摘要：本文主要对综合自动化系统在电解铝整流供电过程中应用情况进行分析，尤其是对整流供电综合自动化系统的组成、结构和电解铝整流系统中变电站自动化技术的具体等进行详细的分析和阐述，对其整个整流供电自动化模式和技术进行探讨，并且根据实际情况对面向对象技术中的分散式综合自动化系统110kA的系统功能、软硬件配置以及运行要求等方面进行分析，在综合自动化系统的应用下，其装置中数据的传输更为及时和快速，对电解供电系统运算稳定、配电安全、节能降耗等方面均有明显的提升。

　　关键词：电解铝整流系统；自动化技术；变电站；设计应用

　　变电站自动化技术的应用是为了对系统的分布式和开放性以及设备保护和监控提供更好的保障，在全面微机化的综合自动化的控制下，其能够实现整流变电站的运行安全和效率，增加工作的可靠性，从而全面提升整流变电站运行管理上的自动化水平。自动化是国家现阶段科技和经济发展下的产物，也是提高工作效率，降低人力因素错误的有效措施，综合自动化系统在电解铝整流供电过程中应用是时代进步的产物也是现今电力系统运行中的重要组成部分。因此，以下从实践角度出发，对自动化技术在电解铝整流系统中的应用进行分析和探讨。

　　1变电站自动化技术的组成

　　变电站自动化技术的出现是变电站测控实现局部到整体的转变成果。随着社会的不断发展和科技的进步，面向对象技术成为现阶段的流行趋势，不能只考虑某一个量，而是为完成特定功能同时保障系统的开放性为其配备完整的保护和监控装置。变电站自动化技术能够实现监控设备和一次性设备的结合，进而能够对每个对象进行保护、监控、操作、闭锁等一些列功能。

　　TranSys系统是变电站自动化技术的核心，其主监测站是双机结构，现场控制层保护监控是单元式装置。在以太网上级调度中心中装置中的数据能够被及时的上传到监控中心的网络中，然后，能够依据不同的数据对变电系统电气运行的实时状态进行监控，面对异常情况能够及时的发出警报，缩短寻找故障的时间提高电气运行的可靠性和安全性，也能够提高变电系统检修效率。另外，在软件的配置上通常采用的是兼容性高的系统，例如：PecStar软件就能够实现与其他系统的无缝衔接，在长时间的状态下实现数据运行的稳定、完整和一致性，同时它的响应时间较短，用户界面更为简介。

　　2电解铝整流系统的组成

　　二次设备的运行性能是整流变电站的运行关键。整流变电站运行管理自动化水平的提高在一定程度上有利于实现资源信息的共享。在使用微机监控和保护技术时，其电解铝的电流可被分为整流和电解两个部分，其每个部分的每个单元则是由各自的保护单元、智能通讯单元组成的，数据处理功能较为强大，进而稳流精度也得到了一定程度的提高。通过电解铝整流系统能够改变模拟屏的作用和显示方式，优化微机遥控的方法进而提高电解供电系统整体的稳定性，也有利于工作人员能够对整流供电系统整体运行情况进行实时监控。现阶段，整流变电站自动化系统已经成为一项系统性的工程，能够实现电解铝发电等功能，在自动化系统的支持下，为更好的提高电流效率满足变配电要求，节能降耗，降低工作成本等需要提高相关技术人员的工作技能和素质。

　　3电解铝整流系统中变电站自动化技术的具体应用

　　3.1硬件设计与应用

　　变电站自动化技术在电解铝整流系统中的应用主要表现在硬件的设计方面上，将监控装置作为其系统核心，通过互联网通信技术对数据信息进行提取、监控和监测进而实现信息数据的资源共享，同时也能够降低数据采集出现重复性错误，一定程度上有利于对变电站自动化控制水平的提高。具体表现有以下几个方面：①电解整流器和电解整流器的应用能够将交流电转换为直流电，将稳压精度控制在1.5%以内，输入电压为三相AC380V+10%50Hz～60Hz，稳流精度小于1.5%，输出直流电压为DC0～+48V可调，装置整体规格为750mm×1650mm×750mm，这种情况下不仅能在一定程度上提高开关电源的工作效率还便于对系统进行维护和安装工作。②电流差动继电保护装置的应用。其型号为HNR6083，适用于110～330 kV电压等级的母线，并且在基于PLC的电解铝整流供电系统中，此型号的电流差动继电保护装置能够采用TV断线告警、母线绝缘监测告警和低电压告警三种告警形式。③智能通信处理器的应用。智能通信处理器（型号为LS1020A）具有64位计算机芯片，能够实现多端口的通信传输，同时其系统设计上属于高度集成的设计，自带ECC保护，无论是性能方面还是安全方面都有提高。

