1、自动化系统在变电站中的应用及发展摘要：近年来，我国的电力事业发展十分迅猛，加强自动化系统在变电站中的应用及发展的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对自动化系统在变电站中的应用及发展进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词：自动化系统；变电站；应用；分析 中图分类号： TM4 文献标识码： A 文章编号： 1. 变电站实现综合自动化优越性分析 由于传统的变电站存在以上缺点，无法满足电力系统安全、稳定和经济、优化运行的要求。因此对于老式的变电站应逐步进行技术改造时，要尽量采用先进的技术来提高变电站的自动化水平，逐步实现无人值班和调度自动化变电站实现综合自功化的优越性主要有以下几方面。
2、 1.1 提高供电质量，提高电压合格率 由于在变电站综合自动化系统中包括有电压、无功自动控制功能.故对于具备有载调压变压器和无功补偿电容器的变电站，可以大大提高电压合格率，保证电力系统主要设备和各种电器设备的安全，使无功潮流合理，降低网损，节约电能损耗。 1.2 提高变电站的安全、可靠运行水平 变电站综合自动化系统中的各子系统.绝大多数都是由微机组成的，它们多数具有故障诊断功能。除了微机保护能迅速发现被保护对象的故障并切除故障外，有的自控装置并兼有监视其控制对象工作是否正常的功能，发现其工作不正常及时发出告警信息。更为重要的是，微机保护装置和微机型自动装置具有故障自诊断功能。这是当今的综合自动
3、化系统比其常规的自动装置或四遥装置突出的特点，这使得采用综合自动化系统的变电站一、二次设备的可靠性大大提高。 1.3 提高电力系统的运行、管理水平 变电站实现自动化后，监视、测量、记录、抄表等工作都由计算机自动进行，既提高了测量的精度，又避免了人为的主观干预.运行人员只要通过观看 CRT 屏幕，对变电站主要设备和各输、配电线路的运行工况和运行参数便一目了然。综合自动化系统具有与上级调度通信功能，可将检测到的数据及时送往调度中心。使调度员能及时掌握各变电站的运行情况，也能对它进行必要的调节与控制。且各种操作都有事件顺序记录可供查阅，大大提高运行管理水平。 1.4 缩小变电站占地面积，降低造价，减
4、少总投资 变电站综合自动化系统，由于采用微计算机和通信技术.可以实现资源共享和信息共享，同时由于硬件电路多数采用大规模集成电路，结构紧凑、体积小、功能，与常规的二次设备相比，可以大大缩小变电站的占地面积.而且随着微处理器和大规模集成电路的不断降价，微计算机性能/价格比逐步上升。发展的趋势是综合自动化系统的造价会逐渐降低，而性能和功能会逐步提高，因而可以减少变电站的总投资。 1.5 减少维护工作量，实现减人增效 由于综合自动化系统中，各子系统有故障自诊断功能，系统内部有故障时能自检出故障部位，缩短了维修时间。微机保护和自动装置的定值又可在线读出检查，可节约定期核对定值的时间，而监控系统的抄表、记
5、录自动化，值班员可不必定时抄决、记录，可实现少人值班，如果配置了与上级调度的通信功能，能实现遥测、遥信、遥控、遥调，则完全可实现无人值班，达到减人增效的目的。 2.变电站综合自动化主要内容 2.1 系统运行原则分析 2.1.1 总体性 改造后的变电站综合自动化作为电网调度自动化的一个子系统，应服从电网调度自动化的总体设计要求。其配置、功能应满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享原则。 2.1.2 可靠性 综合自动化系统应是对变电站运行状况进行监控的唯一手段，其稳定性和可靠性极其重要，不因单个模块故障影响整个系统正常运行。 2.1.3 运行管理 鉴于 220kV 非终端变电站属有
6、人值班模式，故系统应提供相应用户界面;日常所需的功能，用户通过简单培训即可操作。同时，从提高变电运行管理水平角度出发，系统还应提供相应智能化运行管理软件，以期做到实用性和多样性的结合。 2.1.4 保护独立性 继电保护按现有电力设备单元相对独立设置的原则不变，保护动作出口直接操作相应的跳闸线圈;继电保护功能相互独立，完全不依赖通信网。但从保护管理集中角度出发，所有保护信号须通过保护管理机和监控系统接口，才能达到信息共享的目的。 2.1.5 分层分布 系统采用分层、分布式结构，组成间隔层、网络层和站控层结构。站控层应能实现对整站监视、保护、控制以及设备检测功能的综合管理。站内通信网应采用现场总线
