試論變電站綜合自動化技術的現狀及發展

歐陽明甫 楊怡

（中國平煤神馬集團電務廠 河南省平頂山市 467000）

試論變電站綜合自動化技術的現狀及發展

歐陽明甫 楊怡

（中國平煤神馬集團電務廠 河南省平頂山市 467000）

經過了20多年的發展，我國變電站綜合自動化技術已經達到了一定的發展水平。基于這種認識，本文對變電站綜合自動化技術的發展現狀進行了分析，并對其發展趨勢展開了探討，從而為關注這一話題的人們提供參考。

變電站綜合自動化；信號采集；數字化；發展

引言

在電力系統中，變電站綜合自動化系統是整個系統自動化運行的基礎，對維持系統穩定運行起到了重要的作用。而隨著相關科學技術的發展，變電站的二次設備和自動化水平也開始出現新的變化。因此，有必要對變電站綜合自動化技術的現狀和發展問題展開探討，從而更好的在變電站領域進行該技術的應用。

1 變電站綜合自動化技術的現狀分析

1.1 現階段的信號采集技術

就現階段而言，變電站綜合自動化系統在信號采集方面采取的是下方和完全分散分布的方式。采取該種信號采集方式，能夠使二次控制電纜得到最大限度的減少，并且使二次回路的簡化。例如，西門子公司的LSA678系統、ABB公司的SCS200系統和國內南瑞電網控制公司的DISA-3系統，采取的都是分散分布式交流采集系統。利用該系統，可以使綜合自動化系統利用網絡或串口與后臺監控主站連接起來。

1.2 現階段的低壓保護技術

在低壓保護方面，變電站現階段的綜合自動化系統使用的10kV等級低壓保護裝置，可以在金屬封閉開關設備上安裝，能夠滿足使用場合對保護裝置的溫度、震動、濕度和電磁干擾等要求。就目前來看，國內電力自動化研究院、四方公司和國外的西門子公司、ABB公司均進行10kV保護裝置的生產，并能使變電站保護系統的就地安裝要求得到滿足。

1.3 現階段的指令執行方式

在變電站運行過程中，指令執行方式分為兩種。在分布式結構系統中，可以利用計算機數字通信將控制指令直接下達至分散安裝的測控單元，并且利用這些單元出口進行控制操作的執行。而使用集中控制方式，則能夠利用集中RTU遙控信號輸出板進行遙控和遙調信號的傳輸，然后利用遙控執行屏重動輸出接點[1]。在此基礎上，則可以利用二次控制電纜進行受控單元的控制回路連接。但采取集中控制方式需要使用更多的控制電纜，并且系統不具有同期檢測、無功-電壓檢測等功能，所以目前完全分布式系統得到了廣泛的應用。

1.4 現階段的數字通信技術

在分散分布式變電站綜合自動化系統中，所有控制指令和信息傳輸都需要利用數字通信實現。所以，系統承擔數字通信的物理介質需要滿足較高的實時性和可靠性要求。在進行信息傳送的過程中，可以使用局域網和串口通信方式進行數字傳送，進行數字通信的物理介質可以劃分成光纖、串行通信電纜和屏蔽雙絞線。從拓撲結構上來看，系統有總線式雙絞線網、光纖環網和光纖星形網。

2 變電站綜合自動化技術的發展探討

2.1 數據采集的數字化發展

隨著變電站綜合自動化技術的發展，變電站數據采集將向著數字化的方向發展。具體來講，就是變電站將使用數字化電氣量測系統進行電壓和電流等電氣量參數的采集，并且在電氣上實現一、二次系統的有效隔離[2]。而實現數據采集的數字化發展，不僅能夠使電氣量的動態測量范圍得到擴大，同時也能夠進行電氣量測量精度的提升，從而為變電站從裝置冗余向信息冗余轉變和實現信息集成化應用提供支持。

2.2 系統分層的分布式發展

隨著綜合自動化技術的發展，變電站自動化系統將逐步完成從集中式到分布式的轉變。就目前來看，第二代分層分布式變電站采用的是開放式互連規約和成熟網絡通信技術，可以進行系統響應速度的提升，并且完成設備信息的完整記錄。而從物理結構劃分上來看，數字化變電站自動化系統由智能化一次設備和網絡化二次設備組成。所以，變電站自動化系統遵循的是IEC61850通信標準，可以劃分成過程層、間隔層和站控層三個邏輯層次，能夠實現層次間的高速網絡通信。

2.3 信息應用的集成化發展

隨著信息應用的集成化發展，數字化變電站將使用數字化互感器進行常規互感器的替代，并且實現數據和資源共享。通過對分散的二次系統裝置進行功能優化處理和信息集成處理，就可以使變電站原本存在的硬件配置重復、信息不共享和投資成本大的問題得到解決[3]。利用設備之間的高速網絡，系統將實現信息交互，從而避免二次設備出現功能重復接口。而利用邏輯功能模塊進行常規功能模塊的替代，就能夠實現數據資源共享。

2.4 設備操作的智能化發展

隨著設備操作的智能化發展，變電站將使用微機、電力電子技術和新型傳感器進行高壓斷路器二次系統的建立。而該系統可以利用微機進行IED、智能軟件和二次系統的控制，所以能夠提升系統的智能性。利用光纖網絡，系統也能夠向變電站二次回路系統進行保護和控制命令的傳輸，并且實現與斷路器操作機構的數字化接口。

2.5 系統結構的標準化發展

隨著電力系統的建模標準的確立，變電站綜合自動化系統結構也將向著標準化的方向發展。在智能開關設備系統中，體積小、重量輕的數字化電氣量測系統將得到集成，從而實現變電站功能的優化組合和設備一體化布置。而利用測控裝置、保護裝置和其他自動裝置進行高壓和超高壓變電站的設計，則能夠實現IED的近過程化設計[4]。從系統結構的標準發展意義上來看，實現變電站綜合自動化系統的統一建模，將能夠有效提升智能設備的互操作性和實現變電站信息共享，繼而為變電站系統維護、配置和工程實施等工作的開展提供便利。

3 結論

總而言之，在變電站運行的過程中，變電站綜合自動化系統具有功能齊全、技術先進、安全可靠和結構簡單等特點。而隨著信號采集技術、計算機技術和通信技術等多種技術的發展，變電站綜合自動化技術也將向著數字化、智能化、標準化和集成化的方向發展，從而使變電站的電氣設備結構、性能和受控程度得到提高。

[1]劉世欣，樓書氫，梁毅.對變電站綜合自動化系統調試現狀及發展方向的思考[J].東北電力技術，2012，07：32～35.

[2]孔祥倫.簡述變電站綜合自動化系統關鍵技術及發展趨勢[J].通訊世界，2014，08：77～78.

[3]李莉，胡興龍.變電站綜合自動化控制系統的應用現狀及發展展望[J].硅谷，2010，21：32+10.

[4]王春燕.變電站綜合自動化的發展現狀及其改造問題探討[J].現代商貿工業，2010，07：266～267.

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1004-7344（2016）14-0051-01

2016-4-25