自動化綜合變電站若干問題研究

陳昌慧

（1.華北電力大學電氣與電子工程學院2010級碩士研究生，北京 102206；2.佳木斯電業局，黑龍江 佳木斯 154002）

我國電力市場供需量在不斷地擴大，加之我國電網聯網的實現，同時對變電站等電力設施的自動化要求愈來愈高，導致變電站的自動化發展也愈來愈快。這樣不但大幅度提高了我們的工作效率，也提高電網安全運轉的可靠性。

1 自動化綜合變電站的概述

自動化綜合變電站系統是在現有的計算機系統及相關信息處理技術基礎之上，配以現代電子技術以及快捷的通信技術，全面完成對變電站二次設備功能的優化、重組。充分實現了對變電站內部的全部設備的正常運行，還可以通過通信與信息技術來完成時時監控、協調、測量等綜合性的自動化系統。變電站自動化的實現，替代了很多傳統變電站常規的二次設備，更是全面簡化了二次接線等工作；同時，還大幅度地提高了運行過程中的安全性、穩定性，也大幅降低了維護成本、提高了自身的經濟效益與社會效益，并向所有的用電用戶提供了更高質量電能。

自動化綜合變電站的優勢：首先，提高供電質量及電壓的合格率。其次，提高變電站運行的可靠性、完全性及穩定性。第三，提高了整體電力系統的運行安全性及穩定性，并全面提高了對電力系統的管理水平。第四，大大降低了安裝施工與維護的工作量，提高了工作效率，降低了總成本。第五，全面提升了運行管理自動化水平。

2 自動化綜合變電站的結構

自動化綜合變電站的結構非常清晰，通過科學、合理、有效的分工，并通過計算機系統實現對整個變電站的全面管理、控制與協調的工作，并為其正常運行提供了由維護人員進行人工干預與監控的相關技術手段。不但可以在通過遠程控制其的斷路器的分合操作，還可以及時向監控人員提供其運行的各種數據，如，接線圖、相關的運行數據，還可以匯總成表，極大地方便了人工的監管與控制。其系統結構見圖1。

圖1 自動化綜合變化站系統結構圖

3 自動化綜合變電站系統的主要功能

該系統的主要功能有：繼電保護功能以及相關先進的、全面的數據采集、事件記錄功能，同時還會對故障進行錄波測距、控制和操作閉鎖的功能，同時，還包括了對電壓和無功就地控制、相關數據進行處理和記錄，并可根據控制人員要求進行系統的自診斷和自恢復，如有必要還可以與遠方的相關控制中心進行通信、傳遞信息的功能。

3.1 繼電保護功能

任何的變電站都須具備繼電保護，這不但是對站內電氣設備進行保護，還要對線路、變壓器、電容器、母線等進行相應的保護工作，以上的各類保護都可以實現自動化的故障記錄與存儲工作。遠方的控制人員還可以進行適合當地修改定值等功能。

3.2 數據采集功能

自動化綜合變化站還具有數據采集功能，可以對各種狀態數據、模擬和脈沖數據進行收集。它對斷路器、隔離刀閘以及接地刀閘等相關數據也進行了客觀的采集工作；而對于所有系統電氣量；直流系統的所有量，以及各種保護裝置、自動化系統以及相關的公用系統都具有數據收集功能。完整地實現遠方控制中心時時對變電所的監視、控制工作。如有需要還可以進行實時顯示和實時打印各種所需要的信息與資料。

3.3 控制和操作閉鎖功能

遠方的操作人員還可以通過CRT屏幕對自動化綜合變電站內的斷路器、隔離開關以及變壓器分接頭等進行遠方的時時控制與操作。為避免系統出現故障時，被控設備無法操控時，還保留了人工直接跳合閘功能。

同時，操作閉鎖應具有以下內容：首先，電腦五防及閉鎖系統；其次，操作出口也可進行操作閉鎖功能；第三，遠方操控人員可依據實時狀態信息，實現斷路器以及刀閘的閉鎖功能等。

3.4 電壓和無功的就地控制

無功和電壓控制的操作方式可以進行手動，也可以進行自動控制操作。同時，無功控制一是可以由無功控制設備系統來得以完成，另一方面也可通過遠方操作人員經過監控系統來實現。

3.5 相關的數據處理和記錄功能

自動化綜合變電站內會有許多數據需要處理，并對歷史數據進行記錄，其主要有：斷路器動作的次數；輸電線路的有功、無功的處理與記錄，并對變壓器的有功、無功以及母線電壓進行最大、最小值及其時間的記錄；獨立負荷有功、無功以及峰谷值及其時間；斷路器切除故障時，所截斷容量和跳閘次數的記錄。而控制操作以及進行相關的修改整定值的記錄，則可以結合實際情況，既可以就地實現，也可以由遠方的控制人員在高度中心加以實現。

3.6 自動化系統的自診和自恢復

自動化綜合變電站系統的各種插件基本都具備了自我診斷能力。其自診信息也可以被傳遞到遠方調度或操作控制中心。既能快速查找出裝置內部的故障及缺陷，還可以提示或是直接指出故障位置。與此同時，自動化系統的自診與自恢復功能還應具備基本的可擴展性及可維護性。

3.7 通信功能

自動化綜合變電站的最大優勢就可以實現其與遠方操控中心的時時通信功能，在具備了“四遙”功能基礎上，還設置了遠方修改整定保護定值以及當故障發生時的故障錄波與測距信號的遠方傳輸功能等。這樣一來，不但大大提高了故障維修的效率，還方便了相關技術人員原故障發生原因的客觀分析與總結。

4 自動化綜合變電站的未來發展方向

雖然，我國目前的自動化綜合變電站的自主研發、科學技術水平已經逐于成熟，同時也廣泛地應用于工作實踐中，并在高、中、低壓變電站中獲得巨大成功以及良好的經驗，全面、大幅度地提高了變電站整體的運行效率及可靠性。但是，我們再進一步與國外發達的自動化綜合變電站系統相比之下，許多現有問題仍亟待加以改進和完善。這就要求我們國內的自動化綜合變電站應向以下幾方面發展：

首先，提高不同廠家的設備質量，并統一規格，逐步替代或升級陳舊設備，并提高其相應的功能；其次，加強、完善各類信息的綜合處理分析能力，并擴展其實際需要的新功能。全面提高、增強自動化綜合變電站內部與各個控制中心或是操控中心間的協調能力。第三，加大人工智能技術的研發工作，并盡快應用到實際工作中來。第四，加強控制中心對繼電保護系統的進一步控制能力以及對在線診斷能力。同時，在對事故的分析能力方面也要進一步加強。第五，提高自動化綜合變電站在電網故障發生后的自診、自我恢復的能力。

在我國電網建設運行過程中，我們在自動化綜合變電站的發展方向中，還要更多的考慮到電網建設的逐步復雜化、成本壓力、效益壓力以及電業行業的競爭壓力，這些客觀存在的問題，都需要我們在未來的自動化綜合變電站的發展過程中，側重提高其技術含量、實用性方向發展，并向狀態檢修方向發展，加快新功能的研發工作，并向著自動化綜合變電站完全智能化的方向發展。

結語

我國電力市場、電網正處于飛速發展階段，對變電站等電力設施的自動化要求愈來愈高，同時也是電網建設及相關管理、控制、高度的未來發展方向。因此，我們只有做好對自動化綜合變電站內所有關鍵設施的認知、了解、掌握之后，才可以更好地提高自動化綜合變電站的工作效率，更進一步提高電網整體的安全運轉的可靠性與安全性。

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