探討變電站綜合自動化系統

　　 摘要：本文就電站綜合自動化系統的特點，變電運行人員的要求及變電站綜合自動化系統常見問題處理辦法進行了簡單的分析。
　　關鍵詞：變電站；綜合自動化系統；結構；故障
　　中圖分類號：TU2文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)06(c)-0000-00
　　
　　前? 言
　　變電站綜合自動化，是將變電站的二次設備經過功能的重新組合和優化設計，利用先進的計算機技術、自動化技術和通信技術，實現對全變電站的主要設備和輸配電線路的自動監視、測量、控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。
　　
　　1 變電站綜合自動化系統基本結構及特點
　　1.1 變電站綜合自動化系統基本結構
　　1.1.1 集中式系統結構
　　集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數據輸入輸出、保護、控制及監測等功能，后臺機完成數據處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。
　　1.1.2 分布式系統結構
　　按變電站被監控對象或系統功能分布的多臺計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網絡上實現分布式處理。其結構的最大特
　　點是采用主、從CPU 協同工作方式，各功能模塊如智能電子設備之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信，將變電站自動化系統的功能分散給多臺計算機來完成。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信，選用具有優先級的網絡系統較好地解決了數據傳輸的瓶頸問題，提高了系統的實時性。
　　1.1.3 分散（層）分布式結構
　　分散（層）分布式結構采用“面向對象”設計。所謂面向對象，就是面向電氣一次回路設備或電氣間隔設備，間隔層中數據、采集、控制單元(I/O 單元)和保護單元就地分散安裝在開關柜上或其他一次設備附近，相互間通過通信網絡相連，與監控主機通信。目前，此種系統結構在自動化系統中較為流行。
　　1.2 變電站綜合自動化系統特點
　　1.2.1 功能綜合化
　　按變電站自動化系統的運行要求，綜合考慮二次系統的功能，進行優化組合設計，以簡化變電站二次設備的硬件配置，避免重復設計(如計量、遠動和當地監測系統功能的重復設計)， 以達到信息共享。以達到整個系統性能指標的最優化。表現在：
　　（１） 簡化變電站二次設備的硬件配置，盡量避免重復設計。如遠動裝置和微機監測系統功能的重復設置，沒有達到信息共享。
　　（２） 簡化變電站各二次設備之間的互聯線，節省控制電纜，減少ＰＴ、ＣＴ的負載。力爭克服以前計量、遠動和當地監測系統所用的變送器各自設置，不僅增加投資而且還造成數據測量的不一致性。
　　（３） 保護模塊相對獨立，網絡及監測系統的故障不應影響保護功能的正常工作；對于110kV及以上電壓等級變電站，由于其重要程度，應考慮保護、測量系統分開設置；而對于110kV以下低壓變電站，就目前的技術應用水平及工程應用角度而言，可以考慮將保護與測控功能合為一體的智能單元，這樣不但利于運行管理及工程組合，而且降低投資成本。
　　（４） 減少安裝施工和維護的工作量，減少總占地面積，降低總造價或運行費用。
　　（５） 提高運行的可靠性和經濟性，保證電能質量。
　　（６） 有利于全系統的安全、穩定控制。
　　1.2.2 系統數字化及模塊化。
　　保護、控制、測量裝置的數字化，有利于通過通信網絡將各功能模塊連接起來，便于接口功能模塊的擴充及信息共享。
　　1.2.3 操作監視屏幕化。
　　當變電站有人值班時，人機聯系在當地監控系統的后臺機(或主機)上進行；當變電站無人值班時，人機聯系在遠方的調度中心或操作控制中心的主機(工作站)上進行。但不管哪種方式，操作維護人員面對的都是電腦屏幕。
　　1.2.4 運行管理智能化。
　　智能化的含義不僅是能實現許多自動化的功能，例如：電壓、無功自動調節，不完全接地系統單相接地自動選線，自動事故判別與事故記錄，事件順序記錄，制表打印，自動報警等，更重要的是能實現故障分析和故障恢復操作智能化，實現自動化系統本身的故障自診斷、自閉鎖和自恢復等功能，這對于提高變電站的運行管理水平和安全可靠性是非常重要的，也是常規的二次系統所無法實現的。
　　變電站綜合自動化是實現無人值班（或少人值班）的重要手段，不同電壓等級、不同重要性的變電站其實現無人值班的要求和手段不盡相同。但無人值班的關鍵是通過采取種種技術措施，提高變電站整體自動化水平，減少事故發生的機會，縮短事故處理和恢復時間，使變電站運行更加穩定、可靠。
　　2 運行人員要求
　　運行人員應積極適應和學習綜合自動化新技術，并在日常運行和
　　故障處理中熟練運用。要想維護、管理好變電站綜合自動化系統，要成立一支專業化的隊伍，培養出一批能跨學科的復合型人才，加寬相關專業之間的了解和學習。
　　2.1 技能要求
　　目前，綜合自動化變電站通常包含計算機監控、保護和故障錄波
　　信息管理、微機“五防”和圖像監控等子系統，所以運行人員必須具備足夠的計算機、網絡知識，能夠熟練應用操作系統和相應軟件，并能進行簡單的配置。
　　2.2 設備巡視要求
　　綜合自動化變電站的設備巡視應包含“實設備”和“虛設備”的巡視， 即巡視中不僅要巡視查看每個具體的裝置，還要對監控后臺系統中的全部信號(光字牌或遙信表)、遙測量、通信工況、歷史報警信息、畫面刷新等進行定期巡視檢查。綜合自動化變電站監視信號多，一旦漏掉某一個報警信號，該報警很可能長期存在，直至釀成事故， 因此應定期進行全面報警信號巡視檢查。
　　3 常見問題及系統設計改進
　　3.1 告警信息不直觀
　　系統運行人員不能直觀地從告警信息中看出動作原因，往往需要從一連串信息中查找， 而告警信息窗口不斷滾動，運行人員不能迅速判斷，延誤了事故原因查找和處理時間。對此，解決措施是將所有模擬量和狀態量變位進行分類，并用顏色加以區分， 當變電站運行出現異常時，監控系統將各量分類提供給運行人員，便于其直觀地查看各類告警信息。
　　3.2 抗干擾能力差
　　變電站電氣設備的操作、雷電引起的浪涌電壓、電磁波輻射以及
　　輸電線路故障所產生的瞬間過程等會對變電站綜合自動化系統或其
　　它電子設備產生電磁干擾，從而引起自動化系統工作異常。因此應合
　　理設計線路布局和制造工藝， 隔離模擬量和開關量的輸入、輸出； 二
　　次布線時，采用隔離減少互感耦合，避免由互感耦合侵入的干擾造成
　　誤發信號或微機工作出錯。
　　3.3 信息傳遞不暢通
　　后臺監控及界面接線圖設備狀態與現場實際不符，不能及時隨一
　　次設備作狀態變化，從而阻礙運行人員正常操作。對此應完善系統定
　　時自檢、自診斷、自恢復處理功能，保持通信暢通， 必要時設置并啟動備用通道，刷新遙信變位。
　　4 結束語
　　變電站自動化是一個系統工程，要實現變電站自動化的功能，還有許多技術問題需要攻關解決，我相信在不遠的將來變電站自動化系統，會不斷地完善和改進相應地推出各具特色的變電站綜合自動化系統，以滿足電力系統發展的要求。
　　參考文獻
　　[1]謝斌.變電站綜合自動化系統的應用[J]．電工技術，2010，1．
　　[2]陳升.網絡化變電站自動化系統的應用.電力系統自動化.2002.5.