变电站综合自动化系统的发展现状及功能分析.doc

1、变电站综合自动化系统的发展现状及功能分析摘要：文章通过笔者的工作实践，阐述了变电站综合自动化系统的发展现状及组成，从中着重针对变电站综合自动化系统的主要功能进行了分析与研究，提出自己的看法，旨在为 变电站自动化工程的未来发展提供有利的参考。 关键词：变电站；综合自动化系统；现状；系统功能 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着通信技术、计算机和网络技术等的迅速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本

2、身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。本文就变电站综合自动化系统的现状及功能进行分析，以供大家参考。 一、变电站综合自动化系统的发展现状 变电站综合自动化系统具有安全可靠、功能齐全、结构简单和技术先进的优点，且这些优点通过一些新建变电站的运行得到了很好的证明。近年来，变电站综合自动化系统的水平飞速发展，在我国电力系统、城乡电网建设与改造中得到了越来越广泛的普及和应用。无论是 220kV 及以上的超高压变电站的设计与建设，还是中低压变电站的无人值班，都应用了自动化新技术，这一应用使得电网建设和电力系统的现代化水平大大提高，并且使电网调度和配输电的可能性增强以及变电

3、站的建设成本更为低廉。 二、变电站综合自动化系统组成 在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、动重合闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装置称为保护单元，而把测量和控制功能综合在一起的装置称为控制或 I/0 单元，两者通称为间隔级单元。 各种类型的间隔级单元搜集到的状态量和测量值，通过软件来实现各种保护闭锁。它主要由以下几部分构成：微机保护单元主要完成信号的测量、传递、 保护的计算和执行、接受上位机的指令并执行，通讯网络主要完成信号的传递，后台管理机主要完成对保护单元上传来的信号进行分析处理及显示、提供人机对话窗口、 接受操作人员的指令、 向上位管理机传递及时信息，为管理人员提供决策信息

4、。 站控层的主要功能就是作为数据集中处理的保护管理，担负着上传下达的重要任务，对下它可以管理各种间隔单元装置，包括微机监控、保护、自动装置等，收集各种数据并发出控制命令，起到数据集中作用，还可以通过现场总线完成对保护单元的自适应调整：对上则通过设立开放式结构的站级网络接口，与管理层建立联系。 将数据传送给管理后台机或调度端，起到数据处理作用。 网络层支持单网或双网结构，支持 100M 高速工业级以太网，有效地保证了网络传输的实时性和可靠性;通信协议采用 DL/T667-1999 规约。 间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔划分，具有测量、控制和继电保护部分。 测量、控制部分负责单元的测量、

5、监视、断路器的操作控制和联锁及事件顺序记录等：保护部分负责该单元线路或变压器或电容器的保护、各种录波等。因此，间隔层本身是由各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置直接通过总线接到站控层。 三、变电站综合自动化系统的功能分析 3.1 继电保护功能 变电站综合自动化系统中的微机继电保护功能主要包括自动重合闸、小电流接地系统自动选线、电容器保护、母线保护、电力变压器保护以及输电线路保护。因为继电保护极其重要，其可靠性绝对不可以被综合自动化系统降低，因此要求做到： （1）分别独立设置系统中继电保护的电力设备单元，电气量由相关的电压互感器和电流互感器直接输入，输出则由触点相应断路器的跳闸线圈直接操作

6、。 （2）保护装置设有通信接口，供接入站内通信网，在保护动作之后向变电站层的微机设备提供报告，但通信网并不是继电保护功能完全依赖的对象。此外，保护装置之外的一些重要控制设备，例如控制电容器、变压器分接头有载切换和投切的无功电压控制装置、备用电源自动投入装置等，通信网同样并非是其完全依赖的平台，应在相应的间隔屏上放置设备装用的装置。同时为了避免不必要的硬件重复，使整个系统的造价降低、可靠性提高，特别针对 35 kV 及以下设备，可将一些其他功能配给给保护装置，但其前提是不能使保护装置的可靠性将因此被降低。 作为变电站综合自动化系统中的关键环节，继电保护最重要的就是拥有完整、独立的继电保护功能，而

