摘要：

變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要是把變電站的二次設(shè)備、自動(dòng)裝置、運(yùn)動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表、信號(hào)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)功能組合以及優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代化電子技術(shù)、通信技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等，對(duì)在線運(yùn)行的變電站主要設(shè)備和輸配電線路實(shí)時(shí)監(jiān)控、測(cè)量、自動(dòng)控制與保護(hù)，并且和調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。本文主要就110k及其以下的變電站蹤合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行分析。

1、變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)分析

變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要是建立在數(shù)據(jù)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)上的，是一種集合測(cè)量、控制、保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)等功能為一體的微機(jī)控制系統(tǒng)。變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)則是由多個(gè)微機(jī)保護(hù)單元，測(cè)量控制單元、通訊網(wǎng)絡(luò)、后臺(tái)管理機(jī)、打印機(jī)等所組成，接線簡(jiǎn)單、系統(tǒng)可靠，適應(yīng)了現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展和能源管理的要求。

1.1結(jié)構(gòu)微機(jī)化

系統(tǒng)的的主要元件用可編程邏輯控件代替分立元件，實(shí)現(xiàn)了硬件軟化，軟件硬化，所有功能都是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了將數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)方控制、微機(jī)保護(hù)等環(huán)節(jié)能夠并列運(yùn)行，運(yùn)行參數(shù)、操作記錄、歷史記錄等均可通過(guò)打印機(jī)輸出。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)上傳到電力調(diào)度。

1.2功能綜合化

微機(jī)保護(hù)單元具有完善的測(cè)量、控制、保護(hù)功能，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)就是利用了微機(jī)保護(hù)單元的完善功能，根據(jù)用戶需要配置獨(dú)立的微機(jī)保護(hù)單元，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)將微機(jī)保護(hù)單元和后臺(tái)管理機(jī)按照一定的結(jié)構(gòu)形式連接起來(lái)。它可以保護(hù)除交直流電源以外的全部二次設(shè)備，微機(jī)保護(hù)代替了以繼電器為主的模擬保護(hù)，監(jiān)控裝置(后臺(tái)管理機(jī))綜合了儀表屏、操作屏、模擬屏、遠(yuǎn)動(dòng)、中央信號(hào)系統(tǒng)和光字牌等功能，接線簡(jiǎn)單。

1.3運(yùn)行管理智能化

一般微機(jī)保護(hù)單元都有實(shí)時(shí)在線自診斷功能，可以在微機(jī)保護(hù)單元的面板上顯示故障發(fā)生的時(shí)間和故障類型，保護(hù)單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將自診斷結(jié)果送到后臺(tái)管理機(jī)，這樣使得運(yùn)行人員可以隨時(shí)掌握保護(hù)單元的運(yùn)行狀態(tài)。由于保護(hù)單元在抗干擾方面采取了一定的措施。使得其抗干擾能力強(qiáng)，提高了保護(hù)的高可靠性。

1.4操作監(jiān)視屏幕化

系統(tǒng)將所有的操作和監(jiān)視功能，通過(guò)后臺(tái)管理機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。操作人員通過(guò)顯示器全方位監(jiān)視變電站運(yùn)行方式和運(yùn)行參數(shù)，屏幕數(shù)據(jù)取代了常規(guī)方式下的指針儀表，實(shí)時(shí)接線畫(huà)面取代了模擬屏，遠(yuǎn)程遙控開(kāi)關(guān)的分合閘。軟件程序取代五防閉鎖裝置，提高了操作的可靠性，減少了人為誤操作。

2、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)各子系統(tǒng)分析

2.1SCADA監(jiān)控子系統(tǒng)

SCADA系統(tǒng)完成對(duì)各模擬量、狀態(tài)量和脈沖量的采集和處理，并將處理結(jié)果以圖形、表格等形式進(jìn)行顯示。其功能包括數(shù)據(jù)采集;事件順序記錄SOE;數(shù)據(jù)處理與記錄;故障記錄、故障錄波和故障測(cè)距;人機(jī)聯(lián)系等。數(shù)據(jù)采集：變電站采集的典型模擬量有：進(jìn)線電壓、電流和功率值，各段母線的電壓、電流，各饋電回路的電流及功率值。

此外還有變壓器的油溫、直流電源電壓等。變電站內(nèi)采集的狀態(tài)量數(shù)據(jù)主要有：變電站內(nèi)各高壓斷路器和高壓隔離開(kāi)關(guān)的位置狀態(tài);變電站內(nèi)一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警信號(hào)，變壓器分接位置信號(hào)，無(wú)功補(bǔ)償電容器的投切開(kāi)關(guān)位置狀態(tài)等。這些信號(hào)大部分采用光電隔離方式的開(kāi)關(guān)中斷輸入或周期性掃描采樣獲得。脈沖量是指脈沖電度表輸出的脈沖信號(hào)表示的電度表。

事件順序記錄SOE：變電站內(nèi)各種事件信息的順序記憶并登陸存檔，如變電站內(nèi)各開(kāi)關(guān)的正常操作次數(shù)，發(fā)生時(shí)間;變電站內(nèi)運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備的越限報(bào)警及記錄，包括變電站內(nèi)開(kāi)關(guān)的正常變位報(bào)警，設(shè)備及運(yùn)行參數(shù)的越限報(bào)警，系統(tǒng)保護(hù)裝置的動(dòng)作報(bào)警等。

