1、变电站自动化技术的发展方向摘要：随着电力工业的发展，我国变电站自动化技术水平已达到了一定的层次，目前在我国城乡电网改造与建设中，新建变电站都采用自动化系统，大大提高了现代化电网建设水平。 关键词：变电站；自动化技术；发展方向 中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号： 引言： 自动化技术的发展经历了一个相当漫长的过程，初期发展较为缓慢，但到了中期和后期，由于相关的领域技术的发展和进步，新技术的不断涌现和完善，使电力自动化产业发展速度日益加快。 1、变电站自动化系统发展过程 我国变电站自动化发展过程可分为以下三个阶段： 1.1 由分立元件构成的自动装置阶段 上世纪 70 年代以前,自
2、动装置主要采用由晶体管等分立元件组成的模拟电路,这对提高变电站和发电厂的自动化水平以及保证系统安全运行发挥了一定的作用。 1.2 以微处理器为核心的智能自动装置阶段 利用微处理器的智能和计算能力,不仅可以发展和应用新的算法,提高测量的准确度和可靠性,而且能够扩充新的功能,尤其是装置本身的故障自诊断功能。 1.3 变电站综合自动化系统的发展阶段 到 70 年代初,我国便先后研制出电气集中控制装置和集保护、控制、信号为一体的装置。进入 90 年代,变电站综合自动化已成为热门题,研究单位和产品如雨后春笋般的发展,具有代表性的公司和产品有:北京四方公司的 CSC2000 系列综合自动化系统,南京南瑞集
3、团公司的 BSJ2200 计算机监控系统。 2、变电站自动化系统结构和配置 2.1 系统设计为分层管理模式 底层是分布式单元机箱，包括单元保护与监控模拟量采集、单元开关量采集、操作回路、就地汉字显示功能。 通信管理机从功能上分为总管理机和各屏柜分管理机。总管理机向上与当地监控和调度通信，向下与各屏分管理机通信，汇兑各分管理机上送的信息。完成所有信息的上传下达任务，可称为中间层。分管理机设在各机柜上，与柜内单元通信，汇总柜内信息，然后上送总管理机。总管理机与分管理机的硬件完全相同，根据设计要求可任意一台作为总管理机。 2.2 配置 本装置由电源及出口模件、CPU 模件、断路器操作模件等构成。CP
4、U采用 80C196 单片机。断路器操作模件代替了原来开关柜的全部操作功能。因此可省去原开关柜上的二次操作设备。 各保护单元设有独箱体，正面配有薄膜面板，液晶显示，触摸示按键、CPU 运行灯、断路器位置指示灯均装于门上。便于操作、观察。为适用不同地区用户的使用习惯，DMP300 保护系统考虑了集中配屏方式，可配置 11 个线路和管理机单元。集中配屏方式仍然保留各单元的箱体，全密封的小箱体和大机柜构成双重屏闭，增强了抗干扰能力。DMP300 保护装置采用模块化设计，即由相同的硬件构成不同的保护。 3、变电站自动化技术发展趋势 变电站自动化系统国内外均是向全分散式系统发展，并与计算机技术、网络技术
5、和通信新技术紧密相连，变电站自动化新技术动向主要表现在以下方面。 3.1 系统结构 目前的变电站自动化系统中，面向对象技术已成为一个十分流行的趋势，即不单纯考虑某一个量，而是为某一设备配备完备的保护和监控功能装置，以完成特定的功能，从而保证系统的分布式开放性。从技术的发展趋势看，将来的测控设备还将和一次设备完全融合，实现所谓的智能一次设备，每个对象均会有保护、监控、计费、操作、闭锁等一系列功能及信息库，面向自动化的仅是一对通信双绞线，该双绞线以网络方式与计算机相连。原先的自动化系统基本只能集中配屏，由于面向对象设计思想的深人以及一次设备的整体化设计，系统结构将由集中式向部分分散式或全分散式发展