7、在此基础上，还必须具备下列附加功能： （1）与监控系统的通信功能。监控系统与综合自动化系统中的继电保护是彼此独立的，因此，与监控系统的通信功能是继电保护所应具备的附加功能之一。继电保护功能会将动作名称、动作值、动作性质以及动作时间主动上传，并将当前的修改定值和保护定值的信息按照控制命令上传。 （2）与系统统一时钟对时的功能。在电网运行中，时间的统一和精确是极其重要的，当继电保护动作时，对电网发生事故的原因进行正确分析的可靠依据，即是各套继电保护动作的先后顺序，而只有借助统一精确的时间才能判断其顺序的先后。因此，1991 年 7 月颁布的“大纲”已对同一电网内采用统一的对时方式做出了明确的建议，

8、以便将保护动作的时间和故障发生的情况进行准确记录。 （3）将授权修改和远处观察的保护整定值进行当地显示的功能。对保护整定值的修改与检查要做到可靠、方便、直观。对保护定值的修改除了能够在各保护单元上进行显示之外，还应考虑到无人值班的因素，通过远方调度端和当地的监控系统，使得保护定值能够被修改和查看。同时为了对加强定值的管理，避免出现差错，应采取校对密码的措施对定值进行修改，并对最后一个修改定值的密码进行记录。 （4）故障自恢复、自闭锁、自诊断功能。完善的自诊断功能是每个保护单元都应具备的，当内部发现故障时，能够自动报警，同时对故障部位予以指明，使维修时间缩短以及故障的查更为方便。当故障出现在关键

9、部位时，保护出口则应自动闭锁。如果故障干扰到的是软件，则通过自启动功能使保护装置的可靠性得以提高。 （5）自动重合闸功能。输电线路保护内为该设置和功能。三相一次重合闸一般为 110 kV 及以下线路所采用，可整定其同期检定方式下重合闸延长的时间。同期检定方式包括检同期方式、检无压方式和不检定方式。 3.2 监视控制功能 3.2.1 数据处理与采集 对变电站设备的运行状态和电力运行的实时数据进行采集，包括保护信号、数字量、脉冲量、模拟量和各种状态量等，经过去伪存真的处理后，将采集到的数据存于数据库，为计算机处理提供信息基础。 （1）采集模拟量。其内容包括功率、站用电电压、直流电源电压、变电站室温

10、、主变压器的油温、功率因数、相位、无功频率及功率、电容器的电流、功率值、主变压器电流、功率值和电压馈线电流、线路电流以及各段母线电压。 （2）采集状态量。其内容包括运行告警信号、继电保护动作信号、同期检查状态、有载调压变压器分接头位置、隔离开关状态以及断路器状态。 （3）采集脉冲量。脉冲电能表所输出的电能量即为变电站所采集到的典型脉冲量，实质采集的是包括无功电能和有功电能在内的电能量。 （4）采集数字量。主要指对自动装置的信息或计算机构成的保护进行采集。 3.2.2 运行监视功能 通过监视状态量变位，可对变电站内机自动装置和继电保护的动作顺序及情况、变压器分接头的动作和位置情况、接地开关、隔离

11、开关和各种断路器进行监视。监视模拟量分为事故模拟量变化的追忆、定值超限报警和正常的测量。当变电站设备异常或状态非正常时，监控系统能够第一时间在远方或当地发出语音报警或事故音响，同时在 CRT 显示器上自动推出事故情况的报警画面，然后运行人员可以此为依据对事故进行分析和处理，并存储和打印记录事故信息。 3.2.3 事故追忆及顺序记录功能 事故追忆是指对于主要母线电压、有功功率以及线路等一些主要模拟量，连续测量并记录其在事故前后一段时间内的状态；事故顺序记录是指自动记录变电站内的断路器、自动装置和继电保护等在事故时动作的先后顺序。毫秒级为事故记录对时间要求的精确级别，CRT 显示器上可以打印输出和显示自动记录下的报告。事故顺序记录功能所提供的报告非常有助于评价断路器、自动装置及继电保护的动作情况，并对事故进行分析。 四、结束语 总之，变电站综合自动化系统以服务于电力系统安全、经济运行为中心。通过先进的计算机技术、 通信技术的应用，为新的保护和控制技术采用提供技术支持，解决过去能解决的变电站监视、控制问题，促进各专业在技术上、管理上配合协调，为电网自动化进一步发展提供基础，提高变电站安全、可靠和稳定运行水平。 参考文献 1 黄益庄.变电站综合自动化技术.中国电力出版社，2000. 2 江智伟.变电站自动化及其新技术M.北京：中国电力出版社，2006