淺談電力系統中綜合自動化監控系統應用及發展

摘 要：自改革開放以來，在經濟的帶動下，我國的科學技術取得了較快的發展，企業在生產過程中的自動化程度不斷的提高，有效的促進了我國經濟發展的速度。自動化技術也越來越成為我國現代企業生產中不可或缺的重要技術之一，成為推動我國工業發展的重要動力。文章分析了電氣自動化控制系統和綜合自動化監控系統的應用，并進一步對綜合自動化技術發展趨勢進行了具體的闡述。

關鍵詞：電氣自動化；監控方式；應用

前言

隨著電網的不斷建設，近年來變電站的數量也呈不斷上升的趨勢，由于電網運行能力的提升，也對變電站的自動化水平提出了更高的要求。目前各級變電站中都開始廣泛應用微機自動化技術，此技術集中于多項高新技術于一體，其不僅結構簡單、靈活、同時具有較高的可靠性，維護起來也很方便。綜合自動化技術的應用，不僅使變電站運行的安全性和穩定性有了保障，同時也將保證了電網供應的電能更加優質，所以其受到廣大電力企業的歡迎，用戶因為用電的可靠性有了保障，也對自動化技術較為關注。目前由于各變電站自動化技術的應用，使其站內自動化水平得以不斷提高，所以少人和無人值守變電站越來越多，且已成為未來變電站發展的趨勢。

1 電氣自動化控制系統

1.1 集中監控方式

變電站電氣眨自化控制系統中采用集中監控方式來進行，雖然此種方法運行維護較為方便，但在系統老實巴交行時所有功能都要集中于一個處理器來進行處理，這就使處理器的處理任務繁重，使其處理速度不高。同時由于監控對象不斷增加，從而使之與其配套的電纜數量及投資都呈不斷增加的趨勢，對系統運行的可靠性也受到了不同程度的影響。同時由于刀閘和閉路器都采用的硬接線方式進行的，這種接線復雜，不利于查線，所以使其維護量增加，而且發生誤操作的可能性也加大。

1.2 遠程監控方式

遠程監控方式是最早研發的自動化系統中的組成部分，其系統中不涉及軟件部分，主要通過模擬電路來進行數據收集和判斷工作，在遠程遠法進行控制和調解工作，由于各裝置之是都處于獨立的狀態，所以遠程監控方式無法進行故障診斷，當系統中有故障發生時，也無法進行報警，使電網運行的安全性有時無法保證。但些監控方式不需要用多少電纜，對材料和安裝費用都需要的較少，所以成本較低，但由于其自身通訊速度較慢，所以對于小系統內的監控較為適合，無法進行大范圍內的自動化系統的構建。

1.3 現場總線監控方式

現場總線監控方式使系統設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據間隔的情況進行設計。采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監控系統通過通信線連接，可以節省大量控制電纜，節約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。

2 綜合自動化監控系統應用

2.1 集中模式

集中模式也就是傳統的硬接線方式，將強電信號轉變為弱電信號，采用空接點方式和4mA～20mA 標準直流信號，通過電纜硬接線將電氣模擬量和開關量信號一對一接至DCS的I/O模件柜，進入DCS 進行組態，實現對電氣設備的監控。這種模式又分為直接I/O接入方式和遠程I/O接入方式兩種，前者是將電纜接至電子間集中組屏，后者是在數據較集中且離主控室較遠的電氣設備現場設立遠程I/O采集柜，然后通過通信方式與DCS 控制主機相連，兩者具有相同的實現技術，本質上沒有區別。

2.2 分層分布式模式

分層分布式模式從邏輯上將ECS 劃分為三層，即站級監控層、通信層和間隔層（間隔單元）。間隔層由終端保護測控單元組成，利用面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計，將測控單元和保護單元就地分布安裝在各個開關柜或其他一次設備附近。網絡層由通信管理機、光纖或電纜網絡構成，利用現場總線技術，實現數據匯總、規約轉換、轉送數據和傳控制命令的功能。站級監控層通過通信網絡，對間隔層進行管理和交換信息。

間隔層測控終端就地安裝，減少占用面積，各裝置功能獨立，組態靈活，可靠性高。模擬量采用交流采樣，節省二次電纜，降低了成本，抗干擾能力增強，系統采集的數據精度大大提高。系統采集的數據量提高，監控信息完整，能實現在遠方對保護定值的修改及信號復歸，運行維護方便。分布式結構方便系統擴展和維護，局部故障不影響其他模塊（部件）正常運行。設置獨立的電氣監控主站，便于分步調試和投運，滿足倒送電的要求。同時有利于廠用電系統的運行、維護和檢修。

3 綜合自動化技術發展趨勢

3.1 保護、控制、測量一體化

在我國目前的自動化系統運行中，為了保持高效的運轉，專業的分工，根據現有的狀況，還是采用站內監控的方式，這種模式相對來說比較獨立，對于發生的事故可以進行清晰的分析和處理。但是隨著技術的不斷發展，為了簡化工作程序，減少工作量，提高工作效率，將保護、控制和測量結合到一起，將會具有更大的優勢，對于自動化發展來說也是一種趨勢。因為這三個方面的信息采集都是來自于現場的，保護程序主要是對事故的異常狀態進行信息采集，但是對于測量的范圍要求較寬，測量精度低。控制和測量程序主要是對運行的狀態進行信息采集，測量范圍叫窄，對于測量的精度要求較高。

3.2 國際標準的應用

電力自動化系統的快速發展，使其應用也越來越廣泛，這就需要有一個國際性的標準，從而使各廠家的設備能夠存在著信息共享和互操作性。在這種情況下，國際電工委員會制定了IEC61850國際標準，自從此標準出臺后，我國就開始著力于基于此標準下的電氣綜合自動化系統產品的研發工作，從而使各廠家之間的產品充分的實現信息的共享和互操作性，這已成為未來自動化系統的發展趨勢。

3.3 以太網技術的興起

以太網的應用是基于電力綜合自動化系統快速發展的基礎上實現的，由于發展速度的加快，所需要傳輸的數據越來越多，為了更好的保證傳輸的實時性，所以以太網的出現，滿足了傳統數據量大、速度快的需求。隨著科學技術不斷發展，以以太網為核心的現場總線技術也將成為未來電氣自動化系統的發展趨勢。

當前在變電站綜合自動化系統中，以太網和現場總線技術已得到廣泛的應用，同時在運行過程中積累了大量的經驗，目前在變電站中，智能電氣設備也取得了較快的發展，相信在不久的將來，電氣系統將全面由網絡來進行控制，從而實現真正的智能化。

4 結束語

隨著電力系統的快速發展，自動化技術的應用越來越深入，自動化技術的應用，使一些傳統的技術不斷的被相互融合和滲透，從而使其一些不相關的技術有效的結合起來，從而使電氣自動化技術得以不斷的完善和發展，為電力系統自動化和智能化的實現奠定了堅實的基礎。

參考文獻

[1]李都紅，李雪剛，王勁松.淺談變電站綜合自動化技術的應用[J].電氣應用.2011.10.

[2]張俊.電力系統中電氣自動化技術的探索[J].中國新技術新產品，2011.03.

[3]張飛，張建超，張天玉.變電站綜合自動化系統的綜述[J].電氣工程應用，2011.01.