摘要：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。电气自动化技术的发展也可为早日实现电力工程的信息化、现代化运作体系提供重要保障。目前，国内电气自动化技术水平相较于西方发达国家还有着不小的距离，但是在相关技术研究人员的不断努力和探索下，电气自动化技术一定会获得更大的发展。

关键词：电力系统；变电站；自动化技术

一、变电站电力系统结构探析

（一）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、有利于电能远距离传输，变换阻抗，将不同电压等级的电网相连等作用。

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。

（二）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。

二、电气自动化技术的特

（1）高度集成。电气自动化系统通常集成了传感器、执行器、控制器、通信设备、软件等多种技术，以实现对电气设备和系统的自动监控与控制。

（2）实时性。电气自动化系统需要实时接收来自各类传感器的监测数据，并根据预定的控制策略作出相应的指令，用以调整电气设备的运行状态。因此，实时性是电气自动化技术的重要特点之一。

（3）精确性与可靠性。为了确保电气设备的正常运行和整个电力系统的稳定，电气自动化系统必须具备高精度的数据采集和处理能力，并在异常情况下能迅速采取措施，确保系统的可靠性。

（4）智能化。现代电气自动化系统往往运用了大量的智能仪表和先进的算法，如人工智能、模糊控制等，能够进行自学习和自适应调节，提高系统的运行效率和稳定性。

（5）可扩展性。随着技术的不断进步和实际需求的变化，电气自动化系统需要具备良好的可扩展性，以便迅速更新设备和软件，满足新的业务需求。

（6）节能与高效。电气自动化技术通过优化调度、提高设备运行效率等方法，可以降低能源消耗，实现整个电力系统的绿色低碳运行。

（7）易于维护。由于电气自动化系统的复杂性，易于维护成为推广和应用的关键。简洁、可靠、人性化的设计有助于降低维护成本，延长设备寿命。

三、提高变电站电力系统自动化技术的策略途径

（一）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。现阶段，可用的无线通信技术较多，比如，蓝牙技术、4G技术等，前者采用全球通用组网模式，可以在2.4GHz频段内实现信息传输，通信速率可以达到1Mbit/s，整体的建设成本低，且标准统一，允许知识产权共享；后者包含两种不同制式，分别为TD-LTE以及FDD-LTE，每秒内传输量可以达到100Mbit，兼容性和保密性良好。在变电站电力系统自动化水平提高环节，完全可以对两种技术进行灵活组合，区域内设备采用蓝牙交互模式连接，远程部分则由LTE网络负责传输。但考虑到现阶段LTE网络与变电站系统融合不是很好，且存在网络租用和运营成本问题，未来可能需要较长的探索尝试时间，因此更推荐无线局域网技术，该种技术的通信距离可以达到80～120m，工作频段免费且传输速率极快，运用IEEE802.11g/n标准时，每秒传输量可以达到54Mbit，能够满足设备巡检、电能监测等异构性数据的传送需要。

（二）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。基于此，提高变电站电力系统自动化水平时，还需要强化对人工智能技术的引入，神经网络技术（ArtificialNeuralNetworks）就是其中的代表性类型，它以人脑神经结构为仿生对象，采用数学模型方式进行一阶特性描述，通过样本训练获取事务运行特征，生成对应的故障信息库，为后续的拟合、判别奠定基础。

（三）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。

需要注意的是，变电站自动化智能监控环节，对于时间精度的要求是极高的，提高技术水平时不仅要着意增加监测装置数量、种类，更要做好对时同步技术的创新优化。现阶段，以GPS授时技术、北斗授时技术等为代表的卫星授时技术获得推广应用，授时精度可以达到10ns，给变电站远程监控提供了便利。

结语

总之，提高变电站电力系统自动化水平是电网建设、发展的必然要求，通过自动化技术的健全、完善，不仅能够降低人工成本，还可以提升管理效率，通过上述一系列策略和举措，提高变电站电力系统的自动化水平，为变电站的安全稳定运行奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]赵驰.电力系统中的电气工程自动化技术应用研究[J].造纸装备及材料，2022，51（10）：88-90.

[2]王刘旺，周自强，林龙，等.人工智能在变电站运维管理中的应用综述[J].高电压技术，2020，46（1）：1-13.

[3]申文.自动化监测技术在电力工程监测中的应用[J].造纸装备及材料，2022，51（11）：126-128.