陳昌慧

（1.華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院2010級(jí)碩士研究生，北京 102206；2.佳木斯電業(yè)局，黑龍江 佳木斯 154002）

我國(guó)電力市場(chǎng)供需量在不斷地?cái)U(kuò)大，加之我國(guó)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)對(duì)變電站等電力設(shè)施的自動(dòng)化要求愈來(lái)愈高，導(dǎo)致變電站的自動(dòng)化發(fā)展也愈來(lái)愈快。這樣不但大幅度提高了我們的工作效率，也提高電網(wǎng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。

1 自動(dòng)化綜合變電站的概述

自動(dòng)化綜合變電站系統(tǒng)是在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及相關(guān)信息處理技術(shù)基礎(chǔ)之上，配以現(xiàn)代電子技術(shù)以及快捷的通信技術(shù)，全面完成對(duì)變電站二次設(shè)備功能的優(yōu)化、重組。充分實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站內(nèi)部的全部設(shè)備的正常運(yùn)行，還可以通過(guò)通信與信息技術(shù)來(lái)完成時(shí)時(shí)監(jiān)控、協(xié)調(diào)、測(cè)量等綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，替代了很多傳統(tǒng)變電站常規(guī)的二次設(shè)備，更是全面簡(jiǎn)化了二次接線等工作；同時(shí)，還大幅度地提高了運(yùn)行過(guò)程中的安全性、穩(wěn)定性，也大幅降低了維護(hù)成本、提高了自身的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，并向所有的用電用戶提供了更高質(zhì)量電能。

自動(dòng)化綜合變電站的優(yōu)勢(shì)：首先，提高供電質(zhì)量及電壓的合格率。其次，提高變電站運(yùn)行的可靠性、完全性及穩(wěn)定性。第三，提高了整體電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性及穩(wěn)定性，并全面提高了對(duì)電力系統(tǒng)的管理水平。第四，大大降低了安裝施工與維護(hù)的工作量，提高了工作效率，降低了總成本。第五，全面提升了運(yùn)行管理自動(dòng)化水平。

2 自動(dòng)化綜合變電站的結(jié)構(gòu)

自動(dòng)化綜合變電站的結(jié)構(gòu)非常清晰，通過(guò)科學(xué)、合理、有效的分工，并通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變電站的全面管理、控制與協(xié)調(diào)的工作，并為其正常運(yùn)行提供了由維護(hù)人員進(jìn)行人工干預(yù)與監(jiān)控的相關(guān)技術(shù)手段。不但可以在通過(guò)遠(yuǎn)程控制其的斷路器的分合操作，還可以及時(shí)向監(jiān)控人員提供其運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)，如，接線圖、相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，還可以匯總成表，極大地方便了人工的監(jiān)管與控制。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 自動(dòng)化綜合變化站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 自動(dòng)化綜合變電站系統(tǒng)的主要功能

該系統(tǒng)的主要功能有：繼電保護(hù)功能以及相關(guān)先進(jìn)的、全面的數(shù)據(jù)采集、事件記錄功能，同時(shí)還會(huì)對(duì)故障進(jìn)行錄波測(cè)距、控制和操作閉鎖的功能，同時(shí)，還包括了對(duì)電壓和無(wú)功就地控制、相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和記錄，并可根據(jù)控制人員要求進(jìn)行系統(tǒng)的自診斷和自恢復(fù)，如有必要還可以與遠(yuǎn)方的相關(guān)控制中心進(jìn)行通信、傳遞信息的功能。

3.1 繼電保護(hù)功能

任何的變電站都須具備繼電保護(hù)，這不但是對(duì)站內(nèi)電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，還要對(duì)線路、變壓器、電容器、母線等進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)工作，以上的各類保護(hù)都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的故障記錄與存儲(chǔ)工作。遠(yuǎn)方的控制人員還可以進(jìn)行適合當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ档裙δ堋?/p>

3.2 數(shù)據(jù)采集功能

自動(dòng)化綜合變化站還具有數(shù)據(jù)采集功能，可以對(duì)各種狀態(tài)數(shù)據(jù)、模擬和脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。它對(duì)斷路器、隔離刀閘以及接地刀閘等相關(guān)數(shù)據(jù)也進(jìn)行了客觀的采集工作；而對(duì)于所有系統(tǒng)電氣量；直流系統(tǒng)的所有量，以及各種保護(hù)裝置、自動(dòng)化系統(tǒng)以及相關(guān)的公用系統(tǒng)都具有數(shù)據(jù)收集功能。完整地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制中心時(shí)時(shí)對(duì)變電所的監(jiān)視、控制工作。如有需要還可以進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和實(shí)時(shí)打印各種所需要的信息與資料。

3.3 控制和操作閉鎖功能

遠(yuǎn)方的操作人員還可以通過(guò)CRT屏幕對(duì)自動(dòng)化綜合變電站內(nèi)的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)以及變壓器分接頭等進(jìn)行遠(yuǎn)方的時(shí)時(shí)控制與操作。為避免系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，被控設(shè)備無(wú)法操控時(shí)，還保留了人工直接跳合閘功能。

同時(shí)，操作閉鎖應(yīng)具有以下內(nèi)容：首先，電腦五防及閉鎖系統(tǒng)；其次，操作出口也可進(jìn)行操作閉鎖功能；第三，遠(yuǎn)方操控人員可依據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)斷路器以及刀閘的閉鎖功能等。

