變電站綜合自動化分析研究

曲 濤

（大慶輸油氣分公司 黑龍江 大慶 163458）

變電站綜合自動化分析研究

曲 濤

（大慶輸油氣分公司 黑龍江 大慶 163458）

變電站是電力生產過程的重要的一個環節，有變換電壓、交換功率和匯集、分配電能等無可替代的作用。其中變電站的一次電器設備和二次電器設備包括電力變壓器和電壓互感器和斷路器、母線、隔離開關、電流互感器、避雷器等的無功平衡、系統穩定和限制過電壓要求，不斷得到滿足。本文立足于變電站需要進行自動化管理其系統和功能展開討論，在為變電站自動化管理系統提供強有力的資料參考。

變電站；自動化系統；功能技術

1.變電站綜合自動化的內涵

變電站的綜合自動化是變電站的二次設備根據組合和優化進行設計，利用現代先進的計算機技術、通佶技術和信息處理技術以及多媒體技術，實現對變電站的設備輸出、配電線路的自動化管理監視、控制和保護、以及與調度中心的信息交換等很多功能。

變電站綜合自動化系統充分利用計算機子系統組成自動化系統，該系統將會代替常規的監視儀器，并且代替常規控制屏、中央信號系統和遠動屏，用計算機代替常規的繼電保護功能，改變常規的繼電保護裝置與外界通信的固有缺陷。因此，變電站綜合自動化是在變電站領域的綜合運用，也是最有效的基本的途徑。

2.新的技術在變電站綜合自動化的實際應用

在變電站綜合自動化系統的使用過程中，新技術主要應用于以下幾個方面：

其一，數字信號（DSP)技術的應用

隨著DSP技術的不斷應用，設備分散和布罝過程中的測控單元得到了發展，并且提供了強力的綜合功能優化方式，如電壓、功率和電能的測試，可以直接從輸電線路、變壓器等設備上交流采樣，通過DSP得出各相電流、電壓的數字波形，再通過分析計算，還可以計算出各相電流、相電壓的基波和諧波有效值，以及各項有功、無功、電壓、有功電蛍等數據的實時的監控，不但進一步計算出功率頻率以及零序、因數、負序參數等值，并和有關的輸入、輸出觸點一起集成，從而形成變電站綜合自動化系統。

其二，光纖技術和數字通信技術的相互應用

伴隨著數字通信設備的迅猛發展和廣泛應用，大大提高了通訊系統的可靠性。而且，在通信技術中，光纖通信技術正在以強有力的發展取代金屬電纜和同軸電纜，并且更能應用在超遠距離通信和短距離大容量信息的疏導。光纖通信技術不僅具有頻帶寬、信道多的顯著特點，并且還有這更強大的抗強電磁干擾的優點。由于光纖通信技術在實際應用中基本不受電磁干擾，因此該技術非常適用于變電站強電磁干擾的特殊環境，是為了保護和監控裝置的最佳的信渠道。

其三，網絡技術和現場總線技術的飛速發展

以現代計算機網絡技術和現場總線技術為基礎的技術正迅猛發展，特別是區域網技術的飛速發展和應用將會成為現代技術應用的一種潮流。由于這兩項技術能更好地滿足電力系統的一些要求，所以該項技術在變電站綜合自動化過程中得到了大面積的應用。

3.變電站綜合自動化的基本特征

變電站綜合自動化是通過監控系統的區域網或現場總線，將計算機保護、自動裝置、遠動裝置采集的模擬量、脈沖、開關量里及其中一些非電量信號，經過數據處理功能的重新排列組合。按預期的程序和現實要求，對變電站實現綜合性的監督和全面的調度。因此，自動監控系統是綜合自動化的核心。而綜合自動化的鏈接紐帶則是局域通信網絡的監控系統，它把計算機繼電保護、遠動功能、自動裝置在一起形成一個綜合的具有遠方功能的自動監督檢測系統。

