余慧

【摘 要】本研究以分析變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)為研究目的，首先該技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行簡要敘述，進(jìn)而對自動(dòng)化技術(shù)的主要研究內(nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行深入探討，最后對數(shù)字化的變電站技術(shù)進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】變電站；綜合自動(dòng)化；數(shù)字化

電力網(wǎng)絡(luò)隨著社會持續(xù)發(fā)展取得了進(jìn)一步的擴(kuò)大，電力系統(tǒng)在穩(wěn)定性上也面臨了全新的挑戰(zhàn)，變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，其運(yùn)行情況將會對電力系統(tǒng)的各方面產(chǎn)生一定的影響，例如穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性，通過此可反映出進(jìn)一步完善變電站管理模式的重要性。其中，變電站中的綜合自動(dòng)化技術(shù)與變電站運(yùn)行情況在穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性以及可靠性上具有密切的關(guān)系，就此本文對變電站中的綜合自動(dòng)化技術(shù)展開了相關(guān)的研究。

1.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展情況分析

變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展可通過3個(gè)階段來歸納，分別為自動(dòng)裝置、智能自動(dòng)裝置以及綜合自動(dòng)化。首先，在自動(dòng)裝置這一階段，裝置在運(yùn)行上處于各自運(yùn)行的狀態(tài)，并且不具備智能效果，在故障檢測上也尚未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。實(shí)際運(yùn)行期間，裝置若出現(xiàn)異常情況，不能及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，甚至影響到電網(wǎng)的安全運(yùn)行；其次，在智能自動(dòng)裝置這一個(gè)階段，微處理器已在實(shí)際的生活當(dāng)中廣泛應(yīng)用，而變電站逐漸試行大型的微處理機(jī)。出于對數(shù)字式電路的考慮，裝置在體積上有減小，更重要的是這一階段裝置在故障檢測上已實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，這一點(diǎn)使得裝置本身的可靠性有了明顯的改善，在維修上所花費(fèi)的時(shí)間也有明顯縮短。在該階段，自動(dòng)裝置雖具備了更多的優(yōu)點(diǎn)，然而裝置仍未能做到互相通信，分開運(yùn)行的依舊不少，并且資源共享的目標(biāo)在該階段仍未實(shí)現(xiàn)；最后，在綜合自動(dòng)化這一個(gè)階段，微機(jī)監(jiān)控裝置、微機(jī)保護(hù)、微機(jī)故障錄波以及微機(jī)運(yùn)動(dòng)等已在電網(wǎng)系統(tǒng)中充分推廣，從技術(shù)層面上看，每一個(gè)專業(yè)均是處于獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)，而硬件也有一定的重復(fù)情況，如此一來對系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性產(chǎn)生了極大的影響[1]。

2.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的主要研究內(nèi)容

以110kV以上的變電站來說，變電站必須要始終對電力系統(tǒng)在運(yùn)行期間的經(jīng)濟(jì)性原則與安全性原則嚴(yán)格遵守。在計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的飛快進(jìn)步下，為構(gòu)建新型保護(hù)技術(shù)與控制技術(shù)提供了一定的幫助，并有效解決了不少過去變電站在運(yùn)行上的問題。其次，從技術(shù)層面、管理層面上看，各項(xiàng)技術(shù)的不斷進(jìn)步對于不同專業(yè)之間的協(xié)調(diào)與配合具有一定的促進(jìn)作用，有利于完善電網(wǎng)的自動(dòng)化技術(shù)。同時(shí)，在此環(huán)境下，變電站在運(yùn)行上的安全性、可靠性等也會受到一定的影響[2]。以新建變電站為例，變電站必定要實(shí)施綜合自動(dòng)化技術(shù)，如此一來則需要逐漸的消除當(dāng)中的測量監(jiān)視、控制等工作，其由最先需要一部分的工作人員值班發(fā)展到無人值班。而對于老變電站，其要實(shí)現(xiàn)無人值班，則必須要對測量監(jiān)視、監(jiān)控等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行改造。

以40kV以下的變電站來說，進(jìn)一步提高與改善供電安全性、供電質(zhì)量以及服務(wù)水平等都是變電站的關(guān)鍵。通過變電站中的綜合自動(dòng)化技術(shù)，對變電站二次設(shè)備進(jìn)行改造，則需要消除控制屏、測量監(jiān)視等，并且全面加強(qiáng)變電站中的監(jiān)視水平與控制技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)無人值班的目標(biāo)。

變電站要做到綜合自動(dòng)化，首先，變電站設(shè)備一旦出現(xiàn)異常情況，自動(dòng)化系統(tǒng)需及時(shí)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，并對相關(guān)出口采取關(guān)閉措施。其次，電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)可對故障情況及時(shí)判斷，并作出適當(dāng)?shù)奶幚?，以盡快消除或是隔離電網(wǎng)故障，將由于故障而引起的不良影響降低到最小。

3.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)容

3.1通信技術(shù)方面

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)、間隔層裝置等在通信方面均是采用TCP/IP協(xié)議這一種網(wǎng)絡(luò)傳輸層協(xié)議，該協(xié)議為以IEC60870-5-103為基礎(chǔ)的太網(wǎng)板，規(guī)約為NET103。

