保电网系统的稳定运行；另一方面能够促进智能电网的早日实现，使我国电力事业的供配电服务更加完善和多元化，使其更加符合当下时代对企业生存和发展的要求。