探讨变电站电力系统自动化技术

　　摘要：变电站综合自动化系统正在发展，在城农网建设改造工作中，无论从其技术性、重要性、投资数和任务量都占有相当的地位，市场前景十分广阔，高新技术的应用和现场实际要求的有机结合，将促进变电站综合自动化技术更加完善。
　　关键词：变电站；自动化；技术
　　在变电站自动化技术发展过程中，尤其是全分散式变电站自动化系统，以下技术关键是应该予以重点关注的。
　　1系统结构与性能
　　1.1系统性能特点
　　1.1.1系统的可用性
　　变电站综合自动化的监控和管理系统适应不同的工作环境，现场安装后可立即使用并稳定可靠运行。
　　1.1.2系统的可维护性
　　系统的软、硬件设备十分便于维护，各部件都具有自检和联机诊断校验的能力，为维护人员提供了完善的检测维护手段，包括在线的和离线的，都能准确、快速的进行故障定位，维护人员都能在现场自行处理。
　　1.1.3系统的可靠性
　　计算机监控和管理系统具有很高的可靠性。其平均无故障时间MTBF为：主要设备大于20000h，系统总体大于17000h。
　　1.1.4系统的容错能力
　　系统的软、硬件设备具有良好的容错能力。当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通信出错，或当运行人员在操作时发生一般性错误时，均不引起系统的保护功能丧失或影响其它模块的正常运行。
　　1.1.5系统的安全性
　　在任何情况下，硬件和软件设备的运行都不会危急变电所的安全稳定运行和工作人员的安全。
　　1.1.6系统的抗电磁干扰能力
　　系统具有足够的抗电磁干扰能力。
　　1.2信息采集方式
　　对一个较先进的变电站综合自动化系统而言，其信号采集应该是可以完全分散分布和下放的，因为只有这样才能最大限度地减少二次控制电缆，简化二次回路。特别是在10kv变电站，可将测控部分合并在10kv保护装置内，根据模拟量对采样精度的不同要求，采用专用的电流输入口以接测量用CT。
　　1.3网络结构与通信
　　分散分布式结构，各间隔层与站级层所有控制指令、数据传送、信息交换等都是通过计算机数字通信实现的。这就对承担数字通信的物理介质的可靠性、实时性提出了非常高的要求。
　　因此在变电站自动化向分散式系统发展时，采用计算机网络的优点来替代传统串口通信成为一种趋向。
　　2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。
　　2.1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入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，变电站内不再有规模庞大的测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当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得多，性能上也大大优于以往的系统。
　　2.2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伏化、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。
　　3对目前变电站综合自动化系统的几点体会与看法
　　3.1由于变电站综合自动化系统不同于常规变电控制系统，它涵盖了整个变电站的二次系统，一个小小的改动，会带来大范围的修改。除此之外，原本希望保护信息尽量全面以便于事故分析，故将微机保护所发出的信息全部发送至自动化系统，这样使系统数据的容量大大增加，浪费了宝贵的系统资源，同时，也使得有些并不重要的保护信息发送至自动化系统，影响了运行人员的分析、判断。因此，微机保护上传的信息量应根据用户的需要加以筛选。
　　3.2变电站综合自动化系统对变电站保护、测量、控制、远动通迅等功能高度微机化集成，这样使得各专业之间的传统界限被彻底打破，这就对现有的专业设置和管理提出了新的要求。因此，应将继电保护和远动两个专业合并为一，以便于系统规划、设备运行管理和运行维护时协调统一。
　　3.3变电站综合自动化组态模式中另一最为关注的问题是保护是否下放的问题。变电站综合自动化是一个跨专业的课题，它应该是调度自动化、保护、变电管理、通信等专业综合起来考虑问题，尽量做到设备不重复，资源能共享，但由于专业管理的原因，微机保护一般不与其他装置混在一起，保持其独立性，与监控系统通信采用网络通信方式，尽量减少信号电缆的数量。至于保护装置安装的地点，如直接安装在配电柜上，装在室外开关场的保护小间内，或仍放于控制室内，则应视现场条件和保护装置本身的抗干扰、抗恶劣环境的能力而定。
　　4变电站自动化系统的选择
　　4.1后台操作系统(监控系统)的选定优秀的后台操作系统是变电站自动化系统成功的关键。随着自动控制技术、通信技术、多媒体技术的不断发展，用户对后台操作系统的要求也越来越高、越来越多样化。选择时主要考虑以下几个方面。
　　a.先进性与继承性。在计算机技术日新月异的今天，选择后台操作系统要有发展的眼光，如DOS操作系统很快被Windows95取代，而现在真正32位的Windows98却成为主流。这并不是说一味地追求升级，而是要把系统的稳定性、可靠性和设备的安全性放在第一位，这一点一定要谨慎。尽量选用一些已有运行经验和发展前景的成熟产品、新技术，如防死锁和交流采样自适应同步等技术。
　　b.系统的完整性和开放性。选择后台综合操作系统时，系统功能的完善性是重要的抉择条件之一，如是否采用了先进的防死锁技术、是否留有与五防闭锁装置的接口、是否包含必要的通信软件“、四遥”软件等。随着变电站运行管理水平的不断提高，在不影响监控系统可靠性的前提下，还要求系统的管理功能比较完善，如增加设备资料情况、运行日志管理，继电保护定值及动作情况统计分析管理，电能计量管理等管理模块。另外，后台操作系统的开放性也是考察的重要条件之一，因为任何一个变电站在建成之后并不是一成不变的。例如，一些用户在运行一段时期之后会有增加一台变压器、母线变色、修改运行数据、报表修改等需要，这就要求后台操作系统有很好的开放性。

《探讨变电站电力系统自动化技术》

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