變電站自動化技術應用淺析

張路

（河南省電力公司商丘供電公司，河南 商丘 476000）

1 變電站自動化技術的應用現狀

1.1 變電站管理層橫向按功能可分為當地監控 (五防系統)，保護信息管理及遠方通信。變電站層功能分布的形式取決于網絡層的結構、變電站電壓等級以及用戶的實際要求。當地監控功能作為變電站內運行人員的人機交互窗口，以圖形顯示、報表打印、語言報警、事件記錄等各種方式實現對變電站運行狀況進行實時監視，通過“五防”系統控制開關及刀閘的分合，并實現與管理信息系統(MIS)連接。保護信息管理功能作為繼電保護人員的人機交互窗口，也是以圖形顯示、報表打印、語言報警、故障數據及波形記錄等各種方式實現對繼電保護及安全自動裝置的運行情況，如裝置自檢情況，定值是否變化，數據采樣是否準確，開關量輸入狀態是否與實際一致等進行實時監視與分析，可以根據運行需要決定保護功能的投退和保護定值的修改，故障發生后可通過故障錄波及保護動作信息進行事故分析和判斷。

1.2 站內通信網絡層完成信息傳遞和系統對時功能。通過系統交換，實現信息共享，可減少變電站內二次設備配置，提高變電站自動化系統安全性和經濟性。目前，國內變電站自動化系統流行2種網絡層結構：即雙層網和單層網結構。雙層網是指間隔層設備通過第1層網絡(多為現場總線網)與通信控制單元通信，由通信控制單元與變電站層通過第2層網絡(以太網)實現信息交換；單層網是指間隔層設備與變電站層之間通過一層網(多為以太網)聯結，取消通信控制系統。二者各有優缺點，因視具體應用場合而定，不可一概而論。

2 變電站自動化技術應用中存在的問題

2.1 技術先進性與實用性、可靠性的協調

2.1.1 先進的技術需要仔細論證、反復試驗得到認可能夠滿足電力工程實際需要后，才能小批量投入電網使用，取得運行經驗后再逐步向電網推廣使用。現在的情形是只要是一種先進的技術或一個先進的概念，就會不經認真探討積極推廣這樣的技術應用，然后出現問題不斷修補、不斷完善，電網成了各類新技術和新產品的試驗場，給電網的安全運行帶來了很大的風險。電網的安全和穩定運行需要成熟的產品和運行經驗，積極試用和慎重推廣新技術和新產品需要相關各方認真思考并承擔相應責任。

2.1.2 大規模的城鄉電網改造催生了許多電力自動化產品供應商，這些靠借用或引進先進技術生產各類自動化產品的公司缺乏足夠的從業經驗和隊伍，沒有深刻理解和領會變電站自動化技術的要求，導致變電站自動化技術的應用只能做到形似，本質上卻不能保證產品的質量和規范，造成前期城農網改造中大量使用的變電站自動化系統不能滿足要求而面臨二次改造的尷尬局面。因此，伴隨著變電站自動化系統應用的增多，無論是新建、擴建或技改工程，變電站自動化系統的選型都應該嚴格執行有關選型規定，力求做到選型規范化。經選用的變電站自動化系統不僅要技術先進、功能齊全、性能價格比高，系統的擴展性和適用性好，而且要求生產廠家具有相當技術實力，有一定運行業績和完整的質量保證體系以及完善的售后服務體系。

2.1.3 變電站自動化技術的研究只重視計算機技術和通信技術等高新技術，忽視了一些基礎性應用研究，例如傳感器特性、電磁兼容技術等，導致變電站自動化技術的應用存在許多缺陷和安全隱患。

