變電站自動化系統的應用

張敏

（遼寧省阜新市清源污水處理有限公司，遼寧 阜新 123000）

1 變電站自動化特征

綜合自動化是指將二次設備利用微機技術經過功能的重新組合化設計，對變電站執行自動監視、測量、控制和協調的一種綜合性的自動化系統。它是自動化和計算機、通訊技術在變電站領域的綜合應用，具有以下特征：

功能綜合化。功能綜合化是按變電站自動化系統的運行要求，將二次系統的功能進行綜合，在整個系統設計方案指導下，進行優化組合，以達到協調一致的繼電保護及監控?！熬C合”并非指將變電站所要求的功能以“拼湊”的方式組合，而是指在滿足基本要求的基礎上，達到整個系統性能指標的最優化。表現在：簡化變電站二次設備的硬件配置，盡量避免重復設計，如：遠動裝置和微機檢測系統功能的重復設置，沒有達到信息共享；簡化變電站二次設備之間的互聯線，節省控制電纜，減少PT，CT的負載，避免計量、遠動和當地監測系統所用的變送器各自設置，不僅增加投資，而且還造成數據測量的不一致；保護模塊相對獨立，網絡及監測系統的故障不應影響保護功能的正常工作，對于110KV及以上電壓等級變電站，由于其重要程度，應考慮保護、測量系統分開設置；而對于110KV以下低壓變電站，根據目前的技術應用水平及工程應用情況，可以考慮將保護與測控功能合為一體的智能單元，這樣不僅利于運行管理及工程組合，而且降低投資成本；減少安裝施工和維護的工作量，減少總占地面積，降低總造價或運行費用；提高運行的可靠性和經濟性，保證電能質量；有利于全系統的安全、穩定控制。

系統構成的數字化及模塊化。保護、控制、測量裝置的數字化便于把各功能模塊通過通訊網絡聯接起來，有利于接口功能模塊的擴充及信息的共享。另外，方便模塊組合，適應工程的集中式，分布分散式和分布式結構集中式組屏等方式。

操作監視屏幕化。當變電站有人值班時，人機聯系在當地監控系統的后臺機（或主機）上進行；當變電站無人值班時，人機聯系功能在遠離的調度中心或操作控制中心的主機或工作站上進行。不管哪種，操作維護人員面對的都是CRT屏幕，操作的工具都是鍵盤或鼠標。

運行管理智能化。運行管理智能化體現在無人值班，人機對話及操作的屏幕化，制表，打印，越限監視系統，信息管理，建立實時數據庫和歷史數據庫，開關操作及防誤操作閉鎖等方面，能夠減輕工作人員的勞動強度及人無法做到的工作。

2 建立站內通信網絡應注意的問題

變電站內傳送或交換的基本信息有測量及狀態信息，操作信息，參數信息。根據信息傳送的性能要求，大致可分兩類：一類是要求實時響應較高的信息，如事故的檢出，報警，事件順序記錄和用于保護運作的信息，要求傳送速度較高，另一類是對時間響應要求不高的信息，如故障分析的信息，可允許較長的傳送時間。對不同的數據有不同的安全性要求，站內通信網聯系站內各個智能單元，后臺監控及遠方通信裝置，是整個系統的關鍵。根據實際系統結構及工程需要，考慮以下問題：

由于污水處理用電的連續性和重要性，通信網的可靠性應放在第一位。一方面應具有較強的抗干擾能力，以滿足溫度、濕度和電磁干擾等環境要求，另一方面應考慮備用措施。

站內通信網應根據通信負荷的特點合理分配，保證不出現“瓶頸”現象，通信負荷不過載，對于大型變電站考慮100-256個負載節點，一般中小型變電站考慮不超過60-100個負載節點。通訊距離設計不超過1KM。站內通信應滿足組合靈活、可擴展性好，具有較好的開放性以及調試維修方便的要求，宜采用總線式網絡。

通信媒介的選用原則是盡量采用光纖。考慮到工程的經濟性，仍可采用電纜作為主要的通信媒介；但電纜接口一般設有隔離變壓器，以抑制共模干擾。

站內通信網的協議及規約應盡量符合國家及國際標誰。

3 實際工程設計應考慮的問題

前置智能單元。前置智能單元是系統的基層，執行系統最基本的功能，如保護，測量，控制等。這些基層模塊盡量不受網絡狀態的影響，特別是斷電保護裝置，要求在無網絡的狀態下能完成保護的基本功能，因此，在設計基層裝置時，盡量采用自成一體的辦法。為了提高基層功能模塊的質量，盡量采用通用化的模塊。根據這種思路設計的有限品種的模塊，拼裝成不同的功能裝置，對降低模塊設計成本，組織生產均具有好處。在實際應用中，為了減少基層模塊軟件對工程的依賴性，一種辦法是將與工程有關的軟件改成系統配置文件存于可擦寫的存儲器內；另一種方法是將與工程有關的軟件用一個獨立的模塊來實現。

網絡通信層。為了保證網絡層的完好，應注意對網絡層的監視，這可以從后臺和前置兩個層次來實現。在硬件條件比較好的地方，可以采用兩個獨立通信網絡工作，或同時工作，或互為備用。

后臺監控。后臺監控的操作，管理，維護是系統中用戶最關心的問題，為了減少用戶對廠家的依賴，在后臺軟件的設計中特別要注意人機界面的友善性，操作要方便，易學，易懂，功能具有開放性。當系統中功能模塊的增加和減少或具有不同通信協議規約的設備加入，后臺監控系統應方便地增加及刪除，操作也簡單明了，不至于遇到上述問題時修改后臺軟件。

[1]《工業電氣自動化》

[2]《現代企業供用電設計》

[3]《微型計算機控制技術》