摘 要：變電站綜合自動化，是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進的計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和通信技術(shù)，實現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸配電線路的自動監(jiān)視、測量、控制和微機保護，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。

　　關(guān)鍵詞：變電站 綜合自動化系統(tǒng) 應(yīng)用 功能

　　近年來，隨著對整個電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進行綜合利用，使得電網(wǎng)運行水平的不斷提高，這樣便于各級調(diào)度中心及時掌握電網(wǎng)及變電站的運行情況，從而提高了變電站的可控性，進而更多地采用遠(yuǎn)方集中控制、操作、反事故措施等。

　　1 變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　整個系統(tǒng)由站級管理層、工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)層和間隔層三部分組成，系統(tǒng)內(nèi)所有監(jiān)控、保護設(shè)備均按模塊式單元化結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)變電站的電壓等級、規(guī)模大小和用戶要求可以靈活設(shè)置。下面僅介紹分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

　　1.1面向功能的分布式系統(tǒng)。每個單元完成一種功能，系統(tǒng)功能分為：交直流測量單元、遙信采集單元、遙控與操作單元、脈沖電能收集單元、保護單元等。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是功能單元之間與通信總線在電氣上完全隔離，任一單元故障對系統(tǒng)其余部分沒有任何影響。

　　1.2面向間隔的分布式系統(tǒng)。將變電站的輸變電路線分為許多間隔。各間隔設(shè)備相對獨立，僅通過站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，并同站級計算機進行通信。每一間隔層按遙測、遙信、遙控、保護等多CPU分布配置，且在設(shè)計上引入計算機局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，功能分配采用盡可能下放的原則。

　　1.3面向?qū)ο蟮姆植际较到y(tǒng)。即一個單元對一個對象，每一根進線、每一根出線、每臺變壓器、電容器等都可作為對象。它打破了原有二次設(shè)備的功能界限，根據(jù)變電站綜合自動化的要求重新組合。它具有以下特點：系統(tǒng)可靠性大大提高，局部故障不影響系統(tǒng)運行;模塊間相對獨立，互相影響小;數(shù)據(jù)共享性好;系統(tǒng)運行效率高;多功能的綜合控制方式，使得設(shè)備的運行管理十分簡單，維護量少;抗干擾能力強;可擴展性好;站內(nèi)二次設(shè)備所需電纜大大減少，節(jié)約投資。

　　2 變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題

　　2.1 系統(tǒng)模式選擇不合適。變電站綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的方案隨著變電站的規(guī)模、復(fù)雜性、變電站在電力系統(tǒng)的重要地位、所要求的可靠性以及變電層和過程層總線的數(shù)據(jù)流率的不同而變化。如果一個變電站綜合自動化系統(tǒng)模式選擇合適的話，不僅可以節(jié)省投資、節(jié)約材料，而且由于系統(tǒng)功能全、質(zhì)量高、其可靠性高、可信度大，更便于運行操作。因此，把好變電站綜合自動化系統(tǒng)的選擇關(guān)，意義十分重大。目前應(yīng)用較廣泛的結(jié)構(gòu)形式主要有集中式、分散與集中相結(jié)合和全分散式三種類型。由于微處理器和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，變電站綜合自動化系統(tǒng)的技術(shù)水平有了很大的提高，結(jié)構(gòu)體系不斷完善，全分散式自動化系統(tǒng)的出現(xiàn)為變電站綜合自動化系統(tǒng)的選型提供了一個更廣闊的選擇余地。

　　2.2 電力管理體制與變電站綜合自動化系統(tǒng)間存在問題。隨著變電站綜合自動化系統(tǒng)的建設(shè)和無人值守運行模式的進一步推廣，使得繼電保護、自動化、遠(yuǎn)動、變電運行等專業(yè)也相互滲透，傳統(tǒng)的技術(shù)分工、專業(yè)管理已經(jīng)不能適應(yīng)變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展，從而引起科研、設(shè)計、制造、安裝和運行部門的專業(yè)設(shè)置、人員的重新調(diào)整以適應(yīng)保護、控制、測量一體化的變電站自動化模式。在專業(yè)管理上，變電站綜合自動化設(shè)備的運行、檢修、檢測，遠(yuǎn)動系統(tǒng)的實時性、遙測精度、遙信變位響應(yīng)速度、信號復(fù)歸和事故總信號等問題仍需要規(guī)范和加強。

