變電站自動化技術分析

摘 要：隨著科技技術的進步，變電站自動化系統的價值也將越來越高，科技的進步將帶給變電站自動化系統更大的發展空間與更多的機會，將為我國的電力系統可靠性提供更可靠的保證。變電站自動化系統在我國的應用已經取得了非常顯著的效果，對提高電網的安全經濟運行水平起到了重要的作用。本文筆者對變電站自動化技術進行談談個人的幾點認識與見解。

關鍵詞：變電站；自動化；改進；調試；發展

中國分類號：TP27 文獻標識碼：A

隨著科技技術的進步，變電站自動化系統的價值也將越來越高，科技的進步將帶給變電站自動化系統更大的發展空間與更多的機會，將為我國的電力系統可靠性提供更可靠的保證。而在此發展過程中，要求電力系統的工作人員在實際操作中不斷地累積經驗，加強安全操作力度，堅決進行定期的自動化系統的維護，以可持續發展的眼觀看待變電站自動化系統的建設，積極為電力系統安全、可靠、優質地供電做出貢獻，普及變電站“無人或少人值守”模式。

一、變電站自動化的基本概念

變電站自動化是指應用自動控制技術、信息處理和傳輸技術，通過計算機硬、軟件系統或自動裝置代替人工進行各種運行作業，提高變電站運行、管理水平的一種自動化系統。變電站自動化的范疇包括綜合自動化技術，綜合自動化是指將二次設備（包括控制、保護、測量、信號、自動裝置和遠動裝置）利用微機技術經過功能的重新組合和優化設計，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、通信技術在變電站領域的綜合應用。

二、變電站自動化控制的特點

1自動化控制設備的安全度高

當前我國供電系統變電站的自動化控制設備外殼部分多采用國內先進的技術與工藝，多采用鍍鋁鋅鋼板材質，縫隙部分則用隔磁板覆蓋，框架利用標準集裝箱材料及其制作工藝，有較好的防腐與抗電磁干擾的功效。內部封板采取鋁合金扣板的形式，夾層采用防火保溫材質，以確保設備在運行過程中受惡劣自然天氣以及外界污染源的影響，能夠確保設備在-40℃-40℃的環境中正常作業。

2系統安裝、運用簡便

在變電站自動化系統的設計過程中，設計人員僅需根據變電站的實際情況與客觀要求，作出一次主接線圖及站外設備的涉及，就能夠選擇由廠家提供的配置的型號與規格，且所有設備的安裝與調試工作簡單便捷，能實現變電站建設的工廠化規模，大大減少了設計的周期；在變電站現場進行系統安裝時，只需要進行箱體定位、出線電纜連接、箱體間電纜聯絡、傳動試驗、保護定值校對及相關的調試工作等。一個完整的變電站自動化系統從安裝到投入使用僅需一個星期左右的時間，減斷了建設工期，加快投入使用的時間。

3系統自動化程度高

變電站的自動化控制系統設計中，保護系統采取的是變電站計算機綜合自動化的裝置，以分散安裝的形式，能夠實現“遙測”、“遙信”、“遙控”、“遙調”四大功能，且每一個單元都可獨立運作，能夠對運行的參數實現遠方設置，對箱體內的溫度及濕度等進行控制及遠方報警，實現無人值守變電站的需求，還可根據實際情況實現遠程監控功能。

三、變電站自動化調試的策略

變電站中自動裝置以及智能裝置安裝完畢，參數的設置完畢，終端裝置的通信規約的選定，調控數據庫以及自動化控制系統的建立，等設置都已完畢之后，就能通過自動變電站系統進行聯調和系統的無人值班調試工作。

變電站自動化調試主要包括：本體調試、與調度聯調。其中，本體調試又分保護測控通訊調試、遙信信息調試、遙測數據調試、遙控調試、ERTU（電量采集系統）通訊調試、VOC（電壓無功綜合控制系統）調試等等。以下是調試策略在變電站中應用的效果：

（1）本體的調試過程：①當只進行調檔的控制時，主變既發生急停的動作又發生調檔的動作。可以采用本體的調試小的遙控的故障調試的策略，能夠先排除二次回路故障的可能性，并發現裝置收到的只是自動化系統的調檔的命令，不用急停，說明數據庫是正確的，問題在于裝置的測控上面，此時可以檢查參數的設置，可以發現時間的判斷設置比較短。②當監控裝置的裝置告警的信號不能被系統及時收到時，可以采用本體調試當中遙信故障調試的策略，就能馬上發現總控上面還沒收到遙信位報文，說明測控裝置存在問題，把測控裝置的CPU板重新換上一個之后，故障就被排除了。

