220kV變電站電氣監控系統綜合自動化改造

陳巍 尹馨（吉林省電力勘測設計院，吉林長春 130022）

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220kV變電站電氣監控系統綜合自動化改造

陳巍 尹馨
（吉林省電力勘測設計院，吉林長春 130022）

【摘要】隨著社會的發展、科技水平的不斷提高，電力逐漸成為我們日常生活中不可或缺的重要能源。為了適應電網、機組等系統逐漸實現自動化水平的要求，我國部分企業通過計算機監控技術和網絡通信技術來對220KV變電站電氣監控系統進行綜合自動化改造。本文主要論述通過了解目前變電站電氣監控系統的現狀，從而對變電站系統進行自動化改造，對企業和未來電力發展趨勢產生的影響。

【關鍵詞】變電站電氣監控系統 綜合自動化 改造

由于目前科技的快速發展，電力能源成為我國可再生資源中最重要的能源之一。通過對大部分企業單位的調查和了解，對變電站電氣監控系統綜合自動化改造的內容進行了總體整理和分析，對日后綜合自動化改造的全面應用提供了前期的學術借鑒。

1 變電站電氣監控系統的主要內容

1.1 變電站綜合自動化系統

變電站電氣監控系統綜合化是在現代化科技發展的基礎上，結合了以往的變電站綜合自動化系統，對變電站設備進行重組、優化，從而實現對變電站設備運行情況的檢測、監視等目的。在變電站電氣監控系統綜合自動化出現之前，站內設備比較落后，容易出現不穩定、維護成本較高等問題，而系統綜合自動化的出現，簡化了站內二次接線，為企業提高了經濟效益，也為用戶提供了高質量的電力能源［1］。

1.2 系統的基本網絡結構

大部分變電站綜合化系統的網絡結構基本相似，包括異步串行網絡、現場總線網絡和工業以太網。三種網絡結構逐步發展，其中工業以太網在變電站電氣監控綜合自動化系統中的應用前景最為廣闊。

1.2.1 異步串行網絡

主要以點對點的工作方式運行，主要分為站控層、間隔層和過程層三層網絡結構。在部門小規模的變電站和110kV終端變電站也可以只用RS422和RC485組成的網絡。異步串行網絡通常用于早期的變電站綜合系統，目前已經逐漸不再使用。

1.2.2 現場總線網絡

相比于異步串行網絡，現場總線網絡具備更多的優點。大部分現場總線網絡適用于規模較大的變電站，由于站內節點數比較多，而現場總線網絡可以將所有的節點連接在一起，對于單獨節點的增加或退出也更加方便。因此，現場總線網絡具有抗干擾性強等優點。

1.2.3 工業以太網

工業以太網是目前我國變電站綜合自動化系統中比較成熟的網絡結構，以太網本身也具有快速、安全、靈活等特點，目前已經被廣泛應用于各個企業的變電站電氣監控綜合自動化改造系統。

1.3 變電站電氣監控系統綜合自動化的內容

變電站電氣監控綜合自動化系統主要包括兩個部分：站控層和間隔層。其中，站控層主要負責對設備進行監測、控制等，而間隔層主要負責通過通訊介質相互連接。站控層主要包括運動通信設備、GPS對時裝置等，間隔層主要包括保護裝置、網絡通信設備等［2］。

2 變電站電氣監控系統的發展歷史

變電站電氣監控系統的發展主要分為一、二、三代系統，下面分別介紹一下三代系統各自的特點。

2.1 第一代變電站綜合化系統

20世紀80年代中后期，我國開始研究變電站電氣監控綜合自動化系統。第一代主要以RTU裝置為基礎，以實現“四搖”功能為目的，在二次接線基礎上增設RTU裝置，重要保護的信息則通過節點傳送到RTU裝置。第一代系統的弊端就是整體性能低下，系統功能不強，但卻有結構簡單、成本較低的優點。因此，第一代系統比較適用于老變電站的改造。

2.2 第二代變電站綜合化系統

20世紀80年代后期，我國研究了以單片機為基礎，通過功能劃分硬件結構的第二代綜合化系統。單片技術的成熟使市場上出現了大量的微機化功能裝置，而將這些組合在一起就形成了包括數據采集、監控主機等功能的第二代綜合化系統。第二代系統的弊端是系統功能復雜、穩定性不強，但也具有較強的在線功能，可以使工控機從大量的數據采集工具中解脫出來。

2.3 第三代變電站綜合化系統

20世紀90年代，新興起的自動化系統為我國第三代變電站綜合化系統提供了技術支持與安全保障。通過對先進工業的控制，以現場總線和局域網技術為基礎，研究出了分散式綜合自動化系統。第三代系統大大簡化了變電站設備的配置，縮小了工作面積，提高了系統穩定性與安全性，簡化了操作要求等諸多優點，被廣泛應用在我國各個變電站電氣監控系統綜合自動化的改造中［3］。

3 變電站電氣監控系統的應用

主要以根河220kV變電站新建二次系統為例進行說明。

3.1 各種數據的整理歸納

變電站監控方式按照近期少人值班遠期無人值班設計，配置一套自動化系統實現對全站內相關信息采集及處理，并利用系統本身的信息遠傳功能，實現對調度端遠傳功能。實現全站防誤閉鎖、無功自動控制等智能功能。在進行二次系統的使用之前，首先對各項數據進行了統計和分析，如監測監控范圍、電網運行數據等。通過對數據的記錄和計算，選擇最合理的安裝方案。

3.2 制定配置方案

根據相關的配置原則，對站內相關信息統一采集處理，實現資源共享。監控系統與繼電保護故障信息系統統一配置，繼電保護故障信息系統能與各繼電保護裝置和故障錄波裝置進行數據通信，收集各繼電保護裝置及故障錄波裝置的動作信號、運行狀態信號，通過必要的分析軟件，在站內對事故進行分析。

在一系列的準備工作結束后，就可以對利用這些數據的整理，在配置方案的指導下進行220kV變電站新工程的建立。

4 結語

第二次工業革命以后，電力逐漸融入到我們的生活當中，同時也成為了我們生命中不可或缺的能源。隨著社會的不斷發展，科技的進步使我們對電力的需求也與日俱增，本文主要通過對220kV變電站電氣監控綜合自動化系統的介紹，論述了變電站綜合自動化系統的重要性以及未來發展的前景。因此，變電站電氣監控系統綜合自動化的改造對我國電力研究來說是十分重要的一項研究項目。

參考文獻：

［1］符良震.220kV變電站綜合自動化系統的改造研究［J］.企業技術開發，2015，11（23）：1-2.

［2］劉顯文.探討電氣二次設計在220kV綜合自動化變電站的應用［J］.通訊世界，2014，02（06）：65-66.

［3］程幫龍.某220kV變電站綜合自動化改造情況分析［J］.中國電業（技術版），2011，07（06）：56-58.