變電站綜合自動化技術發(fā)展趨勢研究

貴州萬峰電力股份有限公司 丁 媛

變電站綜合自動化技術發(fā)展趨勢研究

貴州萬峰電力股份有限公司 丁 媛

近年來，隨著科學技術的迅速發(fā)展，我國電力系統(tǒng)已逐漸進入計算機控制時代，變電站綜合自動化系統(tǒng)已代替了傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，并且成為了當前電力系統(tǒng)主要發(fā)展趨勢。此背景下，本文首先分析了變電站綜合自動化系統(tǒng)及其結構組成，其次對變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能進行了一定的闡述，最后探討了綜合自動化技術在某110kV變電站的應用及其發(fā)展趨勢，以供參考。

綜合自動化技術；變電站；應用

1 變電站綜合自動化系統(tǒng)及其結構組成

1.1 變電站綜合自動化系統(tǒng)概述

1.1.1 變電站

在電力系統(tǒng)中，變電站具有十分重要的作用，其能夠發(fā)揮變化電壓等級、匯集配送電能的效果，變電站往往由主變壓器、斷路器以及母線等相關機械設備組成。同時，變電站系統(tǒng)常由一次、二次系統(tǒng)構成，其中，一次系統(tǒng)具備傳輸、分配電能以及變換電壓的作用，二次系統(tǒng)能夠對一次設備以及經過的電流進行測量與監(jiān)視，并且還具有故障告警與控制等分面的作用。

1.1.2 變電站綜合自動化

變電站二次設備主要涉及繼電保護、控制與自動裝置等。從本質上來看，變電站綜合自動化系統(tǒng)即為綜合性的自動化系統(tǒng)。目前，科技的迅速發(fā)展，使得計算機技術、現代電子技術等在變電站二次設備中獲得了較為廣泛的運用，其功能在此背景下獲得了重新組合與優(yōu)化設計，對變電站設備實際運行狀況進行良好的監(jiān)視、測量、控制與協調。所以，與常規(guī)的二次設備相比較，變電站綜合自動化將變電站的二次接線模式做了一定的簡化，使得變電站運行水平與穩(wěn)定性以及經濟效益得到了一定的提高，并且還可促進變電站設備、系統(tǒng)運維成本的降低。

1.2 變電站綜合自動化系統(tǒng)結構組成

1.2.1 集中式結構

通常情況下，集中式系統(tǒng)包含功能相對強大的計算機，并且還能夠擴充其輸入輸出接口，還可對變電站的模擬量、數字量等信息數據進行集中性采集，然后對采集所獲得的數據信息進行集中計算、處理，從而促進微機監(jiān)控、保護、自動控制等工作的順利完成。但由于存在計算機硬件水平的影響與限制，在早起的自動化系統(tǒng)中，集中式結構獲得了較多的應用，但其對監(jiān)控主機性能的要求不高，系統(tǒng)處理能力有限，開發(fā)途徑較少，系統(tǒng)開發(fā)性、擴展性與可維護性等方面的作用相對較差，抗干擾能力也較差。

1.2.2 集中分布式結構

集中分布式結構的優(yōu)勢在于其能夠將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散到許多臺計算機中進行。通常情況下，分布式系統(tǒng)一般依據功能設計，各功能模塊間一般以網絡技術或串行模式執(zhí)行數據通信事項。分布式結構的應用能夠為系統(tǒng)的擴展與維護提供幫助，并且具有良好的可靠性，局部故障不會對系統(tǒng)其它模塊的正常運行造成影響。此外，集中分布式結構的安裝方式為集中組屏和分層組屏是，該結構較適用于中低壓變電站。

1.2.3 分布分散式結構

分布分散式結構主要采用“面向對象”設計，所謂面向對象，即為面向電氣一次回路設備或是電氣間隔設備。對于間隔層中的數據、采集、控制單元（I/O單元）與保護單元，通常就地分散安裝在開關柜上或是其他一次設備周圍，相互之間的連接以通信網絡形式進行，并且與監(jiān)控主機通信。就當前情況來看，在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，分布分散式系統(tǒng)結構獲得了十分廣泛的應用，其系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1 分散（層）分布式系統(tǒng)結構

從邏輯方面來看，通過分布分散式結構系統(tǒng)的應用，變電站自動化系統(tǒng)主要涉及以下三層內容：（1）間隔層，可實現就地模擬量、開關量、脈沖量的數據采集、保護與控制操作出口目的。（2）通信層，主要負責下層就地裝置的通信管理，并且與當地監(jiān)控、遠方調度中心通信。同時，通信層還具備采集、控制與運動的作用，其還能夠通過傳統(tǒng)的脈沖量高速以太網（Ethernet）技術實現通信目的。（3）變電站層，主要任務為站內人機接口、監(jiān)視、管理、控制等。此系統(tǒng)是現代變電站自動化技術主要發(fā)展趨勢，大大減少了連接電纜數量，以及電纜傳送信息的電磁干擾，可靠性較高，維護與擴展也較為便利，大量現場工作均能夠在設備制造廠家一次性完成。

