變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用分析

摘要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。本文就變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的概念，在工業(yè)項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：變電站 綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)已滲透到了世界每個(gè)角落。電力系統(tǒng)也不可避免地進(jìn)入了微機(jī)控制時(shí)代，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。

1.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的概念

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以其簡(jiǎn)單可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容性好等特點(diǎn)逐步為國(guó)內(nèi)用戶所接受，并在一些大型變電站監(jiān)控項(xiàng)目中獲得成功的應(yīng)用。

1.1系統(tǒng)概念

1.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

完整的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)除在各控制保護(hù)單元保留緊急手動(dòng)操作跳、合閘的手段外，其余的全部控制、監(jiān)視、測(cè)量和報(bào)警功能均可通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)完成。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來(lái)看有以下特點(diǎn)：

（1）分布式設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用模塊化、分布式開(kāi)放結(jié)構(gòu)，各控制保護(hù)功能均分布在開(kāi)關(guān)柜或盡量靠近開(kāi)關(guān)的控制保護(hù)柜上的控制保護(hù)單元，所有的控制、保護(hù)、測(cè)量、報(bào)警等信號(hào)均在就地單元內(nèi)處理成數(shù)據(jù)信號(hào)后經(jīng)光纖總線傳輸至主控室的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，各就地單元相互獨(dú)立，不相互影響。

（2）集中式設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用模塊化、集中式立柜結(jié)構(gòu)，各控制保護(hù)功能均集中在專(zhuān)用的采集、控制保護(hù)柜，所有的控制、保護(hù)、測(cè)量、報(bào)警等信號(hào)均在采集、控制保護(hù)柜內(nèi)處理成數(shù)據(jù)信號(hào)后經(jīng)光纖總線傳輸至主控室的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。

（3）簡(jiǎn)單可靠。由于用多功能繼電器替代了傳統(tǒng)的繼電器，可大大簡(jiǎn)化二次接線。

（4）可擴(kuò)展性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)可考慮用戶今后變電站規(guī)模及功能擴(kuò)充的需要。

（5）兼容性好。系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)化之軟硬件組成，并配有標(biāo)準(zhǔn)的串行通訊接口以及就地的I/O接口，用戶可按照自己的需要靈活配置，系統(tǒng)軟件也能容易適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的急速發(fā)展。

1.1.2系統(tǒng)規(guī)范

采用目前最為流行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件，UNIX操作系統(tǒng)，X窗口人機(jī)接口及TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)約。為滿足開(kāi)放系統(tǒng)之要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般采用：可攜性軟件設(shè)計(jì)——容許硬件技術(shù)發(fā)展后之軟件轉(zhuǎn)換；標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品——容許整個(gè)系統(tǒng)高度兼容性能。

1.2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)與用戶之間的交互界面為視窗圖形化顯示，利用鼠標(biāo)控制所有功能鍵等標(biāo)準(zhǔn)方式，使操作人員能直觀地進(jìn)行各種操作。

所有系統(tǒng)之原始數(shù)據(jù)均為實(shí)時(shí)采集。

系統(tǒng)應(yīng)用程序的每一項(xiàng)功能均能按用戶要求及系統(tǒng)設(shè)計(jì)而改編，以符合實(shí)際需要，并可隨變電站的擴(kuò)建或運(yùn)行需要而靈活地進(jìn)行擴(kuò)充和修改。一般情況下系統(tǒng)可按以下基本功能配置：（1）系統(tǒng)配置狀況；（2）變電站單線圖；（3）報(bào)警表；（4）事件表；（5）遙控修改繼電器整定值；（6）操作閉鎖；（7）電量報(bào)表；（8）趨勢(shì)圖。

1.2.1變電站單線圖，單線圖可顯示變電站系統(tǒng)接線上各控制對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)并動(dòng)態(tài)更新。

1.2.2數(shù)據(jù)采集、處理，采集有關(guān)信息，如開(kāi)關(guān)量、測(cè)量量、外部輸入訊號(hào)等數(shù)據(jù)，傳至監(jiān)控系統(tǒng)作實(shí)時(shí)處理，更新數(shù)據(jù)庫(kù)及顯示畫(huà)面，為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其他功能提供必需的運(yùn)行信息。

1.2.3運(yùn)行監(jiān)視，系統(tǒng)的運(yùn)行狀況可通過(guò)文字、表格、圖像、聲音或光等方式為值班人員及時(shí)提供變電所安全監(jiān)控所必需的全部信息。

（1）報(bào)警。按系統(tǒng)實(shí)際需要，用戶可以指定在某些事件發(fā)生時(shí)或保護(hù)動(dòng)作時(shí)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警。

（2）事件。系統(tǒng)中所有動(dòng)作事件，如繼電保護(hù)動(dòng)作，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀閘的操作等。