　　3.2软件设计和应用

　　微机监控系统很好的体现了自动化系统在电解铝整流供电过程中在其软件设计和应用上的体现。主要是采用了DlSA 2型变电站自动化系统在整流系统的微机监控上，其具有模块化程度高、灵活的分布式结构、测控单元的配置方式是局部分散式的等优势。同时，在系统的主控室内配置微机，能够实现数据采集、控制等功能，其总控单元也能够实现与测控单元之间的数据通信功能，在对后台的监控系统上采用的是nNT2000型号的，能够实现资源信息共享。以110kV的监控系统为例，其原理框架为：①开关为110kV。②自耦变压器。③饱和电抗器。④整流器。⑤直流母线。⑥电解系统。通常情况下，35kV～500kV各等级的变电站适用于这种监控系统，在控制室内安装微机，各个测控单元都能够完成对相应数据的采集工作并且能够在电解铝过程中，灵活的调节变压器档位进而实现对电流和电压的调节，然后其系统能够根据显示值的变化监控电流和电压的变化，在发现突变的电流和电压后能够及时做出报警提示，测量精度小于0.5%级，绝对误差小于4v。

　　3.3运行要求

　　自动化技术在变电站的应用，还体现在对整流系统的各个部分的智能检测上。在调节器、产品调试软件化、故障录波功能、远程诊断、调节器故障自诊断、状态检修、信号传输组态技术、光纤通讯技术等多种方面均有数字化和智能化的体现。通过智能化的技术手段能够直接的知道本机的有功功率，便于相关的工作人员对数据进行数据的读取进而对故障进行分析，对工作人员的工作效率有所提高。在变电站的运行过程中产生的大的恒定磁场可能会出现磁场干扰问题，考虑到磁场干扰问题其各个控制柜均采用了具有屏蔽作用的金属外壳来避免磁场干扰，保障硬件设备的平稳运行。另一方面，整流系统的各部分运行参数都能够在触摸屏上面进行显示，进而实现了系统的自动检测功能，可以根据其检测的数据变化分析，系统能够自动的对整流系统进行告警，自动化处理事故。增加了设备运行的可靠性和生命周期，也有利于输变电电流和电压的稳定。

　　4综合自动化系统概述

　　4.1系统概况

　　4.1.1供电系统

　　采用电解铝进行供电是为了更好的对电解系统提供所需的运行电能，主要有以下几种方式。

　　电解铝供电的作用主要是为电解系统提供其正常运行所需的电能，常见供电方式是基于三相硅整流装置、有载变压器实现交流电进行转换，然后使得转换结果成为电解所需直流电。这种供电方式需要配备开关、变压器和硅整流装置等设备，为了使得直流电更加的稳定其整流器需配备自动控制系统，通过细调饱和电阻器与粗调有载开关相结合的方式，使直流电流更加稳定。

　　4.1.2综合自动系统

　　综合自动系统是以现代信息化网络技术为基础和多种功能的自动组态软件。其主要特点时结合了计算机和网络信息技术，以自控为主要前提的情况下，监控、保护装置为基础，通过集中组屏、分散安装来实现对数据的采集和管理。

　　4.2应用方案

　　综合自动化系统的结构类型主要由以下两种：①网络型。网络型是以分散综合自动化系统为基础的，通过现有的通信模式和网络技术实现对过程层和间隔层的优化，进而使得过程层中的智能设备成为网络的主要部分。②分散式。分散式结构一般情况下以整流所、变电站的电气间隔为主的。根据相关的调查发现目前看来在电解铝领域中以分散式的综合自动化系统为主，其系统通常是两台性能形同、工作运行独立的监控机，主要目的是为了在监控机出现问题的状况下系统依然能够平稳、高效的进行运行工作。系统的间隔层通常是单元配置的模式，将保护单元和测控单元分别与对应的通道和主站层进行连接，其通讯介质一般以光纤为主，在加上PLC对监控机进行控制，进而保障系统实施监控功能、数据采集等高效、平稳的完成。

　　4.3系统配置

　　双母线系统是户内配电装置长搭配的供电系统，其系统涵盖了两回进线，两组互感器，一个母联。在两回进线上都被分别配置了互感器，配电装置的间隔数量较多，所以要在配电装置对应的间隔内配置保护单元。为了增强系统运行的可靠性和稳定性，同时降低对电器的维修难度，所以将单个间隔作为主题对相应的监控践行设置，降低多个间隔被连入相同的保护单元的情况。最后，交流采样技术为保护单元采取的核心技术，其能够进行快读的测量、计量电参数、录波和高次谐波等工作。

