高壓變電站自動化系統的發展

電力工業是國民經濟的基礎和命脈，我國對電力工業的發展一直非常重視。已經啟動的為西部大開發和東部經濟建設服務的“西電東送”，掀起了電力建設高潮。在這些電力建設工程中，超高電壓等級變電站自動化系統占有重要的地位。有關部門對此也極為重視，專門出臺了超高電壓等級變電站自動化系統的模式化方案并推廣實施。

一、目前超高壓變電站自動化系統采用的主要模式

1.集中模式。是保護、監控、通信等自動化功能模塊均在控制室集中布置，各模塊從物理上聯系較弱甚至毫無聯系。

2.相對分散模式。是自動化系統設備按站內的電壓等級或一次設備布置區域劃分成幾個相對獨立的小區，在該小區內建設相應的設備小室，保護、監控等設備安裝于設備小室中，主要通信控制器、直流、錄波等設備仍集中安裝在控制室，各小室之間以及與控制室之間均通過工業總線網絡互聯。這種模式從上世紀90年代后期開始得到大量應用。

3.分層分布分散模式亦即全監控制。是參照中低壓變電站綜合自動化的結構模式，除主變、母線和高壓線路的保護測控制、中央信號、通信仍采用集中組屏外，出線、電容器的保護、監控等設備完全按設備間隔安裝于就地的設備小室或直接安裝在一次設備上，各模塊之間采用標準局域總線和通信規約互聯。

隨著新技術的發展、新標準的制訂、新應用需求的提出，還會出現與之相適應的新系統結構模式。

二、一種典型的超高壓變電站自動化系統方案

按照全國電力調度規劃的要求，電力自動化系統要實現主干通道光纖化、信息傳輸網絡化、電網調度智能化、運行指標國際化、管理手段現代化的目標。在此總的要求下，結合多種模式站的優點，提出一種超高壓變電站自動化系統的實現方案，簡述如下。

整個系統的設計思想是分布分散或相對分散，即220KV/35KV的測控保護可按設備間隔或電壓等級分散安裝。

整個系統采用三級總線結構。站級總線采用標準高速以太網絡，10MB/100MB/1GB自適應，并兼容即將推出的10GB以太網總線結構；設備級采用標準10MB以太網；間隔級采用已經業界驗證過的QSPAN總線，既滿足可靠性要求，又照顧了通用性。各級總線網絡通信協議均采用TCP/IP。

系統的通信管理模塊DEP-MTU采用主備結構，CPU為MOTOROLA的68360，另配置大容量的ROM/RAM，最多可配置32個RS-232/422/485串口，能夠同時處理數十種不同類型的通信規約。

系統“黑盒子”采用專門設計的模塊，CPU采用摩托羅拉公司的高性能32位68360，并配置16MB EPROM、32MB DRAM存貯器，能夠保存最近的30000條完整的系統訪問記錄。同時，它還具有極強的物理特性，防火、防水、防震、防塵、抗砸、抗壓、抗10000伏高電壓長時間沖擊。

三、超高壓變電站自動化系統發展的新動向

隨著微電子技術、計算機軟硬件技術的發展，近年來超高壓變電站自動化系統在以下幾個方面都有不同程度的進展。

1.系統體系結構。由傳統的單一的集中模式向與相對分散式、分層分布分散式多種體系結構模式轉變，由傳統的面向單個測量、控制對象向面向電網元件（如進線、出線、變壓器、母線、電容器等）轉變，由各功能單獨考慮向系統功能綜合考慮轉變，由一味強調功能全面向更強調功能實用和高可靠性轉變。

2.總線結構。無論是模塊級、間隔級還是站級，均由專用、低速向通用、標準化、高速轉變。

3.信息共享度。保護監控功能以及數據共享從邏輯上的結合越來越緊密，物理上的結合也將隨著光電傳感技術的不斷發展和完善而更加緊密。

4.防誤功能。逐步走向不再配備專門的“五防”閉鎖硬件系統，而是把范圍更廣的綜合防誤操作功能結合在系統中，利用監控設備的智能邏輯來靈活實現網絡級的防誤操作。

5.安全性。隨著技術開放度的提高、網絡功能的滲透、以及國內外形勢的復雜化，系統的安全性更顯得特別重要。因此，除加強傳統的安全機制外，還應專門配置變電站自動化系統“黑盒子”來記錄自動化系統中的所有操作與通信的狀況。

6.新型就地數字化互感器。ICE新標準草案推薦使用，這使得部分設備與間隔級的分界產生了變化。

7.通信方式。不管是站內模塊與設備間的互聯還是與主站系統之間的通信，均采用最新的通信技術，如無線、寬帶、高速通道，徹底防止數字通道模擬使用、高速通道低速使用的弊端。

四、我國發展超高電壓等級變電站自動化系統應采取的策略

為了使我國電力自動化系統的發展與國際同步，應時刻跟蹤最新的技術發展動向和應用情況，迅速全面等同采用相關的國際標準，相機出臺相應的指導性和規范性文件，有針對性地解決在實際工作中遇到的問題。同時，也要利用進入WTO的良機，吸收采用國際先進技術成果，借鑒國內外成功的經驗，設計開發出性能優越、運行可靠、價格合理的完全具有自主知識產權的超高電壓等級變電站自動化系統。實現這個目標，已經具備了必要的條件和基礎，有關部門應給予必要的重視和相應的支持。

我國的變電站自動化已走過了一個漫長而曲折的過程，目前逐步趨向成熟和理性，這為超高壓變電站自動化系統的發展創造了空前的良機。全面采用技術先進、運行可靠、結構合理、性能價格比高的自動化系統，必將為我國的電網運行帶來可觀的經濟效益和社會效益。

（作者單位：陜西省地方電力物資總公司）