2.2 站內通信成為變電站自動化技術的

主要缺陷變電站自動化技術目前主要采用分層分布式結構，分為間隔層、站內通信層和變電管理層。對間隔層設備(各類繼電保護裝置、自動裝置、測量控制裝置等)的各項性能和功能要求，各個層面都比較重視(從設計院、制造商到使用單位)，同時這些設備還需要經過各類檢測中心的檢測鑒定，其性能和功能基本上可以有保證。站內通信層設備是變電站自動化系統的重要組成，由于對此類設備沒有規范和標準要求，加上站內通信的模擬和測試相對比較困難，站內通信沒有引起足夠的重視，已經成為制約變電站自動化技術的應用和發展的重要因素。

2.3 變電站的設計理念

變電站的設計理念需適應自動化技術的要求近幾年來，變電站自動化技術的應用與發展基本上依賴產品供應商和高等院校的積極努力推進，大規模的市場應用起到了很大的推動作用，但電力設計院作為電力系統二次設備應用和選型的主要參與單位一直沒有主動積極參與工作，設計理念沒有適應變電站自動化技術不斷發展的要求。

2.4 變電站自動化系統調試驗收和定期校驗問題

自變電站自動化技術應用以來，變電站自動化系統的調試驗收和定期校驗一直是基建和生產運行部門的難題，沒有相應的國家標準或行業規范可以參照，只能按照相關的行業標準、招標技術協議要求和制造廠家的技術說明書、圖紙資料進行調試驗收，存在著一定的局限性。再加之自動化技術發展和設備更新速度太快，對專業人員及運行管理人員的培訓不到位，導致自動化系統的運行可靠性對廠家的依賴太多，存在較大的風險。對變電站二次設備的定期校驗也存在一定的認識誤區，變電站運行設備存在顯性缺陷和隱性缺陷，顯性缺陷是指缺陷發生或存在時，設備能通過告警的方式反映出來，及時加以排除；隱性缺陷發生或存在時自動化系統及二次設備沒有任何信息反映，很難發覺或分析判斷。從現場運行的統計數據分析，自動化系統中智能二次設備具有一定的硬件自診斷能力，能及時發現自身硬件問題并報警，同時智能二次設備的功能實現是靠固化在存儲器中的軟件完成的，電氣性能指標比較穩定。

2.5 變電站自動化系統的運行維護和管理

變電站自動化技術的發展，使得繼電保護、遠動、計量、變電運行等各專業相互滲透，傳統的技術分工、專業管理已不能適應變電站自動化系統的管理需要，變電站遠動與保護專業雖然有明確的專業設備劃分，但其內部聯系已經成為不可分割的整體。

在專業管理上，變電站自動化設備的運行、檢修、檢測，尤其是遠動系統的實時性、遙測精度、遙信變位響應速度、信號復歸和事故總信號等問題仍需要規范和加強；對傳動實驗及通道聯測的實現、軟件及圖紙資料管理等需引起足夠的重視。解決好現行的變電站自動化系統管理體制和技術標準等問題的同時，還要培養出一批高素質的專業隊伍。目前變電站自動化系統絕大部分設備的維護依靠廠家，在專業管理上幾乎沒有專業隊伍，從而造成缺陷處理不及時等一系列問題。因此，要想維護、管理好變電站自動化系統，一是要成立一支專業化的隊伍，培養出一批能跨學科的復合型人才，加寬相關專業之間的了解和學習；二是變電站自動化專業的劃分應盡快明確，對于加強電網管理水平，防止電網事故具有重大意義。

結語

本文結合實際工作指出了目前變電站自動化系統存在的一些問題和缺陷，從變電站自動化系統的設計規范和要求、系統性能的比較、站內通信的可靠性和標準化、系統的標準規范和運行維護的管理要求等方面提出了一些看法，希望各有關方面共同努力重視現階段存在的這些問題，切實改進各項工作，讓變電站自動化技術得到更好的應用，為電網的安全和穩定運行發揮更大的作用。

[1]伍軍.變電站自動化遠程通信安全體系研究[D].湘潭大學，2005-05-01.

[2]曾嘉樹.變電站綜合自動化系統中嵌入式通訊管理機的設計與實現[D].電子科技大學，2010.