【摘 要】變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)變電站數(shù)字化和智能化的重要途徑。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)得到快速的發(fā)展。文章主要對(duì)變電站綜合自動(dòng)化進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，希望對(duì)同行有一定的參考意義。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；變電站；自動(dòng)化

1.綜合自動(dòng)化

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)得到快速發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)：

（1）在追求目標(biāo)和控制策略上日益向最優(yōu)化、適應(yīng)化、智能化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化發(fā)展。

（2）功能多樣化。由單一功能向多功能發(fā)展，例如變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展。

（3）在理論工具上越來越多地借助國(guó)際現(xiàn)代化理論，提高運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)、效率，完成向管理、服務(wù)的自動(dòng)化擴(kuò)展，例如MIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

（4）在監(jiān)控手段上高新化，越來越多的普及微機(jī)、高新電子器件和遠(yuǎn)程通信工具。由單個(gè)元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展，例如SCADA（監(jiān)測(cè)控制與數(shù)據(jù)采集）的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展。

（5）設(shè)備裝置向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展，如繼電保護(hù)建設(shè)的演變。

現(xiàn)代電力系統(tǒng)已經(jīng)成為一個(gè)計(jì)算機(jī)、通信、控制和電力裝備及電力電子的統(tǒng)一體。電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化是一個(gè)集傳統(tǒng)技術(shù)改造與現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步于一體的技術(shù)總體推進(jìn)過程。但是由于中國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展比較晚，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力需求比較大，在學(xué)習(xí)和追趕國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)我們必須兼顧傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn)，只有這樣我們才能保證電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化能夠得以全面實(shí)現(xiàn)。

2.變電站綜合自動(dòng)化與電力系統(tǒng)自動(dòng)化的關(guān)系

變電站作為電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)，變電站主要分為：升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的程度直接影響著變電站綜合自動(dòng)化的水平。

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是變電站的核心系統(tǒng)，對(duì)變電站及電網(wǎng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)包括變電站監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)與故障錄波系統(tǒng)、電氣二次設(shè)備、電量采集設(shè)備、主設(shè)備在線監(jiān)控等變電站所有二次系統(tǒng)。自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性與先進(jìn)性對(duì)變電站及電網(wǎng)的影響深遠(yuǎn)。

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化快速發(fā)展，對(duì)變電站保護(hù)和控制也提出了更高的要求，它必須要具有集中控制功能和有先進(jìn)的繼電保護(hù)和控制，并能遠(yuǎn)程控制、抗電磁干擾；能事件記錄、可無人值班；能適應(yīng)全系統(tǒng)統(tǒng)一控制的需要；滿足分期建設(shè)的要求。配置的基本要求體現(xiàn)在：分層；數(shù)據(jù)分快、中、慢三種速度傳遞；保護(hù)系統(tǒng)通信高度優(yōu)先，但又不經(jīng)常占用；保護(hù)具有獨(dú)立工作能力；功能處理器配置成群；數(shù)據(jù)采集裝置設(shè)在開關(guān)站內(nèi)；數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)量和地點(diǎn)應(yīng)具有靈活性；備用方式的選擇具有靈活性。

變電站綜合自動(dòng)化，是數(shù)字式電子技術(shù)同強(qiáng)電技術(shù)全面相結(jié)合的綜合體。它局限于自動(dòng)控制理念，而是對(duì)整個(gè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的信息采集、處理、傳輸、監(jiān)控進(jìn)行全方位的考慮，從而達(dá)到資源信息共享、全面自動(dòng)控制的目的。

變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式是多樣的，如集中式、全分散式、集中與分散相結(jié)合式等。其功能也越來越強(qiáng)大，主要包括繼電保護(hù)、信息采集、設(shè)備監(jiān)控、遠(yuǎn)程通訊、數(shù)據(jù)處理等等。通過不斷的改進(jìn)和完善變電站自動(dòng)化建設(shè)，我們能全面實(shí)施“四遙功能”，大大的提供了變電站運(yùn)行的安全可靠性，更好的為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化提供必要的保障。

3.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能

3.1信息數(shù)據(jù)采集

（1）狀態(tài)量采集：狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)，隔離開關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號(hào)及變電站一次設(shè)備告警信號(hào)等。

（2）模擬量采集：常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓，線路電壓，電流和功率值。饋線電流，電壓和功率值，頻率，相位等。

（3）脈沖量采集：脈沖量主要是脈沖電度表的輸出脈沖，也采用光電隔離方式與系統(tǒng)連接，內(nèi)部用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)電能測(cè)量。

3.2微機(jī)保護(hù)