（2）調度聯調的過程：①當調度端開關的位置不對時，通常采用調度聯調的上送遙信的調試策略，通過檢測上傳的報文，可以很快發現遠動的總控早就發出遙信傳報文，所以問題確定故障出現在調度端，可以明確的告知變電站端已經正確的上傳，可以開始調度端的檢查。②當SOE信息錯誤，而調度端事故總信號COS信息卻沒有錯誤時，可以采用調度的聯調卜送遙信過的故障調試的策略。③當在區訓系統的通訊不能正常進行時，通過采用調度的聯調的上傳通訊的故障調試的策略，能夠很快發現調度兩臺前置機的控制權問題，自動化系統的不穩定，所以就會出現此故障。

四、自動化技術改進與發展的方向

1新技術的運用

（1）DSP技術數字信號處理（DSP）技術推廣應用以來，以直接交流采樣為基礎的微機保護和遠動裝置，不同程度地將保護、自動重合閘、故障錄波、故障測距等各種自動裝置的測量和控制集成在一起，構成了綜合自動化系統的技術基礎。通過數字信號處理，計算出各相電流、電壓、電流方向、故障電流，精度可達0.2%。不僅解決了測量和計量問題.并可通過對有關計算值的分析計算，構 成各種保護功能。

（2）面向現場的變電站綜合自動化技術面向現場的變電站綜合自動化技術真正具備了無人值班的條件。保護的工況可由SCADA（監視控制和數據采集）系統監視，保護的投切和定值的選擇，可在調度中心由調度員來遙控。保護定值的修改、故障錄波和故障測距數據的收集，可通過計算機通信，在管理信息系統（MIS）上由保護人員來操作。面向現場的變電站綜合自動化系統，取消了大控制室，需要相應的工程設計相配合；與可控保護單元及SCADA系統的結合，需要運行管理體制相配合。

（3）PLC技術PLC軟件設計采用了模塊化。使程序的開發難度大大降低。同時也增強了軟件的可讀性和可移植性，為變電站實現無人值班的要求提供了成功的解決方案。新建、改建和擴建的變電站，能通過現場的可編程序控制器PLC和上位機的監控平臺實現“四遙”功能，具備實時監測與監控、事故記錄、實時及歷史趨勢圖、報表等功能，從而實現變電站的現代化管理，提高變電站運行的安全、可靠性。并減少系統維護工作量和提高管理水平。

2整個系統的數字化、集成化、規范化

當前變電站自動化的發展趨勢將會不斷朝著高集成化、數字化、標準化方向發展。

隨著計算機和集成電路技術的發展，各種新型的大規模集成電路將會進一步應用在繼電保護和測控裝置上，這些新器件的應用將使保護和測控裝置的電路板更加小型集成化。高集成化可以使裝置通信、數據存儲及處理能力更強，降低成本，減少故障率，有利于實現統一的運行管理。

變電站自動化系統將逐步向產品標準化方向發展。具體表現在：產品基本功能設計和要求的標準化及產品的對外接口和通訊協議的標準化，變電站內不同廠家的設備可以做到互換互連，“即插即用”增加了用戶選擇變電站內各類設備和更換設備的自由度。同時不滿足標準化設計的廠商將被逐步淘汰，使變電站自動化專業逐步走向良性的發展。

結語

隨著科技的進步，不斷發展變電站自動化技術，進一步完善數字化變電站，在技術上減少設備的退出次數和退出時間。提高設備的使用效率，減少自動化設備數量，簡化二次接線，提高系統的可靠性；在經濟上實現信息在運行系統和其他支持系統之間的共享，減少重復建設和投資，等等，都將是我們今后需要重點解決的問題。

參考文獻

[1]申旭晨.變電站綜合自動化系統問題研究[J].無線互聯科技，2011（7）.

[2] 井偉，吳斌，孫忠文，王仁勝.數字化變電站新技術[J].四川電力技術.2007（4）.

[3]楊柳，牛成林，趙志賢.關于供電系統變電站自動化的控制思考[J].科技傳播，2010（24）.