【摘 要】近年來，我國的變電站自動(dòng)化控制技術(shù)有著顯著的發(fā)展，本文從我國的變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并有建議性的提出發(fā)展的對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】變電站自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；現(xiàn)狀；對(duì)策

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有功能綜合化，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)微機(jī)化，測(cè)量顯示數(shù)字化，操作監(jiān)視屏幕化，運(yùn)行管理智能化等特征。

1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本概念

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，現(xiàn)代電子技術(shù)，通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸出，配電線路的自動(dòng)監(jiān)視，測(cè)量，自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)，以及調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有功能綜合化，設(shè)備，操作，監(jiān)視微機(jī)化，結(jié)構(gòu)分布分層化；通信網(wǎng)絡(luò)光纜化及運(yùn)行管理智能化的特征，它的出現(xiàn)為變電站的小型化，智能化，擴(kuò)大監(jiān)控范圍及變電站的安全可靠，優(yōu)質(zhì)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控支持而且在其基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)高水平的無人值班變電站的管理。

2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)一般來說，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集及通訊，數(shù)據(jù)處理，安全監(jiān)視，微機(jī)保護(hù)，開關(guān)操作，電太無功控制，遠(yuǎn)動(dòng)及自診斷等功能。

2.1 數(shù)據(jù)采集及通訊功能

其中包括主變及各條線路的交流測(cè)量，溫濕度等非電氣量的直流測(cè)量，開關(guān)刀閘等遙信的實(shí)時(shí)采集，保護(hù)信息的收集，與上級(jí)調(diào)度通訊，統(tǒng)一時(shí)鐘等。

2.2 數(shù)據(jù)處理功能

主變及各條線路的功率及功率因數(shù)計(jì)算，電能計(jì)算及統(tǒng)計(jì)，事件順序記錄及事故追憶等。

2.3 安全監(jiān)控功能

系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)視，變電站一次系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，遙測(cè)量的越限監(jiān)視，遙信變位的聲光報(bào)警，事故信號(hào)及預(yù)告信號(hào)的告警顯示，變壓器分接頭與電容器組人工，自動(dòng)調(diào)節(jié)與投切，保護(hù)測(cè)定值的顯示與修改，在線自診斷等。

2.4 微機(jī)保護(hù)功能

微機(jī)保護(hù)功能包括饋線保護(hù)，母線保護(hù)，變壓器保護(hù)，備用電源自投等等，這是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)一個(gè)重要的功能，對(duì)于保障變電站正常運(yùn)行有著重要的作用。

2.5 電壓和無功控制功能

對(duì)有載調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補(bǔ)償電容器進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)控制，從而控制電壓和功率因數(shù)等指標(biāo)，保證電壓質(zhì)量和優(yōu)化無功補(bǔ)償。

3 數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特點(diǎn)

3.1 智能人的一次設(shè)備

一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路采用微機(jī)處理和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，使之?dāng)?shù)字程近代器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。

3.1.1 網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備

變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，已改變了傳統(tǒng)二次設(shè)備的模式，為簡(jiǎn)化系統(tǒng)，信息共享，減少電纜，減少占地面積，降低造價(jià)等方面已改變了變電站運(yùn)行的面貌。使得設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的1/0現(xiàn)場(chǎng)拉中，通過網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，資源共享，常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。

3.1.2 自動(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng)

變電站運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無約化，數(shù)據(jù)信息分層，分流交換自動(dòng)化，變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)即能那時(shí)提供故障原因，提出故障處理意見，系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)出變電站設(shè)備的檢修報(bào)告，即常規(guī)的變電站設(shè)備“定期檢修”改變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”。

4 變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)

4.1 過程層

該層是一個(gè)一次設(shè)備和二次設(shè)備的結(jié)合面，換言之過程層是指智能化電氣設(shè)備的智能化部分。過程層的主要功能可以分為三類。（1）電力運(yùn)行的實(shí)時(shí)電氣量檢測(cè)。它是與傳統(tǒng)的功能一樣，主要是電流，電壓，相位以及諧波分量的檢測(cè)，其他電氣量入有功，無功，電能量可通過間支的設(shè)備運(yùn)算出來，采集傳統(tǒng)模擬量被直接采集了數(shù)字量所取代。這樣做的優(yōu)點(diǎn)式抗干擾性能強(qiáng)，絕緣和抗飽和特性好，開關(guān)裝置實(shí)現(xiàn)了小型化，緊化。（2）運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)在線檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)。變電所需要進(jìn)行狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)的設(shè)備主要有變壓器，斷路器，刀閘，母線，電容器，電抗器以及直流電源系統(tǒng)。在線檢測(cè)的內(nèi)容主要有溫度，壓力，密度，絕緣，機(jī)械特性和工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)。（3）操作控制的執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)。操作控制的執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)包括變壓器分接頭調(diào)節(jié)控制，電容，電抗器投切控制。斷路器，刀閘合分控制。

