變電站綜合自動化探索

巫國榮

（江蘇省電力公司江陰市供電公司， 江蘇江陰214400）

變電站綜合自動化是將變電站的二次設備（包括測量儀表、信號系統、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等）經過功能的組合和優化設計，利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，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、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。變電站綜合自動化系統，即利用多臺微型計算機和大規模集成電路組成的自動化系統，它能代替常規的測量和監視儀表，代替常規控制屏、中央信號系統和遠動屏，用微機保護代替常規的繼電保護屏，彌補了常規繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。因此，變電站綜合自動化是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用。

1 傳統變電站存在的問題

1.1 安全性、可靠性不能滿足現代電力系統高可靠性的要求

傳統的變電站大多數采用常規的設備，尤其是二次設備中的繼電保護和自動裝置、遠動裝置等（有不少變電站沒有自動裝置和遠動裝置）采用電磁型或晶體管式，結構復雜、可靠性不高，本身又沒有故障自診斷的能力，只能靠一年一度的整定值的校驗發現問題，才進行調整與檢修或必須等到保護裝置發生拒動或誤動后才能發現問題。

1.2 供電質量缺乏科學的保證

隨著國民經濟的持續發展，人民生活水平和生活質量不斷提高，家用電器、個人計算機越來越多地進入各家各戶。不僅各工礦企業，而且居民用戶對保證供電質量的要求也越來越高。衡量電能質量的主要指標是頻率和電壓，目前還應考慮諧波問題。頻率主要由發電廠調節、保證。而電壓的合格，不能單靠發電廠調節，各變電站，特別是樞紐變電站也應該通過調節分接頭位置和控制無功補償設備進行調整，使其運行在合格范圍內。但傳統的變電站，大多數不具備調壓手段，至于諧波污染造成的危害，還沒有引起足夠的重視和采取有力的解決措施，且缺乏科學的電能質量考核辦法，不能滿足目前發展的電力市場的需求。

1.3 占地面積大，增加了征地投資

實現了綜合自動化的變電站與傳統的變電站相比，在一次設備方面，目前還沒有多大的差別，而差別較大的是二次設備。傳統的變電站，二次設備多數采用電磁式或晶體管式，體積大、笨重，因此，主控制室、繼電保護室占地面積大。這對于人口眾多的我國，特別是對人口密度很大的城市來說，是一個不可忽視的問題。如果變電站實現綜合自動化，則會大大減少占地面積，這對國家眼前和長遠的利益都是很有意義的。

2 變電站綜合自動化的優點

2.1 提高供電質量，提高電壓合格率。

由于在變電站綜合自動化系統中包括有電壓、無功自動控制功能，故對于具備有載調壓變壓器和無功補償電容器的變電站，可以大大提高電壓合格率，保證電力系統主要設備和各種電器設備的安全，使無功潮流合理，降低網損，節約電能損耗。

2.2 提高變電站的安全、可靠運行水平

變電站綜合自動化系統中的各子系統，絕大多數都是由微機組成的，它們多數具有故障診斷功能。除了微機保護能迅速發現被保護對象的故障并切除故障外，有的自控裝置并兼有監視其控制對象工作是否正常的功能，發現其工作不正常及時發出告警信息。更為重要的是，微機保護裝置和微機型自動裝置具有故障自診斷功能，這是當今的綜合自動化系統比其常規的自動裝置或四遙裝置突出的特點，這使得采用綜合自動化系統的變電站一、二次設備的可靠性大大提高。

2.3 提高電力系統的運行、管理水平

變電站實現自動化后，監視、測量、記錄、抄表等工作都由計算機自動進行，既提高了測量的精度，又避免了人為的主觀干預，運行人員只要通過觀看屏幕，對變電站主要設備和各輸、配電線路的運行工況和運行參數便一目了然。綜合自動化系統具有與上級調度通信功能，可將檢測到的數據及時送往調度中心。使調度員能及時掌握各變電站的運行情況，也能對它進行必要的調節與控制，且各種操作都有事件順序記錄可供查閱，大大提高運行管理水平。

3 變電站綜合自動化系統技術探索

3.1 后臺監控機機型的選擇

由于后臺監控機要求實時運行，處理的數據量比較大，響應速度快，而且處在強電磁環境，所以一般普通計算機無法滿足要求，在選擇時應選擇高性能工控機。高性能工控機能夠在強電磁環境工作，抗干擾性能強，能夠實時運行，硬件設備工作穩定性好，能夠滿足變電站后臺監控系統的要求。目前在一些變電站，由于后臺監控機使用商用機、家用機和其它計算機，已經出現后臺監控機損壞而不能工作情況。高性能工控機能夠保證變電站后臺監控系統的安全穩定運行。

3.2 后臺監控機不間斷電源的解決方案

在一些變電站中，沒有為后臺監控機配置不間斷電源，使用的是站用變交流電源。使用站用變交流電源存在下列弊端:一是當系統停電時，后臺監控機失去電源，不能工作；二是站用變交流電壓波動較大，電壓質量有時不合格，有時電壓高，燒毀計算機，有時電壓低，計算機不能工作，不能給后臺監控機提供合格的電源；三是當站用變一次熔斷器熔斷時，后臺監控機失去電源;四是當10 kV系統接地時，站用變交流電源受到嚴重的諧波干擾，影響后臺監控機的正常工作。所以，綜自變電站后臺監控系統應配備不間斷電源，以防止站用電出現故障時確保監控系統正常工作，特別是在發生事故后可以保證各種信息不至于丟失。但是，配置不間斷電源會增加變電站的建設成本，而且，電池的使用壽命也較短，容量也不大，故而可以采用如下方案:配置能將直流逆變成交流的逆變器，以站內直流蓄電池為逆變器的直流電源，逆變成交流后供給后臺監控機使用，容量選擇1 000 VA左右。配置這種逆變器，不用另外購置直流蓄電池，節省投資，而且變電站蓄電池具有容量大、壽命長、輸出穩定等優點。

3.3 保護監控系統事故和預警音響信號

一些變電站的保護監控系統的事故和預警音響信號受后臺監控系統的控制，當后臺監控機不能工作時，事故和預警音響信號則不能發出，不能提示值班人員處理事故或故障，嚴重影響變電站的安全運行，對于這種情況，應與廠家聯系，共同處理，將保護監控系統的事故和預警音響信號獨立出來，不受后臺監控系統控制，防止發生后臺監控機不工作時發不出保護事故和預警音響信號情況。

結語

配電自動化是城網建設和改造中現代化管理的重要手段。目前電力供應主要的問題是城市進戶線路截面小，電表容量不足，供電質量難以滿足生活用電需求。農網也有結構薄弱、線損過大、可靠性不高、收費不合理等問題，因此，加強城網和農網的建設和改造是提高供電質量、開拓電力市場、促進用電消費及拉動國民經濟增長的一項重要措施。城網和農網的建設和改造必須依靠科技的進步，采用先進的技術。配電自動化主要包括變電站自動化和饋線自動化。因此，發展變電站綜合自動化也是當前城網和農網建設和改造的基礎環節之一。

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[2]付周興.電力系統自動化[M].中國電力出版社 ，2006.

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