目前，變電站以及調(diào)度中間多是應(yīng)用循環(huán)式與問答式的規(guī)約。其中，循環(huán)式規(guī)約的傳輸模式具有較強(qiáng)的獨(dú)立性，個(gè)別數(shù)據(jù)在傳輸期間若是有差錯(cuò)，可通過下一個(gè)循環(huán)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)救，但此種規(guī)約同時(shí)也具有3個(gè)缺點(diǎn)，分別為奇（偶）效檢驗(yàn)錯(cuò)的能力不足，信道有效利用率低、傳送數(shù)量大則時(shí)間長。另外，問答式規(guī)約對于通道的適應(yīng)性較強(qiáng)，對于通道的占用率較高，且傳送數(shù)據(jù)的速度十分快。同時(shí)，這一種規(guī)約也具有缺點(diǎn)。例如對通道具有較高的要求，并且響應(yīng)事故的速度跟不上等，其中IEC60870-5-103規(guī)約、IEC60870-5-104規(guī)約等為目前較常應(yīng)用的規(guī)約[3]。

3.2抗干擾技術(shù)方面

不少綜合自動(dòng)化系統(tǒng)均是以220V交流作為監(jiān)控裝置供電電源，在交流供電系統(tǒng)上，通過采取多項(xiàng)措施抵抗干擾。例如氧化鋅壓敏電阻、不間斷電源UPS、電源濾波器、隔離變壓器等。對于外部干擾，由于其產(chǎn)生于綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的外部，所以在消除時(shí)可通過屏蔽與減少感應(yīng)耦合來降低外部的干擾。

3.3采集數(shù)據(jù)、處理技術(shù)

變電站監(jiān)控主站在數(shù)據(jù)采集上要求，在確保交流量不失真的前提下進(jìn)行傳遞，并確保數(shù)據(jù)精確度。其中，監(jiān)控主站所采集的相關(guān)數(shù)據(jù)有多個(gè)方面，其中包括有刀閘狀態(tài)、斷路器狀態(tài)、母線電壓低壓側(cè)的三相電流、繼電保護(hù)（包括保護(hù)狀態(tài)、保護(hù)信號等）等[4]。另外，在數(shù)據(jù)的處理上，包含了多項(xiàng)處理內(nèi)容，例如分析計(jì)算變電站的運(yùn)行參數(shù)等。

3.4人機(jī)聯(lián)系、繼電保護(hù)

保護(hù)裝置屬于自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)有機(jī)部分，在原則上，保護(hù)裝置和自動(dòng)化系統(tǒng)之間應(yīng)處于相對獨(dú)立的狀態(tài)。通常需要確保電磁的兼容指標(biāo)對于干擾具備較強(qiáng)的抵抗能力，通過獨(dú)立控制電源與設(shè)置專有的熔斷器進(jìn)行保護(hù)，從而保護(hù)CT、測量CT之間的獨(dú)立性。可在線對定值、參數(shù)等進(jìn)行修改，并附上事故的采樣報(bào)告、動(dòng)作記錄等。如此一來，變電站的工作人員便可借由屏幕掌握變電站運(yùn)行的動(dòng)態(tài)情況，并對信號復(fù)歸、遠(yuǎn)方控制、當(dāng)?shù)乜刂?、?bào)警界限等進(jìn)行實(shí)施設(shè)置，還可打印出相關(guān)的數(shù)據(jù)，對信息進(jìn)行長期保存。

4.數(shù)字化變電站分析

數(shù)字化變電站主要是由智能化一次設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備構(gòu)成，使變電站內(nèi)部的智能電器設(shè)備之間可做到信息共享、互相操作，成為現(xiàn)代化變電站。

首先，在變電站的智能化一次設(shè)備方面，變電站一次設(shè)備中的受測信號回路、受控操作驅(qū)動(dòng)回路等在設(shè)計(jì)上均是以微處理器以及光電技術(shù)作為依據(jù)，簡化電式繼電器，采用數(shù)字化的程控器與公共信號網(wǎng)絡(luò)來取代過去的導(dǎo)線連接。由此可知，變電站中的常規(guī)繼電器與繼電器的邏輯回路在二次回路中被可編程序所取代，并且控制電纜、強(qiáng)點(diǎn)模擬信號等也被光纖、光電數(shù)字所取代。

其次，在變電站的網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備方面，以標(biāo)準(zhǔn)化微處理機(jī)、模塊化微處理機(jī)為依據(jù)設(shè)計(jì)與處理變電站二次設(shè)備時(shí)，二次設(shè)備在連接方式上發(fā)生了改變，在改變后均是應(yīng)用高速網(wǎng)絡(luò)通信，通過對網(wǎng)絡(luò)充分利用而轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的連接方式，切切實(shí)實(shí)做到了資源與數(shù)據(jù)的共享。

5.結(jié)束語

綜上所述，變電站中的綜合自動(dòng)化長時(shí)間以來均屬于國內(nèi)電力行業(yè)上的一個(gè)熱點(diǎn)，變電站中綜合自動(dòng)化這一項(xiàng)技術(shù)，通過優(yōu)化組合變電站中一次設(shè)備的經(jīng)過功能，對信息處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)加以利用，使得變電站中的配線路、輸線路等多項(xiàng)主要設(shè)備在監(jiān)視與控制上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，并做到了微機(jī)保護(hù)。對于變電站而言，數(shù)字化變電站對其發(fā)展歷程中具有十分重要的意義，其屬于一項(xiàng)大型的系統(tǒng)工程，在數(shù)字化變電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的這一個(gè)過程中，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有不少，所以應(yīng)結(jié)合目前的實(shí)際情況，制定相應(yīng)的實(shí)施方案，通過合理應(yīng)用成熟技術(shù)，并對該領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行積極研究，最終促進(jìn)綜合自動(dòng)化技術(shù)的良好發(fā)展。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]史偉.初探變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行及維護(hù)[J].廣東科技，2011（12）：118-119.

[2]劉曉春.淺談變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)[J].中國電力教育，2010（04）：254-255.

[3]龐軍強(qiáng).變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2010（04）：49-50.

[4]王屹，劉靜.電力變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的最新應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2010（13）：101-103.