4.2 間隔層

主要功能是：（1）匯總本間隔過程層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息；（2）實(shí)施對(duì)一次設(shè)備保護(hù)控制功能；（3）實(shí)施操作同期及其他控制功能；（4）實(shí)施本間隔操作閉鎖功能；（5）承上啟下的通信功能，即同時(shí)高速完成與過程層及所控層的網(wǎng)絡(luò)通信功能。

4.3 所控層

其主要功能是：（1）通過兩級(jí)高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，按時(shí)登錄歷史數(shù)據(jù)庫；（2）具有在線可編程的全所操作閉鎖控制功能；（3）具有所內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控，人機(jī)聯(lián)系功能；（4）按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心；（5）接受調(diào)度或控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層，過程層執(zhí)行；（6）具有對(duì)間隔層，過程層諸設(shè)備的在線維護(hù)，在線組態(tài)，在線修改參數(shù)的功能；（7）具有變電所故障自動(dòng)分析和操作培訓(xùn)功能。

5 變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要內(nèi)容內(nèi)涵

變電站自動(dòng)化控制的內(nèi)容主要包括：電氣量的采集和電氣設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視，控制和調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)變電站正常運(yùn)行的監(jiān)視和操作，保證變電站的正常運(yùn)行和安全，在發(fā)生事故時(shí)，采集瞬態(tài)電氣量，實(shí)施監(jiān)視和控制，迅速切除故障，完成事故后變電站恢復(fù)正常運(yùn)行的操作，高壓電氣設(shè)備本身的監(jiān)視信息，隨著對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通信技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)變電站的實(shí)際情況，各類分散分布式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)將各現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出單元部件分別安裝在中低壓斷路柜或高壓一次設(shè)備附近，現(xiàn)場(chǎng)單元部件或保護(hù)和監(jiān)控功能的二合一裝置，用以處理各開關(guān)單元的繼電保護(hù)和監(jiān)控功能，或是使現(xiàn)場(chǎng)的微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控部件分別保護(hù)相對(duì)獨(dú)立，在變電產(chǎn)控制室內(nèi)設(shè)置計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)各現(xiàn)場(chǎng)單元部件進(jìn)行通信聯(lián)系，能信方式通常采用串行口。

6 變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在的問題

6.1 產(chǎn)品接口問題

產(chǎn)品接口問題是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)之間的連接必須妥善解決的重要問題。它包括數(shù)據(jù)的格式，通訊規(guī)約等技術(shù)問題，當(dāng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是使用不同的廠家的產(chǎn)品時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)格式，通訊規(guī)約不同而無法在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中得到正常運(yùn)行。

6.2 產(chǎn)品質(zhì)量有待提高

容易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題是由于某些廠家僅為了追求自己經(jīng)濟(jì)利益，而忽視了產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，可靠性差等問題，缺乏了基本的質(zhì)量保證，從而會(huì)使在投運(yùn)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)問題增加。

6.3 系統(tǒng)抗干擾能力不強(qiáng)

系統(tǒng)坑干抗擾能力是指當(dāng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在高溫低溫，雷電沖擊，耐濕，靜電放電干擾，電磁輻射干擾等環(huán)境下的實(shí)際情況下，該系統(tǒng)是否能夠正常運(yùn)行。

6.4 通訊通道問題突出

通訊通道是指在特定的條件下，變電站與調(diào)度之間的通訊問題，由于大部分變電站，電廠與調(diào)度之間的通訊手段主要還是靠載波通訊，途中還有多個(gè)T接點(diǎn)，載波信號(hào)由變電站傳到教育工作者主站時(shí)衰減嚴(yán)重，信號(hào)的可靠性下降了許多，導(dǎo)致遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)的誤碼率增高，通道問題顯得十分突出。

7 結(jié)束語

我國計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，給變電站自動(dòng)化控制技術(shù)水平的提高帶來了新的機(jī)遇，變電站自動(dòng)化控制技術(shù)正在朝著網(wǎng)絡(luò)化，綜合智能化，多媒體化的方向發(fā)展。全面開展變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，保障我國電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

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[責(zé)任編輯：湯靜]