芻議供電企業變電站綜合自動化

【摘 要】變電站綜合自動化系統是實現變電站數字化和智能化的重要途徑。隨著經濟和科技的快速發展，變電站綜合自動化技術得到快速的發展。文章主要對變電站綜合自動化進行簡要的分析，希望對同行有一定的參考意義。

【關鍵詞】電力系統；變電站；自動化

1.綜合自動化

隨著計算機技術、控制技術、通信技術的快速發展，自動化技術得到快速發展。當前我國電力系統自動化的發展趨勢：

（1）在追求目標和控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。

（2）功能多樣化。由單一功能向多功能發展，例如變電站綜合自動化的發展。

（3）在理論工具上越來越多地借助國際現代化理論，提高運行的安全、經濟、效率，完成向管理、服務的自動化擴展，例如MIS在電力系統中的應用。

（4）在監控手段上高新化，越來越多的普及微機、高新電子器件和遠程通信工具。由單個元件向部分區域及全系統發展，例如SCADA（監測控制與數據采集）的發展和區域穩定控制的發展。

（5）設備裝置向數字化、快速化、靈活化發展，如繼電保護建設的演變。

現代電力系統已經成為一個計算機、通信、控制和電力裝備及電力電子的統一體。電力系統綜合自動化是一個集傳統技術改造與現代技術進步于一體的技術總體推進過程。但是由于中國電力系統發展比較晚，經濟發展對電力需求比較大，在學習和追趕國際先進技術的同時我們必須兼顧傳統技術和設備的改進，只有這樣我們才能保證電力系統綜合自動化能夠得以全面實現。

2.變電站綜合自動化與電力系統自動化的關系

變電站作為電力系統的一個重要組成部分，是輸電和配電的集結點，變電站主要分為：升壓變電站，主網變電站，二次變電站，配電站。電力系統自動化的程度直接影響著變電站綜合自動化的水平。

變電站自動化系統是變電站的核心系統，對變電站及電網的安全運行至關重要，變電站自動化系統包括變電站監控系統、保護與故障錄波系統、電氣二次設備、電量采集設備、主設備在線監控等變電站所有二次系統。自動化系統的穩定性與先進性對變電站及電網的影響深遠。

隨著電力系統自動化快速發展，對變電站保護和控制也提出了更高的要求，它必須要具有集中控制功能和有先進的繼電保護和控制，并能遠程控制、抗電磁干擾；能事件記錄、可無人值班；能適應全系統統一控制的需要；滿足分期建設的要求。配置的基本要求體現在：分層；數據分快、中、慢三種速度傳遞；保護系統通信高度優先，但又不經常占用；保護具有獨立工作能力；功能處理器配置成群；數據采集裝置設在開關站內；數據采集裝置的數量和地點應具有靈活性；備用方式的選擇具有靈活性。

變電站綜合自動化，是數字式電子技術同強電技術全面相結合的綜合體。它局限于自動控制理念，而是對整個變電站自動化系統的信息采集、處理、傳輸、監控進行全方位的考慮，從而達到資源信息共享、全面自動控制的目的。

變電站綜合自動化的結構形式是多樣的，如集中式、全分散式、集中與分散相結合式等。其功能也越來越強大，主要包括繼電保護、信息采集、設備監控、遠程通訊、數據處理等等。通過不斷的改進和完善變電站自動化建設，我們能全面實施“四遙功能”，大大的提供了變電站運行的安全可靠性，更好的為實現電力系統自動化提供必要的保障。

3.變電站綜合自動化技術應能實現的功能

3.1信息數據采集

（1）狀態量采集：狀態量包括：斷路器狀態，隔離開關狀態，變壓器分接頭信號及變電站一次設備告警信號等。

（2）模擬量采集：常規變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓，線路電壓，電流和功率值。饋線電流，電壓和功率值，頻率，相位等。

（3）脈沖量采集：脈沖量主要是脈沖電度表的輸出脈沖，也采用光電隔離方式與系統連接，內部用計數器統計脈沖個數，實現電能測量。

3.2微機保護

是對站內所有的電氣設備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護實現故障記錄、存儲多套定值、適合當地修改定值及同期檢測和同期合閘等功能。

3.3事故錄波和報警功能

事件記錄應包含保護動作序列記錄，開關跳合記錄。變電站故障錄波可根據需要采用兩種方式實現，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監控系統通信。另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數字化的波型及測距結果送監控系統由監控系統存儲和分析。為了保證變電站持續正常運行，當出現故障使用備用設備時應及時報警盡快處理。

3.4設備監控和操作閉鎖

操作人員可通過CRT屏幕對斷路器，隔離開關，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統故障時無法操作被控設備，在系統設計時應保留人工直接跳合閘手段。操作閉鎖應具有以下內容：①電腦五防及閉鎖系統②根據實時狀態信息，自動實現斷路器，刀閘的操作閉鎖功能。③操作出口應具有同時操作閉鎖功能。④操作出口應具有跳合閉鎖功能。

3.5電壓和無功的就地控制

無功和電壓控制一般采用調整變壓器分接頭，投切電容器組，電抗器組，同步調相機等方式實現。操作方式可手動可自動，人工操作可就地控制或遠方控制。無功控制可由專門的無功控制設備實現，也可由監控系統根據保護裝置測量的電壓，無功和變壓器抽頭信號通過專用軟件實現。

3.6數據記錄和處理

歷史數據的形成和存儲是數據處理的主要內容，它包括上一級調度中心，變電管理和保護專業要求的數據，主要有：①斷路器動作次數②斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數的累計數③輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時間。④獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間⑤控制操作及修改整定值的記錄。

3.7系統反故障和自我診斷功能

系統裝備反事故自動裝置，防止事故危及系統和電氣設備；同時系統內各插件應具有自診斷功能，自診斷信息也象被采集的數據一樣周期性地送往后臺機和遠方調度中心或操作控制中心。

3.8遠程通信

系統將站內運行的有關數據及信息遠程傳輸至調度中心或設備運行管理單位。遠程通信功能在電力系統中具有重要的地位，是遠程監控的重要手段。在常規遠動‘四遙’的基礎上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等，根據現場的要求合理裝備，保證通信的可靠性，以便管理人員了解變電站實時運行情況，如有故障及時處理。

4.變電站綜合自動化的發展

伴隨著DMS等系統的不斷完善，大大提高了電氣綜合管理水平，使電氣設備保護控制得到優化，解決了大面積停電故障的難題，提高了供電的安全可靠性；同時能夠建立快速電力事故處理機制，大大縮短了停電的時間，降低了對電器設備的影響；另外可以隨時掌握整個電力系統運行情況，如電流、電壓、電量、功率等參數，實現電力平衡負荷監控、精確計量等多種功能。DMS系統的運用，實現了變電站無人值班的管理模式，達到了大幅度減員增效的目的。

現在國際上都爭先研制新型電子式互感器，這類互感器包括連接傳輸器和二次變換器的一個或多個電流或電壓傳感器，將被測量按比例傳送給測量儀器、儀表和保護或控制裝置，用以完成數據的傳輸和控制。電子式互感器的研制和應用，將進一步提高變電站綜合自動化的程度，它的應用將全面推動數字化變電站自動化系統的實現。

保護和監控集成系統的發展，數據共享是變電站綜合自動化的一個主要特點，將保護和監控功能集成到同一裝置是實現數據共享的主要手段，SCADA所想要的許多數據和繼電保護鎖處理的數據是一樣的，因此將分布式的變電站SCADA集成到微機飽和中，使得保護和監控共用一個硬件平臺，大大的節約了成本，提高了提高了變電站的經濟效益。