王萍

摘 要：近年來，隨著電力企業(yè)的快速發(fā)展，各種先進的科學(xué)技術(shù)得以在電力系統(tǒng)中進行應(yīng)用，變電站綜合自動化系統(tǒng)作為自動監(jiān)控系統(tǒng)，其集各種通信技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)等先進技術(shù)于一體，將微機保護、遠動及自動裝置進行重新組合，并按照一定的程序和要求綜合在一起，實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備進行優(yōu)化設(shè)計，并對變電站內(nèi)全部設(shè)備的運行情況進行有效的監(jiān)視和測量。變電站自動化系統(tǒng)具有較好的控制和協(xié)調(diào)的能力，有效的提升了變電站安全穩(wěn)定的運行，降低了運行維護的成本，提高了變電站運行的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)向用戶提供高質(zhì)量的電能的要求。文章對變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進行了分析，并進一步對變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：變電站；綜合自動化；系統(tǒng)

前言

隨著各行各業(yè)對電能需求量的增加，電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性越發(fā)受到關(guān)注。變電站作為電力系統(tǒng)核心的部分，其工作量也不斷增加，這就使傳統(tǒng)的人工進行監(jiān)控及管理的工作模式越來越無法適應(yīng)社會發(fā)展的需求，所以自動化系統(tǒng)的引進具有迫切性和必然性。利用變電站自動化系統(tǒng)，可以實現(xiàn)無人監(jiān)控，不僅有效的節(jié)約了人力成本，而且也提升了變電站的管理水平。但在當前各自動化生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的自動化設(shè)備來看，由于其采用的標準還不，所以相互之間缺乏兼容性，這對用戶使用帶來了較大的困難，所以需要針對當前變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進行分析，從而對其未來發(fā)展趨勢進行研究，以便于更好的推動變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展速度。

1 變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 集中式結(jié)構(gòu)

集中式結(jié)構(gòu)是將采集到的模擬量、開關(guān)量和脈沖量等信息進行集中處理與計算，完成微機監(jiān)控、保護和自動控制功能。集中式結(jié)構(gòu)保護和監(jiān)控功能的實現(xiàn)，需要由多臺計算機來進行，各種功能由不同的計算機來完成，而且每臺計算機承擔(dān)不同的任務(wù)，由于集中式結(jié)構(gòu)不需要占有多大的占地面積，結(jié)構(gòu)較為緊湊，所以更適于用在規(guī)模較小的變電站內(nèi)，但由于其采用模擬量的信號傳輸，所以具有精度低、干擾大、維護難度大、擴展差的問題存在，因此在具體應(yīng)用中，更適宜用在變電站綜合自動化發(fā)展的初期階段。

1.2 分層分布式結(jié)構(gòu)

電氣一次回種中設(shè)計的結(jié)構(gòu)主要以分層分布式結(jié)構(gòu)為主，其有效的將變電站分為站控層、通信層和間隔層?；芈返臄?shù)據(jù)采集、保護和監(jiān)控通過間隔層使其綜合為一個裝置，在數(shù)據(jù)源現(xiàn)象的開關(guān)柜上進行安裝。其信息交換及管理都是通過主機來進行的，即每一個裝置都通過光纖或是電纜來實現(xiàn)與站控層監(jiān)控主機進行通信。利用分層分布式結(jié)構(gòu)更有利于無人值守變電站管理模式的實施，不需要信號屏和模擬民間，將回路的測控裝置分散安裝在開關(guān)柜內(nèi)，由于在安裝前已也進行調(diào)試，所以現(xiàn)場不需要進行多少的安裝量，而且二次設(shè)備之間連接電纜也較少，具有較強的抗進干擾性，所以對于加快變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展起到極其重要的作用。

2 變電站自動化系統(tǒng)功能

2.1 數(shù)據(jù)采集與處理

模擬量的采集有進線和饋線電流電壓與功率，母線段電壓電流，變壓器油溫、電容器室室溫、直流屏操作電壓等。一般采用交流采樣或直流采樣方式。狀態(tài)量主要有斷路器與隔離開關(guān)、變壓器分接頭的位置、無功補償電容器的投切與一次設(shè)備運行狀態(tài)與報警信號等。這些量多采用光電隔離的開關(guān)量中斷輸入或周期掃描方式獲得。脈沖量指脈沖電能表輸出的以脈沖信號表示的電能量，它的采集與狀態(tài)量相同。數(shù)據(jù)處理包括變電站運行參數(shù)的統(tǒng)計、分析和計算。變電站運行參數(shù)和設(shè)備越限報警與記錄，包括開關(guān)的變位報警設(shè)備運行的越限報警，保護裝置的動作報警等。

