變電站自動化控制系統的現狀及對策

【摘 要】近年來，我國的變電站自動化控制技術有著顯著的發展，本文從我國的變電站自動化控制系統的現狀進行分析，并有建議性的提出發展的對策。

【關鍵詞】變電站自動化；控制系統；現狀；對策

變電站綜合自動化系統具有功能綜合化，系統結構微機化，測量顯示數字化，操作監視屏幕化，運行管理智能化等特征。

1 變電站綜合自動化系統的基本概念

變電站綜合自動化系統是將變電站的二次設備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出，配電線路的自動監視，測量，自動控制和微機保護，以及調度通信等綜合性的自動化功能。變電站綜合自動化系統具有功能綜合化，設備，操作，監視微機化，結構分布分層化；通信網絡光纜化及運行管理智能化的特征，它的出現為變電站的小型化，智能化，擴大監控范圍及變電站的安全可靠，優質，經濟運行提供了數據采集及監控支持而且在其基礎上可以實現高水平的無人值班變電站的管理。

2 變電站綜合自動化系統的功能

變電站綜合自動化系統一般來說，變電站綜合自動化系統主要包括數據采集及通訊，數據處理，安全監視，微機保護，開關操作，電太無功控制，遠動及自診斷等功能。

2.1 數據采集及通訊功能

其中包括主變及各條線路的交流測量，溫濕度等非電氣量的直流測量，開關刀閘等遙信的實時采集，保護信息的收集，與上級調度通訊，統一時鐘等。

2.2 數據處理功能

主變及各條線路的功率及功率因數計算，電能計算及統計，事件順序記錄及事故追憶等。

2.3 安全監控功能

系統運行工況監視，變電站一次系統運行狀態監視，遙測量的越限監視，遙信變位的聲光報警，事故信號及預告信號的告警顯示，變壓器分接頭與電容器組人工，自動調節與投切，保護測定值的顯示與修改，在線自診斷等。

2.4 微機保護功能

微機保護功能包括饋線保護，母線保護，變壓器保護，備用電源自投等等，這是變電站綜合自動化系統一個重要的功能，對于保障變電站正常運行有著重要的作用。

2.5 電壓和無功控制功能

對有載調壓變壓器分接頭和并聯補償電容器進行綜合調節控制，從而控制電壓和功率因數等指標，保證電壓質量和優化無功補償。

3 數字化變電站自動化系統的基本特點

3.1 智能人的一次設備

一次設備被檢測的信號回路和被控制的操作驅動回路采用微機處理和光電技術設計，簡化了常規機電式繼電器及控制回路的結構，使之數字程近代器及數字公共信號網絡取代傳統的導線連接。

3.1.1 網絡化的二次設備

變電站內常規的二次設備，已改變了傳統二次設備的模式，為簡化系統，信息共享，減少電纜，減少占地面積，降低造價等方面已改變了變電站運行的面貌。使得設備之間的連接全部采用高速的網絡通信，二次設備不再出現常規功能裝置重復的1/0現場拉中，通過網絡真正實現數據共享，資源共享，常規的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。

3.1.2 自動化的運行管理系統

變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據，狀態記錄統計無約化，數據信息分層，分流交換自動化，變電站運行發生故障時即能那時提供故障原因，提出故障處理意見，系統能自動發出變電站設備的檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改變為“狀態檢修”。

4 變電所自動化系統的內在結構

4.1 過程層

該層是一個一次設備和二次設備的結合面，換言之過程層是指智能化電氣設備的智能化部分。過程層的主要功能可以分為三類。（1）電力運行的實時電氣量檢測。它是與傳統的功能一樣，主要是電流，電壓，相位以及諧波分量的檢測，其他電氣量入有功，無功，電能量可通過間支的設備運算出來，采集傳統模擬量被直接采集了數字量所取代。這樣做的優點式抗干擾性能強，絕緣和抗飽和特性好，開關裝置實現了小型化，緊化。（2）運行設備的狀態參數在線檢測與統計。變電所需要進行狀態參數檢測的設備主要有變壓器，斷路器，刀閘，母線，電容器，電抗器以及直流電源系統。在線檢測的內容主要有溫度，壓力，密度，絕緣，機械特性和工作狀態等數據。（3）操作控制的執行與驅動。操作控制的執行與驅動包括變壓器分接頭調節控制，電容，電抗器投切控制。斷路器，刀閘合分控制。