　　4.3.1网络结构

　　拥有双微机和双通信的系统在可以用性和可靠性上面都有明显的增强。在对系统进行分析中能够看出各个监控装置和保护装置能够借助通信网络实现微机的连接工作，双冗余设计的监控微机能够使系统运行过程中有效的降低通路故障影响。同时也要考虑到两台微机的启动条件和功能是一样的，因此，在使用过程中通过发布不同的操作口令来体现两者的差别。简而言之，双击独立运行能够使得微机共同承担工作互相分担风险，大幅度的提高系统的可靠性和运行安全。

　　4.3.2综合自动系统的软件配置

　　综合自动系统的监控软件的容量大、兼容性好，与整流电的结合中能够充分发挥软件的优势。其具备以下几方面的特点：①高安全性。综合自动系统的软件能够在保障数据不出现错误的情况下实现长期的稳定的运行，降低人工失误的出现。截至目前，根据调查发现综合系统的软件配置在运行过程中尚未发生过系统崩溃、微机死机等问题。②实时性。该软件在接受指令到响应只需要花费极短的时间。③开放性。综合自动系统软件能够做到与其他软件实现无缝对接，同时还能够实现与监控中心进行互联。④简洁便捷。综合自动系统的软件交互界面与传统相比设计的直观简洁，对用户操作更加的友好，降低了难度。⑤完备性。综合自动系统的软件不仅具有监控软件的基本功能，同时还具备防操作、分时计费和分析电能质量等多种功能。其软件的实用性更强（运行管理、内部审核）。

　　4.3.3硬件配置

　　对于综合自动系统的硬件配置方面，其为了实现双服务器在其中应用了冗余技术，为自身安全稳定和可靠提供了保障。两台服务器既相互独立又相互备用。因此，在特殊情况下信息处理工作全部交由主服务器进行，另一台服务器时刻关注主服务器的运行状态，并且根据主服务器的情况对自身的数据储存进行更新；在主服务器因故障不能运行的情况下，另一台服务器自动进行信息处理。

　　4.4系统功能

　　4.4.1采集数据

　　主要是对设备、回路器的温度、谐波等数据进行采集和基于PLC对整流的各项数据进行采集。其中在对整流数据的采集工作的包括但不限于冷却器状态、偏移、直流电流等数据。另外还要对隔离刀闸和开关状态量、调压开关位置和连接状态保护信号、CAD图等进行数据采集，对设备运行状态和变化趋势进行如实的记录。数据的采集工作为工作人员提供了数据支撑，能够更加直观的观察设备运行状态。

　　4.4.2设置定值

　　能够对现有机组应偏移绕组电流以及控制绕组电流进行实时数据显示，对整流技术、直流电流进行控制同时还能设定温流参数。对于机组而言，能够通过对调流的细调来降低直流总电流的影响。另一方面，还能够设置保护定值，对保护的推出和投入状态实现实时展示。

　　4.4.3事故报警

　　能够实现对事故发生进行顺序的记录工作（可精确到1ms），并且还能够根据开关量变化进行预警和报警（可对预警报警的事件进行跟踪）。还能够根据检测上位机是否达到预设限制进行第一时间的报警，同时还能对报警事件进行分类别、时间顺序的记录。

　　4.4.4四遥远动

　　综合自动系统具有多项功能（微机测控、远动保护等），在四遥的方式的支持下能够对数据采集、数据分析。微机保护。安全监视等多项工作有序的进行展开。根据系统投入使用情况来看，对电解铝整流供电的自控水平有明显的提高，同时还降低工作量和难度，通过全程自动管理有效的降低人为事故发生率提高了供电系统的可靠性和安全运行。

　　5应用过程中存在的问题

　　5.1综合自动化网络结构系统不完善

　　根据目前对行业内综合自动化系统的使用情况来看，其系统虽然使用了分散式双网结构，虽然其监控和保护相对而言较为独立，但是在网络结构上双机作用甚微，其原因是因为现场设备没有双通信的接口，导致了在系统运行过程中其还是单网运行。

　　5.2缺乏技术保障能力

　　在综合自动化系统投入使用后，工作人员的能力和素质没有进行培训提高，出现能力断层无法熟练的操作相关设备。

　　鉴于此，为了更好在优化在应用过程中的问题，首先，需要提高系统硬件的抗干扰能力，充分对强磁强电进行考虑；其次，要优化地接工作和屏蔽防干扰的工作，明确禁止弱电与强点接地网进行混用，在系统控制中严格遵循“一点地”的原则。最后，要加强工作人员的工作培训，培养高素质的人才专业队伍，鼓励员工主动学习新技术，充分发挥系统的优势。

　　6结语

　　综上所述，相较于常规的系统，综合自动化系统能够减少系统见占地面积，光纤取代传统通讯媒介，有更加良好的抗干扰性能等，其应用是大势所趋。