數(shù)據(jù)處理與記錄：數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容包括電力部門和用戶內(nèi)部生產(chǎn)調(diào)度所要求的數(shù)據(jù)。變電站運(yùn)行參數(shù)的統(tǒng)計(jì)、分析與計(jì)算包括變電站進(jìn)線及各饋電回路的電壓和電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、有功電量、無(wú)功電量的統(tǒng)計(jì)計(jì)算;日負(fù)荷、月負(fù)荷的最大值、最小值、平均值的統(tǒng)計(jì)分析及各類負(fù)荷報(bào)表的生成和負(fù)荷曲線的繪制等。

故障記錄、故障錄波和故障測(cè)距：設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄繼電保護(hù)裝置和各種裝置動(dòng)作的類型、時(shí)間、內(nèi)容等，并提供事故追憶。

人機(jī)聯(lián)系功能：屏幕顯示是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)聯(lián)系的重要手段之一。通過(guò)屏幕顯示，可以使值班人員隨時(shí)、全面地了解變電站的運(yùn)行情況，屏幕顯示的內(nèi)容可以包括一次主接線，實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，變電站內(nèi)一次設(shè)備的運(yùn)行狀況等;鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)如運(yùn)行操作人員的代碼及密碼，運(yùn)行操人員密碼的更改，保護(hù)類型的選擇及定值的更改，報(bào)警的界限、設(shè)置與退出手動(dòng)/自動(dòng)設(shè)置等;人機(jī)聯(lián)系是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)不可缺少的互補(bǔ)措施，為了防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備，在設(shè)計(jì)上保留人工直接跳合閘手段和CRT屏幕操作閉鎖功能，只有輸入正確的操作口令和監(jiān)護(hù)口令才有權(quán)進(jìn)行操作控制。

2.2微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)

微機(jī)保護(hù)是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。微機(jī)保護(hù)包括全變電站主要設(shè)備利輸電線路的全套保護(hù)，具體有：高壓輸電線路的主保護(hù)和后備保護(hù)，變壓器的主保護(hù)和后備保護(hù)，無(wú)功補(bǔ)償電容器組的保護(hù)，母線保護(hù)，配電線路的保護(hù)，備用電源的自動(dòng)投入裝置和自動(dòng)重合閘裝置等。作為綜合自動(dòng)化重要環(huán)節(jié)的微機(jī)保護(hù)應(yīng)具有以下功能：故障記錄，故障自診斷、自閉鎖、自恢復(fù)，并具備斷電保持功能。存儲(chǔ)多套整定值，并能顯示及當(dāng)?shù)匦薷恼ㄖ怠?shí)時(shí)顯示保護(hù)主要狀態(tài)及統(tǒng)一時(shí)鐘對(duì)時(shí)功能(功能投入情況及輸入量值等)。與監(jiān)控系統(tǒng)通信功能，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息，保護(hù)裝置動(dòng)作信息，保護(hù)裝置動(dòng)作值以及自診斷信息;接受監(jiān)控系統(tǒng)選擇保護(hù)類型及修改保護(hù)整定值的命令等，與監(jiān)控系統(tǒng)通信應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。

2.3安全自動(dòng)控制系統(tǒng)

為了保障電網(wǎng)的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和提高電能質(zhì)量，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中根據(jù)不同情況設(shè)置有相應(yīng)安全自動(dòng)控制子系統(tǒng)，主要包括以下功能：電壓無(wú)功綜合控制，低頻減載，備用電源自投，小電流接地選線，故障錄波和測(cè)距，同期操作，聲音圖像遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.4通信管理子系統(tǒng)

通信功能包括站內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)間的通信和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)與上級(jí)調(diào)度的通信兩部分。通信子系統(tǒng)應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)的通信規(guī)約。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信，主要解決自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各了系統(tǒng)與監(jiān)控主機(jī)及各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通信和信息交換問(wèn)題，通信范圍是變電站內(nèi)部。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與上級(jí)調(diào)度通信。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)兼有RTU的全部功能，能夠?qū)⑺杉哪M量和開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，以及事件順序記錄等傳至調(diào)度端，同時(shí)能接受調(diào)度端下達(dá)的各種操作、控制、修改定值等命令。

通信技術(shù)是變電站綜合自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)必需條件，有了通信技術(shù)才使得變電站的遙控、遙調(diào)、逼測(cè)、遙信功能得以實(shí)現(xiàn)，它是系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)的必需紐帶。

3、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行一直都較為穩(wěn)定，保護(hù)動(dòng)作的反映準(zhǔn)確可靠，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行考驗(yàn)下，有著良好的安全性能，為無(wú)人值班變電站的實(shí)現(xiàn)積累了經(jīng)驗(yàn)。隨著無(wú)人值班變電站的不斷推廣，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)越性將不斷體現(xiàn)。分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展，具有方便性和靈活性。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)適合于城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)中新建的小型變電站。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也是在電力建設(shè)中推廣的一種通信系統(tǒng)發(fā)展模式。只有借鑒國(guó)內(nèi)外的成熟經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)，進(jìn)行合理的系統(tǒng)優(yōu)化及技術(shù)選型，才能在無(wú)人值班變電站的管理和建設(shè)中，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(楊萌  身份證號(hào)碼:452228198103020012  廣西)

參考文獻(xiàn)：

[1]王顯平，田男.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及其應(yīng)用.電力建設(shè)，2003

[2]史素華.無(wú)人值班變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)研究.北京：華北電力大學(xué)(北京)碩士論文,2007