淺談220kv變電站綜合自動化系統的運用及發展方向

摘 要：變電站綜合自動化系統作為電力系統自動化的基礎，在整個電力系統中起著舉足輕重的作用。 隨著電力系統的快速發展，變電站綜合自動化技術已經為人們所接受并在實際的生產應用中發揮了巨大的作用。本文主要論述了變電站綜合自動化系統的發展歷程，并探討了變電站綜合自動化系統的發展方向。

關鍵詞：變電站;綜合自動化系統;結構

一、 引言

而隨著計算機技術、通信技術、控制技術的不斷發展，變電站綜合自動化技術也得到了快速的發展。110kv及以下綜合自動化變電站的順利投運，為 220 kV綜合自動化變電站的實施提供了大量實踐經驗和技術支撐。這要求我們對變電站綜合自動化技術的發展有一個很好的前瞻，同時也為電力系統技術的發展打下了堅實的基礎。

二、 變電站綜合自動化系統應用發展歷程

變電站綜合自動化系統的相關研究開始于 20 世紀 80 年代中后期，到目前為止，其發展大致經歷了三代。

第一代變電站綜合自動化系統以 RTU 為基礎，基于變送器及繼電保護與自動裝置等設備。該類系統實際上是在常規的繼電保護及二次接線的基礎上增設 RTU，以實現“四遙”功能。 有關重要信息（如保護信息等）通過硬接點送給 RTU 裝置，RTU 的控制輸出一般經遙控執行柜發出控制命令。 該類系統的特點：系統功能不強、硬件設備重復、整體性能指標低、系統連接復雜、可靠性低，但其結構簡單、成本低，特別適合于老變電站的改造。

第二代變電站綜合自動化系統是以單片機為基礎、按功能劃分硬件結構的綜合自動化系統。20世紀80年代后期，隨著以8051、8098為代表的單片機技術的成熟，出現了大量的站內微機化功能裝置，將這些微機化單元組合在一起，即形成了按功能分布的綜合自動化系統：包括數據采集單元（模擬量、開關量、脈沖量）、監控主機（總控單元）、綜合監控單元、微機保護單元，各單元大都由16位或32位單片機組成，各功能模塊間采用串行通信方式實現數據通信，可以采用雙絞線以RS485接口連接。該類系統的特點：選用單片機負責數據采集，使工控機從大量單調的數據采集工作中解脫出來，去完成較復雜的任務調度、網絡通信和數學計算等工作。

第三代變電站綜合自動化系統是以現場總線、局域網技術為基礎的分散式綜合自動化系統。現場總線是20世紀90年代新興起的一種先進工業控制技術，是應用于自動化系統現場設備和現場儀表互連的通信網絡，隨后局域網技術的發展為變電站綜合自動化系統的結構向分散式發展創造了有利的條件。第三代變電站綜合自動化系統結構可劃分為兩個層次：第一層是分散控制層，包括保護設備、數據采集與控制設備、智能設備、指示儀表等（該層由獨立的保護及I/O組成）;第二層通常為站級計算機，實現變電站級的協調、優化控制，并實現與遠方調度中心的聯通。該類系統具有以下特點：簡化了變電站二次設備的配置，大大縮小了控制室的面積;減少了施工和設備安裝工作量;簡化了二次設備之間的互連線，節省了大量連接電纜;可靠性高、組態靈活、檢修方便。

三、 變電站綜合自動化系統發展方向

（一）系統結構的轉變

變電站綜合自動化系統的結構將從集中控制、功能分散逐步向分散型網絡發展。傳統的系統結構是按功能分散考慮的，發展趨勢將從一個功能模塊管理多個電氣單元或間隔單元向一個模塊管理一個電氣單元或間隔單元、地理位置高度分散的方向發展。這樣，自動化系統故障時對電網可能造成的影響大大地減小了，自動化設備的獨立性、適應性更強。電互感器的應用將改變監控系統的結構。它采用光纖傳送信號，無鐵心（不存在磁飽和和鐵磁諧振問題）、頻率響應范圍寬、容量大、抗電磁干擾能力強。所以，測量單元與微機保護單元互感器可共用，簡化了二次設備，這樣可以將測量單元與保護單元融合在一起，實現一個模塊管理一個電氣單元或間隔單元，為變電站綜合自動化系統結構實現分散式提供了技術支持。

（二）遙視系統的應用遙視系統在綜合自動化變電站內已廣泛使用，它將變電站內采用攝像機拍攝的視頻圖象遠距離傳輸到調度中心或集控站（主站），使主站的運行、管理人員可以借此對變電站電氣設備的運行環境進行監控，以保證無人值班變電站的安全運行。遙視系統的視頻圖象監視在本質上還屬于圖象獲取系統，將計算機視覺技術運用到圖象信息的分析與理解中，可以實現變電站系統圖象信息的智能處理。

（三）藍牙技術的發展應用

藍牙技術是一種無線數據與語音通信開放性全球規范，它是一種以低成本的近距離無線連接為基礎、為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接的短程無線電技術，解決了以太網用于變電站自動化布線難的問題。該技術具有小功率、微型化、低成本以及與網絡時代相適應的特點。藍牙技術是一項發展中的技術，其應用正處于起步階段，但藍牙技術標準統一、知識產權共享的優勢是非常明顯的，其未來的發展不可限量。可以預見，變電站內許多設備間采用無線方式通信在不久的將來就可以實現。

四、 結束語

國內變電站綜合自動化系統經過近 20 年的發展，已較為成熟，基本能夠滿足電力系統應用的需求。但是隨著我國大系 統聯網和電力市場的實現，對變電站綜合自動化要求越來越高，仍然有較大的發展空間。相信隨著相關領域各種技術的迅速發展，變電站綜合自動化系統也將不斷地發展，并逐步滿足電力系統規模不斷擴大的需求及對電能質量要求不斷提高的需求。

參考文獻：

[1]國家電網公司十八項電網重大反事故措施（試行）[Z].2005.

[2]盧偉洪.探討 220kv變電站綜合自動化系統的應用[J].廣東科技，2008（12）.

作者簡介：

蘇梅芬，國網泉州供電公司。