1、論變電站綜合自動化技術討論【論文關鍵詞】變電站綜合自動化構造形式開展趨勢【論文摘要】計算機技術的開展，推動了電力系統(tǒng)計算機自動化技術的開展，變電站綜合自動化技術也日趨完善。本文在深化分析我國變電站綜合自動化構造形式及開展階段的根底上，提出了其開展趨勢，以期推動我國變電站綜合自動化的開展。變電站綜合自動化系統(tǒng)是一種以計算機為主、將變電站的一、二次設備包括測量、信號、控制、保護、自動、遠動等經(jīng)過功能組合形成的標準化、模塊化、網(wǎng)絡化的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。變電站綜合自動化，是將變電站的二次設備經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設計，利用先進的計算機技術、自動化技術和通信技術，實現(xiàn)對全變電站的主要設備和輸配電線路的自

2、動監(jiān)視、測量、控制和微機保護，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。一、變電站綜合自動化的構造形式變電站綜合自動化系統(tǒng)的構造形式主要有集中式、集中分布式和分散分布式。一集中式構造集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其i接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進展計算和處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。集中式構造也并非指只由一臺計算機完成保護、監(jiān)控等全部功能。多數(shù)集中式構造的微機保護、微機監(jiān)控和與調(diào)度等通信的功能也是由不同的微型計算機完成的，只是每臺微型計算機承當?shù)娜蝿斩嘈＠绫O(jiān)控機要擔負數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、斷路器操作、人機聯(lián)絡等多項任務；擔負微機保護的計算，可能一臺微機要

3、負責多回低壓線路的保護等。二分布式構造該系統(tǒng)構造的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。分布式形式一般按功能設計，采用主從pu系統(tǒng)工作方式，多pu系統(tǒng)進步了處理并行多發(fā)事件的才能，解決了pu運算處理的瓶頸問題。各功能模塊通常是多個pu之間采用網(wǎng)絡技術或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級的網(wǎng)絡系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題，進步了系統(tǒng)的實時性。分布式構造方便系統(tǒng)擴展和維護，部分故障不影響其它模塊正常運行。該形式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)構造，較多地使用于中、低壓變電站。三分布分散層式構造分布分散式構造系統(tǒng)從邏輯上將變電站自動化系統(tǒng)劃分為兩層，即變電站

4、層站級測控單元和間隔層間隔單元。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。該系統(tǒng)的主要特點是按照變電站的元件，斷路器間隔進展設計。將變電站一個斷路器間隔所需要的全部數(shù)據(jù)采集、保護和控制等功能集中由一個或幾個智能化的測控單元完成。測控單元可直接放在斷路器柜上或安裝在斷路器間隔附近，互相之間用光纜或特殊通信電纜連接。這種系統(tǒng)代表了現(xiàn)代變電站自動化技術開展的趨勢，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息的電磁干擾，且具有很高的可靠性，比擬好的實現(xiàn)了部分故障不互相影響，方便維護和擴展，大量現(xiàn)場工作可一次性地在設備制造廠家完成。二、我國變電站自動化開展階段變電站二次部分傳統(tǒng)按功能分為四大類產(chǎn)品：繼電保

5、護、故障錄波、當?shù)乇O(jiān)控和遠動。按系統(tǒng)形式出現(xiàn)順序可將變電站自動化開展分為三個階段：第一階段：面向功能設計的集中式rtu加常規(guī)保護形式80年代及以前，是以rtu為根底的遠動裝置及當?shù)乇O(jiān)控為代表。該類系統(tǒng)實際上是在常規(guī)的繼電保護及二次接線的根底上增設rtu裝置，功能主要為與遠方調(diào)度通信實現(xiàn)“二遙或“四遙遙測、遙信、遙控、遙調(diào)；與繼電保護及平安自動裝置的聯(lián)結通過硬接點接入或串行口通信較多。此類系統(tǒng)稱為集中rtu形式，目前在一些老站改造中仍有少量使用，此階段為自動化的初級階段。第二階段：面向功能設計的分布式測控裝置加微機保護形式第二階段始于90年代初期，單元式微機保護及按功能設計的分散式微機測控裝置得