　　2.3 運行維護人員水平有待提高。目前，變電站綜合自動化系統(tǒng)絕大部分設(shè)備的維護依靠廠家，設(shè)備出了問題即通知相應(yīng)的廠家來處理，從而造成缺陷處理不及時等一系列問題。那么要想管理好變電站綜合自動化系統(tǒng)，就要求企業(yè)盡快培養(yǎng)出一批高素質(zhì)、能跨學(xué)科的復(fù)合型人才，加寬相關(guān)專業(yè)之間的了解和學(xué)習(xí)。其次，變電站綜合自動化專業(yè)的劃分應(yīng)明確，這樣對于加強電網(wǎng)管理水平，防止電網(wǎng)事故具有重大意義。

　　3 變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)用實現(xiàn)的功能

　　3.1繼電保護功能。變電站綜合自動化系統(tǒng)要具備常規(guī)變電站系統(tǒng)保護及元件保護設(shè)備的全部功能，而且要獨立于監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)故障退出運行時，不僅繼電保護能正常運行，而且其它功能仍能正常工作。那么各類保護應(yīng)具有的功能如下。

　　(1)故障記錄。(2)存儲多套定值。(3)模擬量的顯示。(4)與監(jiān)控系統(tǒng)通信。(5)當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方查詢、整定保護定值。

　　3.2數(shù)據(jù)采集功能。數(shù)據(jù)主要有狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)。(1)狀態(tài)數(shù)據(jù)采集。狀態(tài)數(shù)據(jù)包括:斷路器狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)、變壓器分接頭信號及變站一次設(shè)備告警信號等。目前大部分采用光電隔離方式或通信方式獲得。(2)模擬數(shù)據(jù)采集。模擬數(shù)據(jù)包括:母線電壓，線路電壓，電流和功率值，饋線電流，電壓和功率值，頻率，相位等。另外還有變壓器油溫，變電站室溫等。(3)脈沖數(shù)據(jù)采集。脈沖數(shù)據(jù)主要是脈沖電度表的輸出脈沖，采用光電隔離方式與系統(tǒng)連接，內(nèi)部用計數(shù)器統(tǒng)計脈沖個數(shù)，實現(xiàn)電能測量。

　　3.3 件記錄和故障錄波測距。事件記錄應(yīng)包含保護動作序列記錄、開關(guān)跳合記錄。變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實現(xiàn)，一是集中式，需要配置專用故障錄波器，而且能與監(jiān)控系統(tǒng)通信;另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將結(jié)果送給監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控系統(tǒng)存儲和分析。

　　3.4 制和操作功能。通過后臺機屏幕，操作人員可對斷路器、隔離開關(guān)、變壓器分接頭等進行遠(yuǎn)程操作。為了防止系統(tǒng)故障發(fā)生時無法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。

　　3.5 統(tǒng)的自診斷功能。系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，其信息也像被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺機和遠(yuǎn)方調(diào)度中心。同時，裝置本身應(yīng)具有實時自檢功能，方便維護與維修，可對其部分采用查詢標(biāo)準(zhǔn)輸入檢測等方法實時檢查，能快速發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部的故障及缺陷并給出提示，指出故障位置。

　　3.6設(shè)備監(jiān)視及報警功能。通過監(jiān)視，對站內(nèi)各種越限，開關(guān)合、跳閘，保護及裝置動作，上、下行通道故障信息，裝置主電源停電信號等各種故障通過音響、畫面、語音等告警，將告警信號進行處理并作為事件記錄及并打印出來。

　　3.7 據(jù)處理和記錄。數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容是歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲，主要包括上一級調(diào)度中心、變電管理和保護專業(yè)需求的數(shù)據(jù)。該功能可在變電站、遠(yuǎn)動操作中心或調(diào)度中心實現(xiàn)。

　　3.8“四遙”功能。本功能在常規(guī)遠(yuǎn)動“四遙”的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠(yuǎn)傳等功能，其獲得的信息量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)遠(yuǎn)動系統(tǒng)，并且還可以與調(diào)度中心統(tǒng)一時鐘和當(dāng)?shù)剡\行維護的功能。

　　4 結(jié)語

　　變電站自動化是一個系統(tǒng)工程，要實現(xiàn)變電站自動化的功能，還有許多技術(shù)問題需要攻關(guān)解決，我相信在不遠(yuǎn)的將來變電站自動化系統(tǒng)，會不斷地完善和改進相應(yīng)地推出各具特色的變電站綜合自動化系統(tǒng)，以滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的要求。

　　參考文獻

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