變電站綜合自動化系統最明顯的特征表現在以下幾個方面：

第一，自動功能的綜合化

變電站綜合自動化技術是在計算機技術、自動化技術、數據通信技術的基礎上近年發展起來的，是個技術密集化，多種專業技術相互交叉、相互配合的完整體系。它綜合了原始變電站內除了一次性設備和交、直流電源以外全部的二次設備。在綜合自動化系統中，計算機控制系統綜合了變電站的儀表屏、操作屏、、變送器屏模擬屏、遠動的RTU功能及電壓和無功互補和自動調節功能，綜合了監控系統中一體的計算機保護、故障測鉅、故障錄波、小電流接地選線、自動重合閘等自動裝置系統功能。綜合自動化中的綜合功能通過區域網或現場總線，使得計算機系統的硬、軟件的資源共享形成體系，因此對計算機自身的保護和自動裝置提出了更可靠的自動化要求。

第二，結構分布、分層的優化

綜合自動化系統是一個分布式的分層系統，其中計算機保護、數據采集和監控以及其他智能設備中的子系統都是按分布式分層式結構設計的，每個計算機子系統都可能有多個CPU，并分別完成不同的使命。這樣一個龐大的CPU群構成了一個完整、離度協調的有機綜合集成系統，這樣的綜合系統有幾十甚至更多的CPU同時運行，以實現變電站自動化過程中的全部功能。另外，按照變電站物理位置，各子系統功能的不同，綜合自動化系統又按分層原則進行重新排列組織。（具體是將變電站自動化系統分為兩層，即變電層和間隔層）由此可構成分散（分布）式綜合自動化系統。

第三，操作監督屏幕顯示化

在變電站實現綜合自動化的發展中過程，無論是有無人值班系統，操作人員都能面對彩色的液晶顯示器，對變電站的設備和輸出電線路進行全方位的監控與操作。常規的龐大模擬屏被顯示器屏幕上的實時主接線畫面所取代；常規的在斷路器安裝處或控制屏進行的跳、合闡操作，被顯示器上的鼠標操作或鍵盤操作所代替；常規的光字牌報警信號，被顯示器屏幕畫面的閃爍和文字的提示或語言的報警所代替，可以監視整個變電站的實時運行情況以及各開關設備進行操作和控制。

第四，通信系統網絡化、光纜化

計算機區域網絡技術、現場總線技術及光纖通訊技術在整個綜合自動化系統中得到廣泛的應用。因此，該系統具有較強大的抗電磁干擾能力，能夠實現高速數據傳送、滿足實時要求，可靠性提高，而且簡化了常規變電站復雜、繁瑣的電纜連接，方便施工。

第五，運行管理智能化

智能化不僅體現在常規的功能上，還表現在能夠在線自行診斷，并不斷將診斷結果直接發送到遠方的主控端。這是區別于常規二次系統的主要特點。簡而言之，常規二次系統只能監測一次設備，而本身的故障必須依靠維護人員去檢查、去發現；而綜合自動化系統不僅能監測一次設備，還能每時每刻檢測自己是否有故障。綜合自動化系統打破了傳統二次系統各專業界限和設備劃分原則，改變了常規保護裝置不能與調度中心通信的缺陷。

[1]張其林;王先培;趙宇.基于IEC 61850的變電站自動化系統連鎖故障分析[J].電力系統自動化，2013-01-25.

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[3]陳兆春.數字化變電站實用技術研究[D].山東大學碩士學位論文，2010-03-25.

The research of substation integrated automation analysis

QU Tao. Daqing Oil and Gas Branch Company, HeilongjiangProvince, Daqing 163458, China

Substation is an important part of the electricity production process, transform voltage, switching power and collection, distribution, electricity and other irreplaceable role. The substation electrical equipment and the second electrical equipment including: power transformer, voltage transformer, circuit breaker, bus, isolating switch, current transformer, lightning arrester, such as reactive power balance, system stability, etc. In this paper, based on the need to take advantage of substation automation management system and function, to discuss, in order to provide a reference for substation automation management system.

Substation; Automation system; Functional technology

TM411+4

A

1009-5624-（2016）03-0082-02