變電站綜合自動化技術探討

胡裕民

摘? ?要：電力事業的快速發展使得綜合自動化系統在變電站中得到了廣泛應用，大幅促進變電站自動化水平以及運行管理水平的提升，為電力系統的創新進步提供了巨大動力。本文簡單介紹變電站綜合自動化系統，研究相應的自動化技術，并就技術發展現狀與趨勢進行探討。

關鍵詞：變電站? 綜合自動化技術? 系統? 發展

變電站作為電力系統的重要組成部分，其在電力系統自動化發展進程中扮演著重要角色。只有實現變電站綜合自動化，才能有效推進電力系統自動化發展進程，促進配網調度自動化，大幅提升電網運行質量。變電站綜合自動化的實現需要利用大量關鍵技術，構建結構合適的綜合自動化系統，基于完善系統與先進技術保障自動化的有效實現。

1? 變電站綜合自動化系統

變電站綜合自動化系統是集自動化技術、電子技術、通信技術等先進技術于一體的綜合化系統，其能夠實現變電站的自動化運行管理、維護以及遠距離監測控制，同時基于數據共享促進變電站一體化發展，全面提高變電站運行管理水平。變電站綜合自動化系統結構主要包括以下幾種。

1.1 集中式結構

顧名思義，變電站綜合自動化系統集中式結構能夠對所有信息進行集中處理，所有計算及處理工作都是由一個CPU完成。因此該結構多用于規模較小的變電站，而且可以減少占地面積。該結構除了難以實現對大量計算、處理工作的同時進行外，還存在信號傳輸精度偏低且易受干擾、系統維護難度高、拓展性差等劣勢。

1.2 集中分布式結構

集中分布式結構是將變電站運行管理的相關數據及處理進行科學分類，并讓不同計算機完成不同功能，簡單來說就是利用多個CPU對多發性事件進行同步處理，大幅提高處理效率。通常來說，該結構多用于大規模的中、低變電站自動化系統中，如果用于高壓系統較易產生故障。該結構的各個功能模塊與其他功能模塊都存在數據傳遞與通信路徑，因此在實際傳輸數據時系統能夠自動優選最合適的渠道，有效規避數據傳輸困難的情況。而且集中分布式結構的拓展性良好，維護簡單，即便系統局部發生故障，其他部分也能正常運行并實現對應功能。

1.3 分層分布式結構

分層分布式結構將變電站綜合自動化系統區分為2或3個層次，分別為變電站層、間隔層或者變電站層、間隔層、通信層。該結構的特點在于測控單元和斷路器間隔較近，因此通信可以直接通過電纜實現，大幅保障了通信的安全性、穩定性與可靠性。同時該結構便于拓展，局部故障不會對整個系統的其他部分造成影響，是當前適用性最普遍的結構。

2? 變電站綜合自動化技術

2.1 數據采集與處理

變電站綜合自動化系統的運行離不開數據，只有對所有相關數據進行及時采集、整合與處理，才能充分保障變電站自動化運行與維護。在實際運行管理中，需要對進線及饋線的電流、電壓、功率等進行采集，同時也需要對母線電壓與電流數據進行采集，另外變壓器油溫、電容器室室溫等也是必不可少的重要數據，但凡缺少其中一樣數據，都會對變電站自動化運行與管理造成巨大影響。在采集數據后，還需要對數據進行處理，主要包括運行參數統計、分析與計算等，從而通過數據準確掌握變電站實際運行情況，為自動化運行管理的實現提供數據支撐。當數據出現異常時，變電站綜合自動化系統能夠進行自動報警，從而保障變電站運行安全。常見的設備越限報警包括開關變位報警、設備運行越限報警、保護裝置動作報警等，而且在報警的過程中系統會自動記錄越限值以及起止時間，為相關人員分析問題和進行處理提供可靠參考。