6、，变电站内不再有规模庞大的侧控屏以及大量连接信号源和测控屏之间的铜芯电缆，全部测控装置下放在就地，实现所有功能，而在控制室，取而代之的是一个计算机显示器甚至仅为一台临时监视、操作使用的便携机。 完全分散式的实现依托于如今飞速发展的计算机及网络技术，特别是现场总线技术。这一技术的使用已使得自动化系统的实现简单的多，性能上也大大优于以往的系统。 3.2 通信及规约 典型的变电站综合自动化系统，可分为以下三个层次： 第一层为分布式的综合设备，它们把模拟量、开关量数字化，实现保护功能，上送测量和保护信息，按收控制命令和定值参数，是系统与一次设备的接口。 第二层次为站内通信网，它的任务是搜集各综合设备的
7、上传信息，下达控制命令及定值参数等，是信息流动的动脉。 第三层次是变电站层的监控及通信系统，它的任务是下与站内通信网相连，使全站数据进入数据库，并根据需要向上送往调度中心及控制中心，实现远方通信功能，同时，通过人机界面、数据处理能力，实现就地监控功能，是系统与运行人员的接口。其中通信层在这里起着举足轻重的作用。更使变电站自动化系统发生了根本的变化，这些变化集中表现在以下几个方面： 3.2.1 在测控单元和通信单元之间 首先是引入现场总线技术，现场总线技术不仅具有高速(达 1MHz 及以上)传输特征，并且具备“多路侦听，自动上送”的功能，解决了多CPU 系统的信息传输及突发事件的优先传输问题。变
8、电站自动化已大规模推广并已有大量变电站实现无人值班，作为“枢纽工程”的通信系统，必须采用双网络来提高系统的可靠性。在通信媒介方面、光纤是较为理想的通信媒介，但由于价格及施工方便等方面的因素，双绞线仍将被普遍采用。 3.2.2 在当地计算机和通信单元方面 由于利用变电站自动化来实现无人值班，因此其传递的信息容量将很大(不仅要传递监控、保护的信息，还要传递数字电量、录波及其它安全自动装置的信息)。由于计算机(工作站)及 LAN 技术已十分成熟，利用LAN 技术来传输信息已成为近距离计算机通信的优选方案二从系统整体的可靠性考虑，应配备双通信单元、双以太网、双计算机来实现信息的传输及管理，该方案的通信
9、媒介大多采用双绞线。 3.2.3 与多个控制中心的连结 与控制中心(远方计算机)的连接突出表现在通道和通信协议上在通信通道上，有传统的微波、载波、光纤、卫星等传输链路，这些通道基本上是专线或临时专线。而近年发展起来的网络技术可为其提供一个或多个虚拟通道，尤其是国家电力一般数据网的建立，为这种数据传输方式提供了强有力的手段。 由此可见，变电站自动化的信息传输已逐渐向网络方向发展，并将由局域网互联向广域网互联发展，由此而带来的电力系统信息共享的益处将是巨大的。 3.3 系统性能 早期的变电站自动化系统仅是实现基本“四遥”功能对基本的变电管理，而将来的变电站自动化系统将赋予一些新的功能。 如今的变电
10、站自动化系统测控技术已基本成熟，并且已使用网络技术将变电站之内的许多智能装置进行互联及实现信息共享。但系统之内的许多资源远没有充分利用(如：用于测控的 CPU 速率都很高，还远未发挥其作用；共享的资源十分丰富，却仅作一些统计之用)。因此，充分利用资源将是今后努力的方向，如在实时数据的基础上实现电压无功控制、小电流接地判别、防误操作、事故应急处理方案、多台主变的经济运行方案优化、线路同期、设备寿命管理、录波等功能。另外，随着城网、农网配电自动化的开展，变电站自动化亦将辅以一些配电自动化的功能要求。 4.结束语 变电站是供电系统中十分重要的环节，它在整个供电系统中担负着电能转换和二次分配的重要角色，它对于保证整个供电系统的安全以及经济效益的提高起着重要的保障作用。随着计算机技术在电力系统中的应用和发展，传统的变电站管理模式向着基于信息技术的综合自动化管理模式转变,以获取着更高的管理水平、更安全的管理标准以及更高的经济效益。 参考文献： 1变电站综合自动化技术的探讨.颜红哲.曾淑兰.中国新技术新产品.2010（5） 2江智伟.变电站自动化及其新技术M.中国电力出版社.2006. 3杨晓静.变电站自动化系统的数字化趋势J.江苏电机工程.2006 4国内外变电站综合自动化技术发展的情况和趋势.周亚峰.科技风.2010 （9）
