綜合自動化系統中通信技術在埃塞俄比亞400KV 變電站的應用

郭慧芳

（中鐵十七局集團電氣化工程有限公司海外事業部，太原 030002）

1 變電站綜合自動化系統運行技術分析

1.1 變電站綜合自動化系統概念的分析

變電站的綜合自動化系統，其主要功能就是把變電站運行過程中所使用到的各種信號系統、測量儀表以及繼電保護裝置等這些主要的二次設備利用計算機信息系統進行科學地優化，并實現變電站各個二次設備之間的高效配置，從而實現變電站能夠對變電的機組進行自動的監測、電壓和電流值等的測量、變電站的協調管理等目的。綜合自動化系統中的通信系統就是在電力系統的運行中，監視、控制變電站的正常運行，并且把收集到的信息及時發回調度中心，調度中心經過信息處理和分析，對變電站進行調度和控制。變電站是連接在發電廠和用戶之間一個非常重要的中間站，作為發電廠的輸出接收端，它對從發電廠傳輸過來電力的功率和電源的變化起到著非常重要的作用，作為用戶的輸入端，它將轉變好的電力控制在安全范圍內，穩定地輸送給用戶，起到很好的保障作用。因此，變電站的綜合化系統通信技術的應用，給電力系統帶來更加可靠和穩定的運行環境。

1.2 綜合自動化系統的優勢

變電站中若沒有使用自動化系統的通信技術，在電能輸送時，就不能很好地對電能的參數進行管理。比如，電力系統中若輸入電流過大，將會造成電站設備的負荷加大，甚至會造成用電的危害。通過變電站的綜合自動化系統通信技術應用，可以實現變電站的自動化和智能化發展。通過綜合自動化通信技術系統，變電站實現電力系統中數據的收集和整理，并進行適當分析，并進一步利用通信技術的傳輸，實現計算機對變電站中二次設備的智能控制。它最大的優勢在于能夠在第一時間發現電力系統和設備在運行時存在的故障或異常現象，并能夠采取有效措施避免故障進一步的惡化。

1.3 綜合自動化系統通信系統的構成

第一是監控系統，它通常由測量元件和控制元件組成，具有對變電站中關聯設備的工作參數進行監控，因此，它的功能非常強大，可以實現模擬量與數字量的輸入工作，從而達到對控制輸出端的控制；第二，保護系統，在變電站中指繼電器的保護。保護系統是一個比較獨立的系統，主要是為了實現輸入量和跳閘的獨立性，并且測量信息和邏輯功能等之間具有相互的獨立性。在變電站中，保護裝置的工作方式由串行通信接口和借助串行通信接口來實現遠程保護；第三，具有斷路器的閉鎖系統。它的目的是為了避免工作人員在操作系統時出現誤操作現象而設置的系統。因此，變電站一旦具有綜合自動化系統，即使在工作人員出現操作失誤時，仍然可以實現系統的閉鎖，確保整個電站的電力系統能夠安全可靠地工作。

1.4 綜合自動化系統通信系統的原則和要求

（1）充分體現全面性。變電站自動化系統應該能夠完全替代傳統的設備，通過在分布式系統中集成，系統能夠實現監測、自動控制、保護和測量功能。

（2）可靠的通信和信息共享。每個功能模塊和組件都應采用網絡模式，以促進接口功能的擴展并實現整個站內的數據共享。

（3）滿足系統安全和技術進步的要求。為了實現系統監測功能之間的互相兼容，系統中的軟件和硬件要設置妥當，能夠保證系統安全。

（4）系統標準化程度高，具有開放性。該系統能夠適應不同工況不同規模的變電站，系統的技術參數符合國家相關標準的要求，更夠自動更新，為今后的系統升級創造條件。

（5）可靠性好，具有抗干擾功能。系統的設計要采用模塊化設計思路，各個模塊之間相對獨立又和其他模塊互相兼容，有利于今后的維修和更換，節約了企業維護成本，系統具有故障報警功能和自動恢復功能，故障碼可以自動發送到監控中心，方便設備管理。

