对变电站综合自动化系统应用的探讨.doc

1、对变电站综合自动化系统应用的探讨摘要：变电站综合自动化系统具有有别于常规变电站的优异功能，提升供电质量、提高变电站经济效益方面发挥着重要作用。本文在研究变电站综合自动化系统的结构和功能的基础上分析其实际应用。 关键词：变电站；综合自动化系统；应用 中图分类号：TM6 文献标识码： A 1、变电站综合自动化系统的结构与特征 1.1 变电站综合自动化系统的结构 1.1.1 集中式系统结构 集中式控制系统的硬件装置和数据处理均集中配置，采用由前置机 和后台机构成的集控式结构。一般而言，数据的输入输出、控制、保护和监测等功能由前置机完成，后台机主要用于处理数据、 显示、 远方通讯及打印等。集中式控制系

2、统能够对各种开关量和模拟量进行实时采集，以此采集变电站的数据并进行实时监控。但在这种系统结构中，前置管理机的引线较多，任务较重，因而并不利于整个系统的可靠运行。当前置机发生故障时，当地及远方的所有信息及功能将会丢失，因而在实际的应用中，一般采取双机并联运行的方式。集中式系统结构的工作量较大，并且难以实现一些自动化需求功能的扩展。另外，从工程设计的角度看，采取这种系统结构前需要铺设电缆，因而也增加了其成本。 1.1.2 分布式系统结构 按照监控对象或系统功能的不同，将变电站自动化系统分为多台计 算机单功能设备，与能共享资源的网络进行连接，从而得以进行分布式处理。分布式系统结构通过主从 CPU 系

3、统进行工作，因而处理并行突发事件的能力较强。系统选用的网络系统具有优先级，通过网络技术或串行方式实现各功能模块间的数据通信，使得系统的实时性分布式结构得以提高，有利于系统的扩展和维护。就安装而言，这种模式可以形成两种系统组态结构：分层组屏式和集中组屏式，在中、 低压变电站中较为常见。与集中式系统结构相比，分布式系统结构的可靠性、开放性和可扩展性均较高，且减少了站内二次设备的电缆需求量，既给系统的调试和维护带来了方便，也极大地减少了成本。 1.2 变电站综合自动化系统的特征 变电站综合自动化系统的发展基础是计算机技术、数据通信技术和自动化技术，实现了二次设备功能的综合化。由于综合自动化系统实现了

4、测量、控制和保护装置的数字化，利用通信网络连接各功能模块，有利于扩充接口功能模块和共享信息，进而促进了系统构成的模块化。综合自动化系统是按分布式结构来设计数据采集和控制、微机保护及其他智能设备等子系统的，因而每个子系统都可能配置多个 CPU ，用于完成不同的功能。综合自动化系统实现了结构分布、分层和分散化，是一个具备良好的完整性和高度协调性的有机综合系统。在变电站中应用综合自动化系统，可以实现操作监视屏幕化，无论是否有人值班，操作人员都能全方位地操作和监视变电站的输电线路和设备。现代综合自动化系统中往往应用了光纤通信技术和计算机局域网络技术，实现了通信局域网络化、光缆化。此外，综合自动化系统还

5、能够进行在线诊断，并向远方主控端传送诊断结果，实现了运行管理智能化，又通过微机监控系统和打印机实现了测量显示数字化。综上所述，变电站综合自动化系统的特征为功能实现综合化、系统构成模块化、结构分布分层分散化、操作监视屏幕化、通信局域网络化和光缆化、运行管理智能化和测量显示数字化。 2、变电站综合自动化系统系统的功能及应用 2.1 继电保护功能 变电站综合自动化系统不仅能像常规变电站系统一样对元件设备 和输电线路起到保护作用，并且与监控系统相独立。综合自动化系统应能实时记录故障，同时存储多套定值，并能显示模拟量，实现与监控系统的通信，还能够查询和整定当地及远方的保护定值，这样，当故障退出运行时，系

6、统的继电保护及其他功能都能正常运行。 2.2 数据采集、处理和记录功能 变电站综合自动化系统中的数据主要可分为状态数据、脉冲数据和模拟数据。状态数据主要包括隔离开关状态、断路器状态、变电站一次设备告警信号及变压器分接头信号等，当前，我国大多通过通信方式或光电隔离方式采集状态数据。模拟数据一般指线路电压、母线电压、电压和功率值、电流和功率值、馈线电流、相位、频率、变电站室温、变压器油温等。脉冲数据主要指脉冲电度表的输出脉冲，其与系统连接方式为光电隔离，内部通过计算器对脉冲个数进行统计，从而测量电能。在变电站综合自动化系统中，全面完整的数据采集是监视变电所的重要前提，数据采集完成后，可进行实时显示