每個(gè)事件均有時(shí)間及有關(guān)信息文字說(shuō)明，并可自動(dòng)打印記錄。

1.2.4調(diào)整繼電器整定值，可通過(guò)系統(tǒng)主機(jī)或集中控制柜修改各繼電器的保護(hù)功能和整定值。

1.2.5操作閉鎖，系統(tǒng)對(duì)所有操作對(duì)象均可設(shè)定閉鎖功能，以防止操作人員誤操作。

1.2.6模擬量采集及報(bào)表產(chǎn)生，采集的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存於系統(tǒng)硬盤(pán)作為編輯報(bào)表的基礎(chǔ)。

1.2.7趨勢(shì)圖，趨勢(shì)圖提供操作人員快速及直觀的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，趨勢(shì)圖可分為圖形式或表格式兩種。

2.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在工業(yè)項(xiàng)目中的應(yīng)用

2.1 國(guó)產(chǎn)化變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用現(xiàn)狀

國(guó)產(chǎn)化的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在我院設(shè)計(jì)中用得并不多，其主要原因如下：（1）由于甲方、設(shè)計(jì)院對(duì)傳統(tǒng)的繼電器控制保護(hù)系統(tǒng)有長(zhǎng)期的運(yùn)行、設(shè)計(jì)和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，故一般認(rèn)為老系統(tǒng)的可靠性高；（2）國(guó)產(chǎn)化的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)目前在國(guó)內(nèi)尚未普及，僅在個(gè)別地區(qū)供電部門(mén)的大力推薦下，在當(dāng)?shù)氐囊恍┳冸娬局虚_(kāi)始嘗試這一新技術(shù)；（3）進(jìn)口的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)價(jià)格昂貴，只有部分大型新建的并由外資貸款的工程，由于外方對(duì)技術(shù)水平的要求，全套引進(jìn)這部分的技術(shù)及設(shè)備；（4）目前操作人員的素質(zhì)不高，對(duì)新系統(tǒng)缺乏了解。由于以上一些原因制約了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在變電站的發(fā)展和運(yùn)用。

2.2 變電站微機(jī)保護(hù)裝置系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

在我院一個(gè)35kV變電所改造工程中，成功地將國(guó)產(chǎn)的變電站微機(jī)保護(hù)裝置系統(tǒng)運(yùn)用于終端變電站。施工圖設(shè)計(jì)初期采用的是傳統(tǒng)的電磁式繼電器保護(hù)，并設(shè)置了信號(hào)屏。

2.2.1微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)與傳統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的比較

傳統(tǒng)的保護(hù)系統(tǒng)與微機(jī)保護(hù)裝置系統(tǒng)的主要區(qū)別，在于用微機(jī)控制的多功能繼電器替代了傳統(tǒng)的電磁式繼電器，并取消了傳統(tǒng)的信號(hào)屏等裝置，相應(yīng)的信號(hào)都輸入至計(jì)算機(jī)。

2.2.2微機(jī)保護(hù)的系統(tǒng)配置及監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)保護(hù)由下列裝置組成：（1）線路保護(hù)裝置；（2）主變保護(hù)裝置——可完成變壓器的主、后備保護(hù)；（3）綜合保護(hù)裝置；（4）線路保護(hù)裝置；（5）電容器保護(hù)裝置；（6）備用電源自投裝置；（7）小電流接地檢測(cè)裝置；（8）綜合數(shù)據(jù)采集裝置；（9）監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能——數(shù)據(jù)采集、控制操作、畫(huà)面制作、監(jiān)視顯示、事故處理、制表與打印。

2.2.3設(shè)計(jì)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）由于控制和保護(hù)單元都是采用微機(jī)裝置，故一些必要的開(kāi)關(guān)量和模擬量應(yīng)從開(kāi)關(guān)柜引至微機(jī)采集、保護(hù)屏。根據(jù)控制和保護(hù)要求的不同，輸入的量也不同。

（2）開(kāi)關(guān)柜與微機(jī)裝置之間的端子接線較簡(jiǎn)單，大量的二次接線在微機(jī)采集控制單元和保護(hù)單元內(nèi)部端子連接。

（3）傳統(tǒng)的繼電保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果不能直接輸入到計(jì)算機(jī)，須轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)整定值。

該變電所投產(chǎn)運(yùn)行后，除開(kāi)始操作人員對(duì)微機(jī)系統(tǒng)不熟悉原因使用過(guò)控制保護(hù)單元的緊急手動(dòng)按鈕外，基本上都在微機(jī)裝置和監(jiān)控計(jì)算機(jī)上操作，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行良好。

3.結(jié)束語(yǔ)

變電站微機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)目前運(yùn)用得還不夠廣泛，但在先進(jìn)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)以其系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和面向未來(lái)的概念正逐步取代了繁瑣而復(fù)雜的傳統(tǒng)控制保護(hù)系統(tǒng)。