2 變電站綜合自動化系統功能及通信技術存在的問題

（1）在埃塞俄比亞的變電站，因為地理位置比較偏僻、經濟技術比較落后，設備主要使用的是已被淘汰的設備，或者使用從其他變電站中拆下來的舊設備，設備整體的自動化水平較低，還有些變電站使用的設備雖然是新的，但是設備的生產商并非一流企業，在質量和技術水平上有所欠缺，當這樣的設備被長期適用在變電站系統中，由于質量的不穩定，以及某些元器件的老化加速，從而導致整個系統可靠性會大幅度降低。

（2）通信技術水平低下。通信技術在很大程度上決定了自動化程度的高低，這是因為自動化技術主要體現在設備運行的智能化，智能化主要依托通信和網絡技術，對變電站工作狀態進行監控，例如監控設備工作時的電壓等參數值，并進行分析，有異常情況時，及時聯絡工作人員進行處理。為了數據能及時準確地傳輸，需要變電站設置專門用于信息傳輸的光纜。

（3）變電站中使用的各種設備，并沒有經過系統的整體協調配合，而是不斷更新某些設備來取代舊的設備，因此，變電站系統中的各種二次設備型號不一致，安裝的時間有遠有近，各設備相互之間的關聯比較欠缺，缺乏有效和協調和配合，不能自動建立互相協調的機制，而是要通過技術人員手動設置，在自動化程度上有所欠缺，一旦系統中出現異常情況時，會因不能及時實施監測和控制而給變電站帶來危害。

（4）傳輸規約和傳輸網絡的選擇問題，埃塞俄比亞的變電站的建設規模差異明顯，各變電站的技術水平有高有低，在變電站和調度中心之間的信息傳輸所使用的規約形式不同，各變電站企業之間也沒有建立統一的標準，相互之間的連接和操作存在一定的問題。

3 變電站綜合自動化系統功能及通信技術解決對策

（1）變電站設備的選用，根據其重要等級和工作的負荷進行適當的區分，比如進行A、B 等級的區分，A等級為一些非常重要的一次設備，例如：變壓器、母線、隔離開關等，這些列為A 等級設備，屬于非常重要的設備，不僅對設備的制造工藝要求水平高，在安裝時也要充分考慮安裝的工藝會造成的影響。因此，必須從信用良好、技術先進的一流品牌中購買這些設備，并且，要充分考察設備供應商生產資質、生產規模、及產品的穩定性。設備進行安裝時，需要持有專業證書的安裝人員進行安裝，在安裝完成后要進行完整的系統調試，確保系統在有負荷運轉下的安全運行。變電站的二次設備相互間要建立協調和配合，在測量、監測和通信系統等領域中不斷互相支持，還要在故障出現時具有自診斷和自恢復的功能。

（2）逐步淘汰電纜方式的通信，根據實際情況采用屏蔽電纜或傳輸速度更快和抗信號干擾的光纖，從而減少互感器的幅度，減少設備故障率的發生，還能保證數據采集的準確性。

（3）為了實現變電站的無人化管理，需要全面提高各獨立設備的功能和各設備之間互相協調的功能。不僅從硬件上提高設備的功能，還從軟件和網絡的選用，全面提高系統機組的能力。用不同的智能模塊實現設備的協調運轉，選用以太網對變電站實現一體化的管理和控制，通信網絡設計要滿足擴展型號，組合及維修方便。

（4）為了提高各個系統之間通信的協調性和兼容性，需要綜合考慮整個變電站所有的設備型號和類型來制定通信的傳輸規約問題。采用規范化、符合國際標準的通信協議和規約，確保網絡的可擴充性及開放性，一般會在變電站建設初期進行構思。我國目前在這方面也處于不斷完善的過程中，加快實現通信協議的統一。

4 結束語

變電站中綜合技術非常關鍵，而直接影響到變電站的技術水平高低，關鍵因素是通信技術。為了實現變電站的電網調度自動化和運行維護管理，通過加強通信水平的管理和智能化技術的提高，在保證信息傳輸的及時性和準確性的同時，也為電網的安全運行提供一份保障。