7、和打印。 数据处理主要指数据的形成和存储，主要包括变压器的有功和无 功、输电线路的有功和无功、独立负荷的有功和无功、母线电压定时记录的最小值和最大值及其时间、独立负荷每天的峰谷值及其时间、 断路器动作次数、断路器跳闸操作次数的累计数、断路器切除故障时截断容量和控制操作及修改整定值的记录等上一级调度中心及变电和保护专业要求的数据。通常情况下，数据的处理和记录功能在变电站当地即可全部实现，也可根据实际需要在调度中心或远动操作中心实现。 2.3 控制和操作功能 在综合自动化系统中，操作人员远程操作隔离开关、断路器、变压器分接头控制调节、接地刀的分合闸操作及电容器组投切等均通过后台机屏幕实现。在进行系

8、统设计时，应将人工直接跳合闸功能保留，从而当系统故障时，也能操作被控设备，并可远方复归保护信号。 2.4 故障录波测距 变电站故障录波有集中式和分散型两种实现方式。前者配置有专用 故障录波器，能够与监控系统进行通信。后者的记录及测距计算由微机保护装置兼任，其结果被送往监控系统进行存储和分析。 2.5 报警功能处理 通过自动化系统，可实现模拟量越限告警和事故告警预报信号，当开关不同的告警信号时，音响和画面显示的启动也大不相同，此外，还可以进行事后检索。 2.6 系统的自诊断和自恢复系统 自动化系统的各插件应能实现自诊断，并可将所采集的数据和信息 周期性送往后台机和远方调度中心。同时，对于装置本身

9、而言，应能进行实时自检，通过查询标准输入检测等手段对各部分进行实时检查，及时找出装置内部的缺陷和故障，从而给维护和维修带来方便。 2.7GPS 同步功能 自动化系统应可实现 GPS 同步功能，通过 GPS 卫星对时系统保证系统内所有单元时钟的同步性和精确性，有利于全面分析整个电网系统的故障。 3、提高变电站综合自动化系统可靠性的措施 变电站综合自动化系统的功能较强大，具备高度自动化，因而能实 现无人值班，且极大地缩短了变电站系统的维修周期，因而在实际中得到了越来越广泛的应用，但由于这种高技术的变电站目前发展的尚不是很成熟，也没有为广大技术人员与运行人员所熟悉和了解，因而仍存在一定的应用问题，使

10、得系统的应用出现了一些不可靠的因素。下面提出几种提高变电站综合自动化系统可靠性的具体措施，以供参考。 3.1 抑制干扰源的影响 外部干扰源一般产生于综合自动化系统外部，因而难以消除。但由 于这些干扰一般由端子通过连接导线串入自动化系统的，因而可以通过减少强电回路的感应耦合或其他屏蔽措施来抑制干扰源的影响。 3.2 隔离和接地措施 良好的隔离措施如开关量输入和输出的隔离及模拟量的隔离等可以有效减小干扰的传导侵入。接地也是抑制干扰的一种行之有效的方法，常用的有变电站综合自动化系统的工作系统、一次系统接地和二次系统接地等。在变电站设计和施工过程中，将隔离和接地措施有机结合起来，可以起到良好的抑制干扰

11、的效果。 3.3 滤 波 滤波也是抑制干扰的一种重要方法。变电站综合自动化系统模拟量 输入通道中的传导受到的干扰可分为共模干扰和差模干扰，滤波可以有效滤除串入信号回路的差模干扰，双端对称输入可以有效抑制共模干扰。 3.4 供电电源的抗干扰措施 在综合自动化系统中，管理机或监控机一般采用取自站用变压器、 交流 220V 的供电电源，因而，微机系统运行的稳定性和可靠性严重受到电压和频率的波动及电网冲击的影响。在计算机交流供电系统中，可对供电电源采取一些抗干扰措施，如电源滤波器、 隔离变压器隔离、氧化锌压敏电阻及不间断电源 UPS 等。 4、结语 变电站综合自动化系统具有不同于常规变电站的优异性能，并在电 力系统中得到了越来越广泛的应用，电力系统技术人员与运行人员应加强变电站综合自动化系统的研究，以使其得到更充分的应用。 参考文献 1王显平，田 勇变电站综合自动化系统及其应用J 电力建设.2003 ， （5） 2覃金库. 新形势下变电站综合自动化系统应用优势J广西电业.2009 ， （ 10）