7、标准的计算机网络或以太网。网络层和站级层应尽可能双重化，冗余配置，如双网、双机结构。从网络化原则出发，系统应能直接接入计算机网络。 2.2 系统功能简述 2.2.1 监控 监控系统应取代常规的测量系统，取代指针式仪表;改变常规的操作机构和模拟盘，取代常规的报警、中央信号和光字牌等;取代常规的远动装置等。其功能应包括以下几部分内容: 2.2.2 变电站的模拟量、开关量和电能量数据采集 (1)模拟量的采集。变电站需采集的模拟量有:各段母线电压、线路电压、电流、有功功率和无功功率，主变压器电流、有功功率和无功功率，电容器的电流、无功功率，各出线的电流、电压、功率以及频率、相位和功率因数等。此外，模拟
8、量还有主变压器油温、直流电源电压和站用变压器电压等。对模拟量的采集，有直流采样和交流采样两种方式。(2)开关量的采集。变电站的开关量有:断路器的状态、隔离开关状态、有载调压变压器分接头的位置、同期检测状态、继电保护动作信号和运行告警信号等。以上信号可通过串行口或局域网络通信方式输入计算机。 (3)电能计量。电能计量即指对电能量(包括有功电能和无功电能)的采集。要求数据采集系统能够利用交流采样得到的电流、电压值，通过软件计算出有功电能和无功电能。 2.2.3 事件顺序记录 事件顺序记录(SequeneeofEvents，SOE)，包括断路器跳合闸记录、保护动作顺序记录。微机保护或监控系统采集环节
9、必须有足够的内存，能存放足够数量或足够长时间段的事件顺序记录，确保当后台监控系统或远方集中控制主站通信中断时，不丢失事件信息，并应记录事件发生的时间(应精确至毫秒级)。 2.2.4 故障录波和测距、故障记录 (1)故障录波与测距。变电站的故障录波和测距可采用两种方法实现，一是由微机保护装置兼作故障记录和测距，再将记录和测距的结果送监控机存储及打印输出或直接送调度主站，这种方法可节约投资，减少硬件设备，但故障记录的量有限;另一种方法是采用专用的微机故障录波器，并且故障录波器应具有串行通信功能，可以与监控系统通信。 (2)故障记录。故障记录是记录继电保护动作前后与故障有关的电流量和母线电压，记录时
10、间一般可考虑保护启动前两个周波(即发现故障前两个周波)和保护启动后 10 个周波以及保护动作和重合闸等全过程的情况。 3.电压、无功综合控制 电力系统中电压和无功功率的调整对电网的输电能力、安全稳定运行水平和降低电能损耗有极大影响。因此，变电站综合自动化系统能够对电压和无功功率进行综合调控，以保证包括电力部门和用户在内的总体运行技术指标和经济指标达到最佳。 4. 综合自动化系统结构 系统采用分层分布式结构。所谓分层分布式结构，是将变电站信息的采集和控制分为管理级、站控级和现场级三个级次分层布置，保护单元分布式布置的一种结构形式。现场级单元按一次设备组织，使控制和故障得到分散，减少了大量的控制电
11、缆，降低了电流互感器二次负担，减少了占地面积，从而从根本上提高了系统长期运行和抗故障的能力。各保护单元通过总线连接到站控级设备，站控计算机工作站起着上传下达的作用，使系统现场维护过程清晰、责任明确，并与管理级建立联系，以充分保证系统的可互用性和可扩充性。 5 结束语： 硬件设备由工作站、测控装置、路由器、智能网关、规约转换转换器、GPS 接收装置构成。系统网络采用双以太网，具有良好的开放性。远动信息的传送应满足主站有关传输方式、与调度端进行通信，宜采用 GPS对继电保护、自动装置、通信规约及接口要求，故障录波器、测控装置进行统一对时。采用综合自动化系统采用分层分布、集中组屏，由站控层和间隔层组成，具有较好的可扩充性，具有四遥、SOE 功能，实息通过以太网向综合自动化传送并接收综合自动化的控制指令。对于保护装置，将电磁型保护更换为微护。通过现场总线 worldfip 的网络通讯层与远动工站通讯，完成信息交换，实现完全对等的网络化管理。 参考文献 1. 何仰赞，温增银.电力系统分析(第三版).武汉:华中科技大学出版社，2002. 2.张保会，尹项根，电力系统继电保护M.北京:中国电力出版社，2005. 3 孟祥忠，王博.电力系统自动化M.北京:中国林业出版社，北京大学出版社，2006.
