变电站综合自动化系统分析

　　摘 要：变电站综合自动化，是将变电站的二次设备经过功能的重新组合和优化设计，利用先进的计算机技术、自动化技术和通信技术，实现对全变电站的主要设备和输配电线路的自动监视、测量、控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。

　　关键词：变电站 综合自动化系统 应用 功能

　　近年来，随着对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，使得电网运行水平的不断提高，这样便于各级调度中心及时掌握电网及变电站的运行情况，从而提高了变电站的可控性，进而更多地采用远方集中控制、操作、反事故措施等。

　　1 变电站综合自动化系统的结构

　　整个系统由站级管理层、工业总线网络层和间隔层三部分组成，系统内所有监控、保护设备均按模块式单元化结构设计，根据变电站的电压等级、规模大小和用户要求可以灵活设置。下面仅介绍分布式系统结构。

　　1.1面向功能的分布式系统。每个单元完成一种功能，系统功能分为：交直流测量单元、遥信采集单元、遥控与操作单元、脉冲电能收集单元、保护单元等。这种系统的优点是功能单元之间与通信总线在电气上完全隔离，任一单元故障对系统其余部分没有任何影响。

　　1.2面向间隔的分布式系统。将变电站的输变电路线分为许多间隔。各间隔设备相对独立，仅通过站内通信网络互联，并同站级计算机进行通信。每一间隔层按遥测、遥信、遥控、保护等多CPU分布配置，且在设计上引入计算机局域网络技术，功能分配采用尽可能下放的原则。

　　1.3面向对象的分布式系统。即一个单元对一个对象，每一根进线、每一根出线、每台变压器、电容器等都可作为对象。它打破了原有二次设备的功能界限，根据变电站综合自动化的要求重新组合。它具有以下特点：系统可靠性大大提高，局部故障不影响系统运行;模块间相对独立，互相影响小;数据共享性好;系统运行效率高;多功能的综合控制方式，使得设备的运行管理十分简单，维护量少;抗干扰能力强;可扩展性好;站内二次设备所需电缆大大减少，节约投资。

　　2 变电站综合自动化系统应用中存在的问题

　　2.1 系统模式选择不合适。变电站综合自动化系统实现的方案随着变电站的规模、复杂性、变电站在电力系统的重要地位、所要求的可靠性以及变电层和过程层总线的数据流率的不同而变化。如果一个变电站综合自动化系统模式选择合适的话，不仅可以节省投资、节约材料，而且由于系统功能全、质量高、其可靠性高、可信度大，更便于运行操作。因此，把好变电站综合自动化系统的选择关，意义十分重大。目前应用较广泛的结构形式主要有集中式、分散与集中相结合和全分散式三种类型。由于微处理器和通信技术的迅猛发展，变电站综合自动化系统的技术水平有了很大的提高，结构体系不断完善，全分散式自动化系统的出现为变电站综合自动化系统的选型提供了一个更广阔的选择余地。

　　2.2 电力管理体制与变电站综合自动化系统间存在问题。随着变电站综合自动化系统的建设和无人值守运行模式的进一步推广，使得继电保护、自动化、远动、变电运行等专业也相互渗透，传统的技术分工、专业管理已经不能适应变电站综合自动化技术的发展，从而引起科研、设计、制造、安装和运行部门的专业设置、人员的重新调整以适应保护、控制、测量一体化的变电站自动化模式。在专业管理上，变电站综合自动化设备的运行、检修、检测，远动系统的实时性、遥测精度、遥信变位响应速度、信号复归和事故总信号等问题仍需要规范和加强。

　　2.3 运行维护人员水平有待提高。目前，变电站综合自动化系统绝大部分设备的维护依靠厂家，设备出了问题即通知相应的厂家来处理，从而造成缺陷处理不及时等一系列问题。那么要想管理好变电站综合自动化系统，就要求企业尽快培养出一批高素质、能跨学科的复合型人才，加宽相关专业之间的了解和学习。其次，变电站综合自动化专业的划分应明确，这样对于加强电网管理水平，防止电网事故具有重大意义。

　　3 变电站综合自动化系统应用实现的功能

　　3.1继电保护功能。变电站综合自动化系统要具备常规变电站系统保护及元件保护设备的全部功能，而且要独立于监控系统，当故障退出运行时，不仅继电保护能正常运行，而且其它功能仍能正常工作。那么各类保护应具有的功能如下。

　　(1)故障记录。(2)存储多套定值。(3)模拟量的显示。(4)与监控系统通信。(5)当地和远方查询、整定保护定值。

　　3.2数据采集功能。数据主要有状态数据，模拟数据和脉冲数据。(1)状态数据采集。状态数据包括:断路器状态、隔离开关状态、变压器分接头信号及变站一次设备告警信号等。目前大部分采用光电隔离方式或通信方式获得。(2)模拟数据采集。模拟数据包括:母线电压，线路电压，电流和功率值，馈线电流，电压和功率值，频率，相位等。另外还有变压器油温，变电站室温等。(3)脉冲数据采集。脉冲数据主要是脉冲电度表的输出脉冲，采用光电隔离方式与系统连接，内部用计数器统计脉冲个数，实现电能测量。

　　3.3 件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录、开关跳合记录。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式，需要配置专用故障录波器，而且能与监控系统通信;另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将结果送给监控系统，由监控系统存储和分析。

　　3.4 制和操作功能。通过后台机屏幕，操作人员可对断路器、隔离开关、变压器分接头等进行远程操作。为了防止系统故障发生时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。

　　3.5 统的自诊断功能。系统内各插件应具有自诊断功能，其信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心。同时，装置本身应具有实时自检功能，方便维护与维修，可对其部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷并给出提示，指出故障位置。

　　3.6设备监视及报警功能。通过监视，对站内各种越限，开关合、跳闸，保护及装置动作，上、下行通道故障信息，装置主电源停电信号等各种故障通过音响、画面、语音等告警，将告警信号进行处理并作为事件记录及并打印出来。

　　3.7 据处理和记录。数据处理的主要内容是历史数据的形成和存储，主要包括上一级调度中心、变电管理和保护专业需求的数据。该功能可在变电站、远动操作中心或调度中心实现。

　　3.8“四遥”功能。本功能在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等功能，其获得的信息量远大于传统远动系统，并且还可以与调度中心统一时钟和当地运行维护的功能。

　　4 结语

　　变电站自动化是一个系统工程，要实现变电站自动化的功能，还有许多技术问题需要攻关解决，我相信在不远的将来变电站自动化系统，会不断地完善和改进相应地推出各具特色的变电站综合自动化系统，以满足电力系统发展的要求。

　　参考文献

　　[1]谢斌.变电站综合自动化系统的应用[J].电工技术,2010,1.

　　[2]陈升.网络化变电站自动化系统的应用[J].电力系统自动化,2009,5.

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文章名称： 变电站综合自动化系统分析

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