4.2 間隔層

主要功能是：（1）匯總本間隔過程層實時數據信息；（2）實施對一次設備保護控制功能；（3）實施操作同期及其他控制功能；（4）實施本間隔操作閉鎖功能；（5）承上啟下的通信功能，即同時高速完成與過程層及所控層的網絡通信功能。

4.3 所控層

其主要功能是：（1）通過兩級高速網絡匯總全所的實時數據信息，不斷刷新實時數據庫，按時登錄歷史數據庫；（2）具有在線可編程的全所操作閉鎖控制功能；（3）具有所內當地監控，人機聯系功能；（4）按既定規約將有關數據信息送向調度或控制中心；（5）接受調度或控制中心有關控制命令并轉間隔層，過程層執行；（6）具有對間隔層，過程層諸設備的在線維護，在線組態，在線修改參數的功能；（7）具有變電所故障自動分析和操作培訓功能。

5 變電站自動化控制系統的主要內容內涵

變電站自動化控制的內容主要包括：電氣量的采集和電氣設備狀態的監視，控制和調節，實現變電站正常運行的監視和操作，保證變電站的正常運行和安全，在發生事故時，采集瞬態電氣量，實施監視和控制，迅速切除故障，完成事故后變電站恢復正常運行的操作，高壓電氣設備本身的監視信息，隨著對計算機技術，網絡技術及通信技術的應用，根據變電站的實際情況，各類分散分布式變電站自動化系統將各現場輸入輸出單元部件分別安裝在中低壓斷路柜或高壓一次設備附近，現場單元部件或保護和監控功能的二合一裝置，用以處理各開關單元的繼電保護和監控功能，或是使現場的微機保護和監控部件分別保護相對獨立，在變電產控制室內設置計算機系統，對各現場單元部件進行通信聯系，能信方式通常采用串行口。

6 變電站自動化控制系統存在的問題

6.1 產品接口問題

產品接口問題是變電站自動化系統與調度自動化系統之間的連接必須妥善解決的重要問題。它包括數據的格式，通訊規約等技術問題，當調度自動化系統與變電站自動化系統是使用不同的廠家的產品時，可能會出現數據格式，通訊規約不同而無法在調度自動化系統中得到正常運行。

6.2 產品質量有待提高

容易出現產品質量問題是由于某些廠家僅為了追求自己經濟利益，而忽視了產品的質量，產品的結構設計不合理，可靠性差等問題，缺乏了基本的質量保證，從而會使在投運的變電站自動化系統問題增加。

6.3 系統抗干擾能力不強

系統坑干抗擾能力是指當變電站自動化系統在高溫低溫，雷電沖擊，耐濕，靜電放電干擾，電磁輻射干擾等環境下的實際情況下，該系統是否能夠正常運行。

6.4 通訊通道問題突出

通訊通道是指在特定的條件下，變電站與調度之間的通訊問題，由于大部分變電站，電廠與調度之間的通訊手段主要還是靠載波通訊，途中還有多個T接點，載波信號由變電站傳到教育工作者主站時衰減嚴重，信號的可靠性下降了許多，導致遠動信號的誤碼率增高，通道問題顯得十分突出。

7 結束語

我國計算機通信技術的迅速發展，給變電站自動化控制技術水平的提高帶來了新的機遇，變電站自動化控制技術正在朝著網絡化，綜合智能化，多媒體化的方向發展。全面開展變電站自動化控制系統的應用，保障我國電力系統的可持續發展。

【參考文獻】

[1]姚千里.數字化變電站自動化系統探討[J].現代經濟信息，2010，01.

[2]變電站的自動化系統結構及特點分析[J].經濟技術協作信息，2011年（26）總第1081期.

[3]倪洪梅.變電站綜合自動化系統的探討[J].民營科技，2009（09）.

[責任編輯：湯靜]