6、以廣泛應用，保護與測控裝置相對獨立，通過通信管理單元可以將各自信息送到后臺或調(diào)度端計算機。特點是繼電保護包括平安自動裝置按功能劃分的測控裝置獨立運行，應用了現(xiàn)場總線和網(wǎng)絡技術，通過數(shù)據(jù)通信進展信息交換。此系統(tǒng)電纜互聯(lián)仍較多，擴展性功能不強。第三階段：面向間隔、面向對象bjet-riented設計的分層分布式構造形式第三階段始于90年代中期，隨著計算機技術、網(wǎng)絡及通信技術的飛速開展，采用按間隔為對象設計保護測控單元，采用分層分布式的系統(tǒng)構造，形成真正意義上的分層分布式自動化系統(tǒng)。目前國內(nèi)外主流廠家均采用了此類構造形式。110kv以下電壓等級變電站，保護測控裝置要求一體化、110kv幾以上電壓等級

7、保護測控大多按間隔分別設計，對超高壓變電站的規(guī)模比擬大的系統(tǒng)，為減少中間環(huán)節(jié)，防止通信瓶頸，要求裝置直接上以太網(wǎng)與監(jiān)控后臺通信，甚至要求保護和監(jiān)控網(wǎng)絡獨立組網(wǎng)，由于采用了先進的網(wǎng)絡通信技術和面向對象設計，系統(tǒng)配置靈敏、擴展方便。三、變電站綜合自動化開展趨勢一保護監(jiān)控一體化這種方式在35kv及以下的電壓等級中已普遍采用，今后在110kv及以上的線路間隔和主變?nèi)齻戎胁捎么朔绞揭惨咽谴髣菟?。它的好處是功能按一次單元集中化，利于穩(wěn)定的進展信息采集以及對設備狀態(tài)進展控制，極大地進步了性能效率比。其目前的缺點也是顯而易見的:此種裝置的運行可靠性要求極高，否那么任何形式的檢修維護都將迫使一次設備的停役?？?/p>

8、靠性、穩(wěn)定性要求高，這也是目前110千伏及以上電壓等級還采用保護和監(jiān)控別離設置的原因之一。隨著技術的開展，冗余性、在線維護性設計的出現(xiàn)，將使保護監(jiān)控一體化成為必然。二人機操作界面接口統(tǒng)一化、運行操作無線化無人無建筑小室的變電站，變電運行人員假如在就地查看設備和控制操作，將通過一個手持式可視無線終端，邊監(jiān)視一次設備邊進展操作控制，所有相關的量化數(shù)據(jù)將顯示在可視無線終端上。三防誤閉鎖邏輯驗證圖形化、標準化、離線模擬化在220kv及以上的變電站中，隨著自動化程度的進步，電動操作設備日益增多，其操作的防誤閉鎖邏輯將嚴密結合于監(jiān)控系統(tǒng)之中，借助于監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)采集和控制鏈路得以實現(xiàn)。而一座變電站的建立都

9、是通過幾次擴建才到達終期規(guī)模，這就給每次防誤閉鎖邏輯的實際操作驗證帶來難題，如何在不影響一次設備停役的情況下模擬出各種運行狀態(tài)來驗證其正反操作邏輯的正確性？圖形化、標準化的防誤閉邏輯驗證模擬操作圖正是為解決這一難題而作，其嚴謹性是建立在監(jiān)控系統(tǒng)全站的實時數(shù)據(jù)庫之上的，使防誤閉鎖邏輯驗證的離線模擬化成為可能。四就地通訊網(wǎng)絡協(xié)議標準化強大的通訊接口才能，主要通訊部件雙備份冗余設計雙pu、雙電源等，采用光纖總線等等，使現(xiàn)代化的綜合自動化變電站的各種智能設備通過網(wǎng)絡組成一個統(tǒng)一的、互相協(xié)調(diào)工作的整體。五數(shù)據(jù)采集和一次設備一體化除了常規(guī)的電流電壓、有功無功、開關狀態(tài)等信息采集外，對一些設備的在線狀態(tài)檢測量化值，如主變的油位、開關的氣體壓力等等，都將嚴密結合一次設備的傳感器，直接采集到監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫中。高技術的智能化開關、光電式電流電壓互感器的應用，必將給數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)帶來全新的形式。變電站綜合自動化系統(tǒng)是近10多年開展起來的多專業(yè)綜合技術，是變配電系統(tǒng)的一次革命。隨著中國國民經(jīng)濟持續(xù)快速開展，社會對電力的需求與日俱增，各行各業(yè)對電力質(zhì)量的要求越來越高，各種智能技術的普遍應用，使得變電站自動化管理和無人值守已是一種必然趨勢和必然選擇。對常規(guī)人工控制為主的傳統(tǒng)變電站，施行以微機監(jiān)控為主的綜合自動化系統(tǒng)建立，是新時期創(chuàng)始我國電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、平安、經(jīng)濟運行和全面提升電