3.4 電壓和無(wú)功的就地控制

無(wú)功和電壓控制的操作方式可以進(jìn)行手動(dòng)，也可以進(jìn)行自動(dòng)控制操作。同時(shí)，無(wú)功控制一是可以由無(wú)功控制設(shè)備系統(tǒng)來(lái)得以完成，另一方面也可通過(guò)遠(yuǎn)方操作人員經(jīng)過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.5 相關(guān)的數(shù)據(jù)處理和記錄功能

自動(dòng)化綜合變電站內(nèi)會(huì)有許多數(shù)據(jù)需要處理，并對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，其主要有：斷路器動(dòng)作的次數(shù)；輸電線路的有功、無(wú)功的處理與記錄，并對(duì)變壓器的有功、無(wú)功以及母線電壓進(jìn)行最大、最小值及其時(shí)間的記錄；獨(dú)立負(fù)荷有功、無(wú)功以及峰谷值及其時(shí)間；斷路器切除故障時(shí)，所截?cái)嗳萘亢吞l次數(shù)的記錄。而控制操作以及進(jìn)行相關(guān)的修改整定值的記錄，則可以結(jié)合實(shí)際情況，既可以就地實(shí)現(xiàn)，也可以由遠(yuǎn)方的控制人員在高度中心加以實(shí)現(xiàn)。

3.6 自動(dòng)化系統(tǒng)的自診和自恢復(fù)

自動(dòng)化綜合變電站系統(tǒng)的各種插件基本都具備了自我診斷能力。其自診信息也可以被傳遞到遠(yuǎn)方調(diào)度或操作控制中心。既能快速查找出裝置內(nèi)部的故障及缺陷，還可以提示或是直接指出故障位置。與此同時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)的自診與自恢復(fù)功能還應(yīng)具備基本的可擴(kuò)展性及可維護(hù)性。

3.7 通信功能

自動(dòng)化綜合變電站的最大優(yōu)勢(shì)就可以實(shí)現(xiàn)其與遠(yuǎn)方操控中心的時(shí)時(shí)通信功能，在具備了“四遙”功能基礎(chǔ)上，還設(shè)置了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值以及當(dāng)故障發(fā)生時(shí)的故障錄波與測(cè)距信號(hào)的遠(yuǎn)方傳輸功能等。這樣一來(lái)，不但大大提高了故障維修的效率，還方便了相關(guān)技術(shù)人員原故障發(fā)生原因的客觀分析與總結(jié)。

4 自動(dòng)化綜合變電站的未來(lái)發(fā)展方向

雖然，我國(guó)目前的自動(dòng)化綜合變電站的自主研發(fā)、科學(xué)技術(shù)水平已經(jīng)逐于成熟，同時(shí)也廣泛地應(yīng)用于工作實(shí)踐中，并在高、中、低壓變電站中獲得巨大成功以及良好的經(jīng)驗(yàn)，全面、大幅度地提高了變電站整體的運(yùn)行效率及可靠性。但是，我們?cè)龠M(jìn)一步與國(guó)外發(fā)達(dá)的自動(dòng)化綜合變電站系統(tǒng)相比之下，許多現(xiàn)有問(wèn)題仍亟待加以改進(jìn)和完善。這就要求我們國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化綜合變電站應(yīng)向以下幾方面發(fā)展：

首先，提高不同廠家的設(shè)備質(zhì)量，并統(tǒng)一規(guī)格，逐步替代或升級(jí)陳舊設(shè)備，并提高其相應(yīng)的功能；其次，加強(qiáng)、完善各類信息的綜合處理分析能力，并擴(kuò)展其實(shí)際需要的新功能。全面提高、增強(qiáng)自動(dòng)化綜合變電站內(nèi)部與各個(gè)控制中心或是操控中心間的協(xié)調(diào)能力。第三，加大人工智能技術(shù)的研發(fā)工作，并盡快應(yīng)用到實(shí)際工作中來(lái)。第四，加強(qiáng)控制中心對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的進(jìn)一步控制能力以及對(duì)在線診斷能力。同時(shí)，在對(duì)事故的分析能力方面也要進(jìn)一步加強(qiáng)。第五，提高自動(dòng)化綜合變電站在電網(wǎng)故障發(fā)生后的自診、自我恢復(fù)的能力。

在我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行過(guò)程中，我們?cè)谧詣?dòng)化綜合變電站的發(fā)展方向中，還要更多的考慮到電網(wǎng)建設(shè)的逐步復(fù)雜化、成本壓力、效益壓力以及電業(yè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)壓力，這些客觀存在的問(wèn)題，都需要我們?cè)谖磥?lái)的自動(dòng)化綜合變電站的發(fā)展過(guò)程中，側(cè)重提高其技術(shù)含量、實(shí)用性方向發(fā)展，并向狀態(tài)檢修方向發(fā)展，加快新功能的研發(fā)工作，并向著自動(dòng)化綜合變電站完全智能化的方向發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)電力市場(chǎng)、電網(wǎng)正處于飛速發(fā)展階段，對(duì)變電站等電力設(shè)施的自動(dòng)化要求愈來(lái)愈高，同時(shí)也是電網(wǎng)建設(shè)及相關(guān)管理、控制、高度的未來(lái)發(fā)展方向。因此，我們只有做好對(duì)自動(dòng)化綜合變電站內(nèi)所有關(guān)鍵設(shè)施的認(rèn)知、了解、掌握之后，才可以更好地提高自動(dòng)化綜合變電站的工作效率，更進(jìn)一步提高電網(wǎng)整體的安全運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與安全性。

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