2.2 微機保護和操作閉鎖

變電站綜合自動化系統包含大量設備與線路，規模巨大，系統復雜，設備類型多樣，較易出現各種問題，需要加強保護。微機作為綜合自動化系統的核心部分，更要加強對其的有效保護。在對微機進行保護時通常需要對線路、變壓器、母線、電容器、備用電源自動投入及自動重合閘等進行保護，一旦發現其中某些部件存在動作故障，只需要通過操作終端正確選擇對應的保護類型與定值就能就能實現快速而有效地修改。操作人員還可以直接在CRT屏幕上操作斷路器與隔離開關，遠程實現對電容器組的投切管理，確保電容器穩定運行，保護計算機安全、穩定運行。另外為了規避計算機故障時不能操作被控設備的問題，必須在設備操控中保留人工操作手段，進一步強化風險防控能力。而且為了減少人為原因的系統問題，還需要加強權限管理，操作閉鎖正是實現權限管理的重要技術手段，只有輸入正確授權口令后才能解除閉鎖。

2.3 人機聯系

綜合自動化系統能夠實現主控室以及遠程控制，這就需要用到人機聯系技術。當變電站有工作人員值班時，工作人員在主控室進行人機聯系與操作;當變電站無人值班時，相關人員則需要通過遠程控制中心進行人機聯系與操作。人機聯系功能能夠讓工作人員直接通過CRT屏幕完成報警界限設置、信號復歸、數據打印等操作。

3? 電站綜合自動化技術發展現狀及趨勢

3.1 發展現狀

當前我國220kV以上高壓變電站基本上都應用了綜合自動化技術，全面提高了變電站運行管理水平，為變電站的安全、穩定、高效運行奠定了基礎。隨著現代技術的不斷進步，變電站綜合自動化技術的智能化程度必然會越來越高。當前變電站綜合自動化系統基本上采取現場總線型網絡結構進行通信。由于傳統串行通信結構的通信距離較短，難以完全滿足變電站運行實際需求，而且在變電站高負荷運行狀態下，該網絡結構的通信質量還會受到一定影響，故而現場總線型結構適用性更佳。現場總線型結構能夠實現信道共享，能夠以更少的成本實現更為高效的通信。另外變電站綜合自動化系統通常采用雙網絡保障單元功能實現，將監控單元與其他單元分隔開來，充分保障了系統高效運行。

3.2 發展趨勢

隨著綜合自動化技術的不斷創新與進步，其能夠以更加先進、智能化、人性化的方式支持變電站運行管理。首先是數據采集與處理將逐步實現同步化。當前變電站對數據的自動化采集與處理是分開進行的，這在一定程度上影響了數據利用的效率，無法實現實時監測。而在數據采集與處理同步后，數據的處理與利用效率將得到顯著提升，實時監測的滯后性將被大幅削弱，從而更加可靠地保障變電站運行質量與效率。數據采集與處理的同步需要用到智能控制開關，從而實現對海量不同類型數據的同時處理。其次是人際操作界面規范化與人性化。人機操作界面越規范和人性化，能夠幫助維護人員以統一的方法對變電站設備故障進行檢修與處理，大幅縮短檢修時間，保障檢修質量，降低維修成本。最后是監控保護技術智能化發展。隨著科學技術的不斷進步，變電站監控保護技術將逐漸實現一體化，同時智能程度也將大幅提升，按照單元對系統進行整體、局部監控和保護。

4? 結語

變電站綜合自動化技術是推動變電站運行管理自動化、智能化發展的關鍵技術，同時也是促進現代智能電網發展的關鍵技術。只有加大綜合自動化系統及技術的研發力度，重視技術創新與進步，加強技術優化與應用，利用先進技術構建更為科學與先進的變電站綜合自動化系統，才能為我國電力事業的創新發展提供可靠支持。

參考文獻

[1] 劉錦君.淺析變電站綜合自動化技術的特點、問題與對策[J].科技創新與應用，2016（21）：218.

[2] 陳永澤. 變電站綜合自動化技術發展趨勢研究[J]. 科技資訊， 2016， 14（21）：17.

[3] 張泉生. 簡析變電站綜合自動化技術實施要點[J]. 電子技術與軟件工程， 2015（1）：169.

[4] 吳公權. 綜合自動化技術在變電站中的應用[J]. 中國科技縱橫， 2015（3）：151.