基于變電站綜合自動化的功能與技術發展

韓鑫　王文冕

【摘 要】變電站作為電網運輸工作較為重要一環，其在調整電壓方面起到了重要作用，進而使電壓可滿足用戶各種需求。目前，該種自動化技術在國內應用范圍仍舊很窄，并且消耗了大量人力，其軟、硬件都在不同程度上有欠缺，面臨著進一步的改造。

【關鍵詞】變電站；綜合自動化；功能；技術發展

1變電站綜合自動化系統的概述

變電站綜合自動化系統指的是在傳統的變電站二次系統的基礎上，充分的應用了計算機技術、現代通信技術以及自動化技術，然后對變電站二次系統進行進一步的優化，從而對變電站進行實時監視、保護、調度、通信等綜合性的自動化管理。變電站綜合自動化系統會利用計算機系統收集系統中的數據和信息，并且計算機系統也會對收集到的數據和信息進行深入的分析和相應的處理，然后利用通信系統將處理的數據輸送到相應的部門中，從而實現對變電站的運行監控、控制、協調和管理的目的。變電站綜合自動化系統和傳統的變電站二次系統最大的區別在于，變電站綜合自動化系統中的測控單元雖然相互獨立，但是在計算機技術以及通信系統的輔助之下，測控單元彼此之間能夠進行信息共享，相互之間也可以交流信息和數據，并且變電站綜合自動化系統在減少電纜和設備配置以及投入成本的同時，還增加了許多新的功能。

2綜合自動化所應用的核心技術

2.1信息的采集、處理技術

該技術通過交流、直流采樣兩種方式來對模擬量進行采集，其采集的內容主要有：饋線和進線端的相應功率大小、電壓與電流、變壓器油的溫度、直流屏所通過的相應控制電壓等等。現階段一般將光電隔離相應開關量利用周期掃描和中斷輸入等方式獲取狀態量，其數據有：斷電閘刀、隔離開關、警報等一系列的狀態數據。此外，對脈沖量進行采集同樣十分重要，其采集的方式與狀態量相似。而信息處理則包含對變電站有關參數進行記錄、統計以及分析與核算。

2.2數據庫相關技術

數據庫可以實現對系統所有數據、資料的及時存儲。數據庫的數據類型一般包含基本數據、歸檔數據以及對象數據。數據庫以基本數據為基礎，包含電流電壓、無功與有功的功率、斷路器和變壓器相應分接頭的位置等一系列的狀態、運行參數。對象數據則將基本數據作為其基礎，實現了變壓器和各類開關數據的結合，并將其當作一個整體管理，為其他系統引用相關數據提供了極大便利。此外，對基本、對象數據歸檔，將其存儲在相應磁盤內，成為了歸檔數據。

2.3保護系統與操作的閉鎖

對微機進行保護包含變壓器和電容器、母線的保護與設備電源自動地合閘、投入等操作。其在接到相應控制指令后，保護系統會發出相匹配的動作、故障信息和保護類型，并且會對信息進行及時修改。經過變電站內部CRT屏能夠調節、控制分接頭和隔離開關等。此外，為了防止因PC機產生故障而不能操作被控制設備這一問題的產生，可以平行地設置人工形式的跳合閘裝置。操作閉鎖則包含并發性的操作閉鎖和出口跳合的閉鎖等功能。只有通過CRT屏幕將正確口令輸入進去才可完成該類操作閉鎖。

3變電站綜合自動化系統的結構

變電站綜合自動化系統結構清晰，分工明確，如圖1。其中“變電站主計算機系統”實現對整個綜合自動化系統的管理和協調，并為運行和維護人員提供對自動化系統進行干預和監控的手段，同時為了實現運行人員遠方控制斷路器分、合操作，還向運行人員提供了變電站運行的各種接線圖、數據、表格等畫面。調度控制模塊通過通信控制管理模塊實現對下面各個模塊的調度。“通信控制管理”是變電站與調度控制中心之間、變電站內部各部分之間相互進行交換數據的橋梁。然后“繼電保護”、“直流電源系統”、“數據采集和控制”三大模塊構成變電站自動化的基礎。

4變電站綜合自動化所具備的功能

4.1數據采集

包括對狀態量、模擬量和脈沖量數據的采集。常規采集數據有電氣設備狀態、變壓器分接頭信號機變電站一次設備告警信號等狀態量采集和母線電壓、線路電壓、電流和功率以及饋線電流、電壓等模擬量、脈沖量采集，還能實現變壓器油溫的模擬數據采集，并利用內部計數器統計脈沖個數，實現電能測量。

4.2處理故障的功能

首先是集中型的配置，該配置可以實現和監控系統進行實時通信的功能。其次是分散型的配置。微機相應的保護裝置可以及時記錄數據以及計算相關測距，然后將數字化形式的波形以及測距數據與監控系統進行連接，利用監控系統來存儲、分析數據。其事件的記錄包括了開關跳合的數據及對保護動作有關序列進行記錄等。

4.3操作以及控制作用

一般對無功與電壓進行控制需要采取投、切電容器組以及對同步調相機進行調整等實現。可以利用自動或者是手動方式來對其進行遠程化或就地化的控制。可以利用專門裝置來對無功進行控制，也可以采取專用軟件通過監控系統的測量數據進行控制。技術人員可以利用CRT屏幕對斷路器和變壓器的分接頭等實現遠程化控制，也可借助人工方式。

5自動化發展的趨勢

5.1數據采集、處理同步進行

不論是國內還是國外的變電站對于數據采集、處理所應用的設備都實現了完全獨立。在采集工作結束后，應利用網絡技術將其傳輸至處理設備中，這便會使處理時間產生一定滯后，進而對該系統的及時性產生影響。隨著自動化不斷地優化，必然會將采集、處理和傳輸等功能進行融合，并置于單一設備當中，進而使采集與樹立可以同步地展開，進而節約數據判斷所耗費的時間。

5.2在線的監控與維護

控制技術逐步成為自動技術核心部分，變電站所含設備種類多樣且數量繁多，若僅僅利用傳統方式的系統并不能保證在線操作的全面性，仍然存在較多工作需要手動進行控制。但隨著智能和網絡技術發展、應用，變電站可充分借助該技術優勢，實現監控數據的高速傳輸，并降低電磁波對傳輸的干擾，從而提高在線的監控與維護工作的發展。在采集系統相關的監控信息以后，將其及時地輸入計算機，然后和系統正常運行或者是極限狀態的有關數據進行對比，然后進行判斷，從而對事故整個過程進行撲捉，并將其以圖像、文字形式進行記錄，減輕人為工作量。

6結語

想實現變電站各項功能緊跟時代發展，滿足社會的用電需求，必須對綜合自動化進行合理運用，妥善地對監視和控制方面的問題進行解決，進而使電力系統能夠安全而可靠地運行。

參考文獻：

[1]孔祥倫.簡述變電站綜合自動化系統關鍵技術及發展趨勢[J].通訊世界，2014.

[2]徐煥忠.變電站綜合自動化系統的相關問題研究與應用[J].工程技術研究，2017.

[3]歐陽彥鋒.探究新一輪變電站綜合自動化系統改造問題[J].科技與創新，2017.

（作者單位：1.國網山西技培中心大同分部綜合管理室；2.國網山西省電力公司大同經濟技術研究所）