新時期變電站自動化系統的運行、維護與發展趨勢研究

摘 要：隨著電力系統的發展，對該系統動態過程控制的要求越來越高，文章介紹了變電站自動化系統的發展狀況，分析了其結構及功能劃分，詳細論述了其日常運行過程中容易出現的故障，并就此提出一系列維護措施，以期為變電站自動化系統的正常運行提供有益參考。

關鍵詞：變電站 自動化系統 結構 故障 維護 趨勢

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0099-01

1 認識變電站自動化系統

1.1 涵義

指的是由多臺微機所組成的分層分布式控制系統，具體包括微機監控、微機保護和電能質量自動控制等多個子系統。即利用微型計算機與大規模集成電路所組成的自動化系統，可替代常規的測量與監視儀表，用微機保護裝置替代常規的繼電保護屏，從而彌補常規繼電保護裝置不能與外界通信的種種缺陷。

1.2 變電站自動化系統的結構分析

1.2.1 按結構形式劃分

目前，國內外變電站自動化系統大體可分為集中式、分布集中式、集中與分散式相結合及分散式共四種結構形式。

（1）集中式。

該結構是把各設備按其不同功能進行歸類，形成若干獨立系統，各系統均采用集中裝置來完成自身功能。該結構一般由一個或者兩個CPU實現對變電站的保護、監視及遠動的集中控制。優點是構成簡單、響應快速、節省投資，且主機控制系統集中，有助于分配調度各種實時任務；缺點是主機系統負荷較重且主機單CPU可靠性不高。

（2）分布集中式。

該結構將整個變電站的一、二次設備共分成3層，即變電站層、單元層與設備層。變電站層稱為2層，單元層稱為1層，設備層稱為0層。0層主要是指變電站內的變壓器、斷路器及其輔助接點，還包括電流、電壓互感器等一次設備；1層一般按照斷路器的間隔劃分，包括測量、控制部件及繼電保護部件。

（3）集中與分散結合式。

此種結構介于集中式和分散式兩種結構之間。這種結構方式具備分散式結構的優點，同時，由于采用集中式組屏，因此也有利于系統的設計、安裝和維護。

（4）分散式。

該結構首先將設備按照一次安裝單位分為若干個單元，然后將各分布單元用網絡電纜互聯，從而構成一個完整的分散式自動化系統。優點是各功能單元既能通信聯絡，又能相對獨立，因此便于系統擴展與維護管理；抗電磁干擾能力強且可靠性高；缺點是價格昂貴。

1.2.2 按邏輯結構劃分

具體包括：過程層、間隔層和站控層共3個層次。

（1）過程層。

是一次設備和二次設備的結合面，指電氣設備的智能化部分。主要功能可分三類：①電力運行的實時電氣量檢測；②運行設備的狀態參數檢測；③操作控制的執行與驅動。

（2）間隔層。

主要功能：①匯總本間隔層實時數據信息；②實施本間隔操作的閉鎖功能；③可優先控制對數據的采集、統計運算和控制命令的發出；④承上啟下的通信功能。

（3）站控層。

主要功能：①不斷刷新實時數據庫，能夠按時登錄歷史數據庫；②按規定把有關數據信息送至控制中心；③接收控制中心有關命令并轉間隔層與過程層執行；④具有站內當地監控與人機聯系功能；⑤對間隔層和過程層各設備進行在線維護；f能夠對變電站故障自動分析。

2 變電站自動化系統的發展歷程

國內的變電站自動化系統技術經過20多年的發展，已較為成熟，在電力系統內得以廣泛的應用，縱觀我國變電站自動化系統的發展歷程，大致可分為三個階段。第一階段：20世紀80年代，微機技術的發展，使得遠動終端、當地監控與故障錄波等裝置更新換代，最終實現微機化；第二階段：90年代初期，數字保護技術的廣泛應用，使得變電站自動化系統取得實質性的發展；第三個階段：90年代中期以后，隨著計算機技術、網絡和通信技術的快速發展，各類分散式變電站自動化系統陸續研制成功，并大量投入運行。

3 變電站自動化系統運行過程中存在的問題

3.1 對其定義、結構與功能缺乏共識

眾多廠家和用戶對變電站自動化的認識不盡相同，對其結構形式與功能特征的了解與認知缺乏共識。

3.2 缺乏統一的通信標準

各廠家采用不同的通信標準，使得不同通信接口的自動化設備在相互連接時困難重重。

3.3 未實現對原始采樣數據的共享

由于各設備對原始數據的需求不同，并且選用的通信方式難以傳輸大量的原始數據，因此，沒有實現對原始采樣數據的有效共享。

4 變電站自動化系統的維護

4.1 認真做好巡視工作

（1）檢查運行顯示燈是否正常；（2）檢驗工作電壓是否正常；（3）檢查定值區是否與定值通知單一致；（4）檢查插件是否過熱；（5）定期完成誤差檢測工作。

4.2 重視后臺監控工作

（1）認真檢查后臺監控主機的硬件情況以及各連線是否有松動現象；（2）各數據量和狀態量是否與實際運行狀況一致；（3）仔細查看主機系統是否有病毒侵入及系統各軟件運行是否良好。

4.3 異?，F象分析

（1）出現報警信號，遙測、遙信異常；（2）斷路器出現動作跳閘；（3）電氣設備發出異常聲音；（4）電氣設備出現變形、變色、裂碎、及噴油等異常現象。

4.4 故障處理原則

（1）迅速制止事故的進一步發展，及時解除對人身與設備的威脅；（2）及時隔離故障設備，盡早恢復電力設備的正常運行；（3）盡最大努力保障對重要用戶基站用電的供電。

5 變電站自動化系統發展趨勢

在未來的發展中，變電站自動化通信系統離不開計算機網絡技術，特別是帶寬和符合國際標準的網絡技術，在帶寬、可靠性、可擴展性、經濟性與通用性等方面的評估中，計算機網絡技術將成為變電站自動化系統中通信技術的發展趨勢。此外，由于電壓質量對電子設備和計算機系統影響極大，為此，會對電壓進行連續的更深層次的測量與質量分析，將向集成化、智能化與綜合化方向發展。

綜上所述：變電站自動化系統是一個有機的而綜合的系統，這就要求需注重對系統的整體設計，近年來，隨著計算機技術和通信技術的迅速發展，給變電站自動化系統技術的提高注入新的活力，該系統在日常運行過程中要科學地予以維護，確保其安全穩定的運行。

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