2 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能

2.1 變電站綜合自動化技術的主要內容

（1）對變電站的正常運行情況進行相應的監(jiān)視與操作，以確保變電站的安全運行。（2）如果處于故障狀態(tài)，要想做好瞬態(tài)電氣量的采集、監(jiān)視、控制，應采用繼電保護、故障錄波等方式，并且還可將故障部位及時的、迅速的切除，以在最短的時間內恢復至正常運行狀態(tài)。（3）嚴格監(jiān)視高壓電器設備正常運行情況。（4）對于由變電站采集得到的數據信息，即為原始數據，應將其傳輸至調度中心。此外，如果有特殊需求，還可將其傳輸至檢修中心等部門。

2.2 變電站綜合自動化技術的基本功能

（1）數據采集功能：主要是對模擬量、狀態(tài)量以及脈沖量的采集。（2）安全監(jiān)視功能：主要包括異常監(jiān)視、越限告警與裝置失電等。（3）自動低周減載、系統(tǒng)自檢功能。（4）能夠對數據進行相應的處理，并且還能夠將處理之后的數據進行良好的存儲。（5）故障處理功能：主要為故障記錄、錄波、測距功能。（6）人機聯系功能：顯示畫面和數據、輸入數據、人工控制操作、診斷與維護。

3 綜合自動化技術在某110kV變電站的應用

3.1 保護技術

對于集中配屏模式，其主要包括控制、保護功能，對二次回路涉及進行了大幅的簡化操作，是目前國內新建設的變電站中應用較為廣泛的模式占比已，具有十分成熟的運行經驗。此外，集中配屏模式包括綜合自動化保護屏，可大幅提高該110kV變電站設備的綜合自動化水平與管理水平。

3.2 監(jiān)控技術

該110kV變電站監(jiān)控技術主要運用微機監(jiān)控系統(tǒng)進行，標準采用集控站技術標準，通過有效融合本地后臺監(jiān)控、集控站系統(tǒng)，促進了信息資源功效目標的實現，并且推動了變電站保護、控制、監(jiān)測等綜合自動化作用的發(fā)揮，使得數據采集、處理等目標的實現成為可能。

3.3 微機電力故障錄波技術

通過相關研究發(fā)現，微機電力故障錄波器往往具有高速故障記錄、故障動態(tài)過程記錄以及長過程記錄這三項動態(tài)記錄作用。該110kV變電站的110kV系統(tǒng)、35kV系統(tǒng)中分別安裝了一套微機電力故障錄波器，可在做好數據采樣操作之后，利用計算機軟件來判斷各項功能與作用，從而為電網故障分析工作的順利進行提供依據。

4 變電站綜合自動化發(fā)展趨勢

對于變電站綜合自動化發(fā)展趨勢，主要體現在以下幾方面：（1）保護監(jiān)控一體化，例如110KV的線路間隔與主變三側，主要采用此種技術措施進行，此類技術的優(yōu)勢在于功能可依據一次單元集中化，進而保證有關信息采集、設備狀態(tài)控制操作的穩(wěn)定性，使得設備性能效率得到了大幅提升。（2）人機操作界面接口統(tǒng)一化與無線化運行，主要適用于無人無建筑的小變電站。（3）防誤閉鎖邏輯驗證圖形化、規(guī)范化、離線模擬化，以不斷完善綜合自動化技術系統(tǒng)，保障電力系統(tǒng)運行的優(yōu)質、安全性與經濟性，為電力自動化水平的提升奠定良好的基礎，并重點突出我國能源與結構的主導地位及作用。

5 結語

綜上所述，在變電站正常運行過程中，通過綜合自動化技術的合理應用，能夠妥善解決原有變電站監(jiān)視、控制方面存在的問題，從而提升電力系統(tǒng)的安全性與可靠性。此外，通過綜合自動化技術的應用，還能夠降低變電站運行成本，為廣大居民提供更加優(yōu)質的電力服務，促進我國電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

[1]龐軍強.變電站綜合自動化技術的發(fā)展動態(tài)[J].自動化應用,2010(04): 49-50.

[2]張杰.變電站綜合自動化系統(tǒng)技術研究[J].數字技術與應用,2010(11):4-4.