是對(duì)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，包括線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動(dòng)裝置。各類保護(hù)實(shí)現(xiàn)故障記錄、存儲(chǔ)多套定值、適合當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ导巴跈z測(cè)和同期合閘等功能。

3.3事故錄波和報(bào)警功能

事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄，開關(guān)跳合記錄。變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測(cè)距計(jì)算，再將數(shù)字化的波型及測(cè)距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)和分析。為了保證變電站持續(xù)正常運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)故障使用備用設(shè)備時(shí)應(yīng)及時(shí)報(bào)警盡快處理。

3.4設(shè)備監(jiān)控和操作閉鎖

操作人員可通過CRT屏幕對(duì)斷路器，隔離開關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。操作閉鎖應(yīng)具有以下內(nèi)容：①電腦五防及閉鎖系統(tǒng)②根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)斷路器，刀閘的操作閉鎖功能。③操作出口應(yīng)具有同時(shí)操作閉鎖功能。④操作出口應(yīng)具有跳合閉鎖功能。

3.5電壓和無功的就地控制

無功和電壓控制一般采用調(diào)整變壓器分接頭，投切電容器組，電抗器組，同步調(diào)相機(jī)等方式實(shí)現(xiàn)。操作方式可手動(dòng)可自動(dòng)，人工操作可就地控制或遠(yuǎn)方控制。無功控制可由專門的無功控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保護(hù)裝置測(cè)量的電壓，無功和變壓器抽頭信號(hào)通過專用軟件實(shí)現(xiàn)。

3.6數(shù)據(jù)記錄和處理

歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級(jí)調(diào)度中心，變電管理和保護(hù)專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：①斷路器動(dòng)作次數(shù)②斷路器切除故障時(shí)截?cái)嗳萘亢吞l操作次數(shù)的累計(jì)數(shù)③輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時(shí)記錄的最大，最小值及其時(shí)間。④獨(dú)立負(fù)荷有功、無功，每天的峰谷值及其時(shí)間⑤控制操作及修改整定值的記錄。

3.7系統(tǒng)反故障和自我診斷功能

系統(tǒng)裝備反事故自動(dòng)裝置，防止事故危及系統(tǒng)和電氣設(shè)備；同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診斷信息也象被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心或操作控制中心。

3.8遠(yuǎn)程通信

系統(tǒng)將站內(nèi)運(yùn)行的有關(guān)數(shù)據(jù)及信息遠(yuǎn)程傳輸至調(diào)度中心或設(shè)備運(yùn)行管理單位。遠(yuǎn)程通信功能在電力系統(tǒng)中具有重要的地位，是遠(yuǎn)程監(jiān)控的重要手段。在常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)‘四遙’的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測(cè)距信號(hào)的遠(yuǎn)傳等，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的要求合理裝備，保證通信的可靠性，以便管理人員了解變電站實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，如有故障及時(shí)處理。

4.變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展

伴隨著DMS等系統(tǒng)的不斷完善，大大提高了電氣綜合管理水平，使電氣設(shè)備保護(hù)控制得到優(yōu)化，解決了大面積停電故障的難題，提高了供電的安全可靠性；同時(shí)能夠建立快速電力事故處理機(jī)制，大大縮短了停電的時(shí)間，降低了對(duì)電器設(shè)備的影響；另外可以隨時(shí)掌握整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，如電流、電壓、電量、功率等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電力平衡負(fù)荷監(jiān)控、精確計(jì)量等多種功能。DMS系統(tǒng)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了變電站無人值班的管理模式，達(dá)到了大幅度減員增效的目的。

現(xiàn)在國(guó)際上都爭(zhēng)先研制新型電子式互感器，這類互感器包括連接傳輸器和二次變換器的一個(gè)或多個(gè)電流或電壓傳感器，將被測(cè)量按比例傳送給測(cè)量?jī)x器、儀表和保護(hù)或控制裝置，用以完成數(shù)據(jù)的傳輸和控制。電子式互感器的研制和應(yīng)用，將進(jìn)一步提高變電站綜合自動(dòng)化的程度，它的應(yīng)用將全面推動(dòng)數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

保護(hù)和監(jiān)控集成系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)共享是變電站綜合自動(dòng)化的一個(gè)主要特點(diǎn)，將保護(hù)和監(jiān)控功能集成到同一裝置是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主要手段，SCADA所想要的許多數(shù)據(jù)和繼電保護(hù)鎖處理的數(shù)據(jù)是一樣的，因此將分布式的變電站SCADA集成到微機(jī)飽和中，使得保護(hù)和監(jiān)控共用一個(gè)硬件平臺(tái)，大大的節(jié)約了成本，提高了提高了變電站的經(jīng)濟(jì)效益。