2.2 微機保護與操作閉鎖

微機保護包括線路保護、變壓器保護、母線保護、電容器保護及備用電源自動投人和自動重合閘。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息、動作信息，選擇保護類型及定值并能就地修改。在變電站綜合自動化系統(tǒng)CRT屏幕上可對斷路器、隔離開關(guān)進行操作，對變壓器的分接頭進行調(diào)節(jié)控制，對電容器組進行投切。為了防止計算機故障時無法操作被控設(shè)備，保留人工直接跳合閘手段。操作閉鎖包括出口跳、合閉鎖和并發(fā)性操作閉鎖，及適應(yīng)一次設(shè)備現(xiàn)場操作的“電能五防操作與閉鎖”功能。操作閉鎖只有輸入正確的授權(quán)口令后才能在屏幕上進行。

2.3 人機聯(lián)系功能

目前變電站有無人值班和有人值班模式兩種，無人化零為整時其操作是在遠方控制主機上進行的，而有人化零為整時則在主控室后臺機上進行，這兩種方式在操作上并沒有什么區(qū)別，都需要借助于CRT屏幕、鍵盤和鼠標來進行，各種功能的設(shè)置及選擇都需要通過鍵盤進行設(shè)置，而且在定時、隨機和召喚打印三種模式，可以確保各類數(shù)據(jù)和信息都能夠進行長期的保存和記錄。

3 變電站自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢

3.1 從集中控制、功能分散型向分層網(wǎng)絡(luò)型發(fā)展

在傳統(tǒng)的變電站保護、遠動及監(jiān)控中，往往是一個功能模塊管理多個間隔單元，這種情況下，一旦功能模塊發(fā)生故障，則會導(dǎo)致整個自動化系統(tǒng)都會受到影響。所以在未來的發(fā)展中，需要向一個模塊管理一個間隔單元的方向發(fā)展，這樣有效的實現(xiàn)了功能模塊的獨立性和適應(yīng)性，減少故障時對系統(tǒng)的影響。特別是目前計算機應(yīng)用普遍使用的LAN局域網(wǎng)，其對變電站綜合自動化系統(tǒng)具有更好的適應(yīng)性，其無論是通信介質(zhì)、拓撲結(jié)構(gòu)、傳輸速度還是接入網(wǎng)設(shè)備數(shù)量都得到了較大的提高，而且利用LAN技術(shù)還可以將所有智能裝置有效的連接在一起，從而實現(xiàn)對現(xiàn)場的協(xié)調(diào)控制和監(jiān)控管理。

3.2 從專用設(shè)備到平臺

現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展使設(shè)備的功能僅由軟件決定，硬件只與所要求的I/O數(shù)量有關(guān)。開發(fā)通用標準型硬件和軟件平臺，具備開放性和數(shù)據(jù)一致性特點，方便不同制造商相互接口和操作，以適應(yīng)所有保護和控制。保護功能可由算法實現(xiàn)且可由用戶任意設(shè)置，各種算法經(jīng)優(yōu)化組合在一起，達到更好的選擇性、更高的冗余度?？刂圃O(shè)備可提供控制和監(jiān)測任務(wù)的分散數(shù)據(jù)處理功能。分散采集的數(shù)據(jù)可隨時由遠方監(jiān)控主站系統(tǒng)調(diào)用?？删幊踢壿嫻δ芴峁┲T如定向間隔監(jiān)視指令、連鎖和切換操作等。

3.3 新技術(shù)的應(yīng)用

近年來，隨著數(shù)字信號處理器的慶用，使一次設(shè)備分散布置的RTU快速的發(fā)展起來，其作為測量控制單元，不僅功能上實現(xiàn)了優(yōu)化，而且保護功能也更加完善，而且與其他各項功能實現(xiàn)了有效的集成，使系統(tǒng)的通信容量得到較大的提升。目前通信光纖的慶用，由于其頻帶較寬，信道多，而且衰減小、受電磁干擾小等諸多優(yōu)點的存在，使其在遠距離及短距離內(nèi)進行大容量的信息的傳輸成為可能，特別適合在處于強電磁干擾的環(huán)境下進行使用，是當前自動化系統(tǒng)發(fā)展過程中，最佳的通信信道。

4 結(jié)束語

我國變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展才只有十幾年的時間，其作為多專業(yè)的綜合性技術(shù)實現(xiàn)了變電系統(tǒng)的技術(shù)上的改革。特別是在當前我國處于快速發(fā)展的特殊時期，由于對電能的需求量不斷增長，所以為了確保電能供應(yīng)的質(zhì)量，更需要各種智能技術(shù)的應(yīng)用，變電站自動化系統(tǒng)的引進，是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然選擇，也是新時期開創(chuàng)電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟運行和全面提升電力自動化水平重大的舉措。

參考文獻

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