劉曉玲 李勇

1自動化系統(tǒng)的結構

網(wǎng)絡技術、微計算機技術、集成電路技術、通信技術與變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展是密不可分。從變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程來看，其主要結構分為以下三個。

1.1集中式

變電站綜合自動化系統(tǒng)的集中式結構主要是脈沖量、模擬量及開關量的信息進行計算和處理，從而來完成微機自動控制、監(jiān)控及保護功能。集中式結構不是運用一臺計算機就可以完成全部的監(jiān)控和保護功能，而是運用多數(shù)集中式結構的保護，通信或監(jiān)控功能來完成不同的計算機，只不過每一計算機擔任的工作不同罷了。這種結構具有占地面積比較少，造價比較低，結構緊湊。此結構對變電站綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)控的性能要求相當高，由于系統(tǒng)處理是有一定限度，尤其在擴展性或開放性等方面應用比較差，容易受外界的干擾。

1.2分布式

變電站自動化系統(tǒng)交由主中央處理器及從中央處理器多臺計算機來完成，這主要是分布式結構的特點。自動化分布式結構有利于系統(tǒng)的維護及擴展，如果發(fā)生故障時不會影響其他的工作運行。

1.3分層式

分層式結構是將變電展從上至下分為間隔層、站控層、通信層等，且將回路的數(shù)據(jù)監(jiān)控、采集及保護組合在一起然后安裝在開關柜上。它比集中式結構具有以下三個優(yōu)點：(1)變電站內二次設備需要的電纜減少，不僅節(jié)約了投資，且也給維護人員帶來方便；(2)變電站自動化系統(tǒng)的開放性和擴展性比較高，在其得到廣泛應用，(3)變電站的可靠性比較高，每一部分的設備出現(xiàn)故障時，只會影響到局部的運行，如果將故障進行分散，變電站的網(wǎng)絡及系統(tǒng)出現(xiàn)故障只會影響到監(jiān)控部分，并且可以使設備的控制保護功能不受影響，使電路正常運行，在此段級的每一個單元損壞，都不會使通信中斷，也可以長期地在變電站的通信網(wǎng)絡上獨占。

2變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能

2.1微機保護功能

微機保護功能是對變電站的設備進行保護，其包括母線保護、備用源自投、變壓器保護、自動重合閘、線路保護等，如果各種保護系統(tǒng)出現(xiàn)故障，監(jiān)控系統(tǒng)會及時發(fā)送故障信息，工作人員要合理地選擇保護定制和類型，能夠及時采取措施。

2.2對數(shù)據(jù)采集及處理

數(shù)據(jù)采集和處理主要由三部分組成。

(1)狀態(tài)量采集，(2)模擬量采集，(3)脈沖量。狀態(tài)量采集有隔離開關狀態(tài)、保護動作信號、刀閘和開關位置，變壓器分接頭型號、事故跳閘信號，變電站設備投／切信號等組成。大多數(shù)信號采用輸入系統(tǒng)方式是光電隔離且可以用通信方式獲得。模擬量采集組要有電流、有功電能量、線路電壓，有功功率、功率因數(shù)、頻率、無功功率、無功電能量、相位、溫度等組成。變電站綜合自動化系統(tǒng)的脈沖電度表的輸出脈沖是脈沖量，脈沖量主要采用光電隔離方式且變電站自動化系統(tǒng)進行連接，用計數(shù)器可以統(tǒng)計它內部的脈沖個數(shù)，便于實現(xiàn)電能的測量。

2.3變電站系統(tǒng)的事故記錄及故障錄波測距

事件記錄包括兩種記錄。

(1)開關跳和記錄；(2)保護動作序列記錄。且故障錄波有分散型和集中式來實現(xiàn)，分散型的鍘距和記錄計算是由微機保護裝置來完成，然后把測距結果和數(shù)字化的波型送到監(jiān)控系統(tǒng)，再有監(jiān)控系統(tǒng)分析及存儲。集中式配置專用的故障錄渡器且可以和監(jiān)控系統(tǒng)通信。

2.4變電站的控制功能

變電站的控制功能主要對：有載調壓開關、變電所各級電壓等級斷路器、消弧線圈、變中性點閘刀等控制，變電站的控制功能采用的是遠方及就地控制。且變電所控制室的后臺機鍵盤操作的控制室應用控制的方式，控制方式也可控制監(jiān)控中心。根據(jù)變電站投切電容器的調節(jié)變壓器開關或斷路器，是微機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)電壓無功自動控制與調節(jié)。

3變電站綜合自動化系統(tǒng)的應用

變電站數(shù)字信號處理的應用使設備分散布置的遠程終端設備也迅速發(fā)展起來了，給變電站自動化系統(tǒng)提供了有力的優(yōu)化功能。比如可以從TA、TV上交流采樣且通過數(shù)字信號處理各相電壓電流的波形進行連接，這就是電參數(shù)測量，然后再進一步計算就可以得出零序負序參數(shù)等值或諧波有效值，將得出這些值和相關I／0觸點集成在模塊中。因此，設備分散布置的遠程終端設備模塊稱為測量控制單元。并且通過數(shù)字信號處理技術不但能完成各種測量單元的保護功能，還能和測距錄波、小電流接地系統(tǒng)單相接地選線、重合閘等相關功能集合一起。這種技術的應用逐漸提高了自動化系統(tǒng)的通信容量。主要用于短距離及遠距離大容量信息的傳輸就是通信光纖。通信光纖衰減小、頻帶寬、信道多等特點，它有除了有以上三個特點外，且還有不受各端間地位差、電磁干擾、太分量、浪涌等影響，它適合變電較強電磁干擾的環(huán)境也是綜合自動化系統(tǒng)的通信信道目。

4變電站綜合自動化的發(fā)展

對變電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。由于人工智能在故障診斷及遙視系統(tǒng)發(fā)展的不完善，所以變電站監(jiān)控系統(tǒng)要在這兩方面發(fā)展。

(1)人工智能技術的發(fā)展。現(xiàn)今人工智能不斷地發(fā)展且對診斷智能或自動化的要求也越高了。相關工作人員根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡技術具有自學能力、聯(lián)想能力及并行計算機能力。并且適用于模式識別機故障分類，把它作為研究的重點且發(fā)展也比較快。從發(fā)展形勢來看，人工智能技術在進行故障診斷時的發(fā)展方向有以下幾點。

①神經(jīng)網(wǎng)絡結構的改進，②診斷理論和神經(jīng)網(wǎng)絡緊密結合，③神經(jīng)網(wǎng)絡診斷系統(tǒng)要與知識的專家系統(tǒng)進行結合，④人工智能診斷系統(tǒng)的微型化；⑤信號處理與神經(jīng)網(wǎng)絡的結合。

(2)能夠使對主站電氣設備的運行環(huán)境監(jiān)控，可以保證“無人值班”變電站的安全運行，主要是遙視系統(tǒng)將變電站內采用的攝像機拍攝的視頻圖象進行遠距離傳輸?shù)街髡?，調度中心。并且遙視系統(tǒng)的視頻圖像監(jiān)控的本質是還屬于圖像獲取系統(tǒng)，遙視系統(tǒng)的圖像信息的理解和分析是運用計算機視覺技術，并且計算機視覺技術也可以實現(xiàn)變電站自動化系統(tǒng)圖像信息的智能處理。

總之，變電站綜合自動化采用先進的技術，不僅僅可以避免、減少誤操作、縮短事故處理時間、達到減員增效、提高供電的可靠性等，還有利地提高自動化系統(tǒng)的水平。