變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

張敏

（遼寧省阜新市清源污水處理有限公司，遼寧 阜新 123000）

1 變電站自動(dòng)化特征

綜合自動(dòng)化是指將二次設(shè)備利用微機(jī)技術(shù)經(jīng)過功能的重新組合化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。它是自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，具有以下特征：

功能綜合化。功能綜合化是按變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行要求，將二次系統(tǒng)的功能進(jìn)行綜合，在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案指導(dǎo)下，進(jìn)行優(yōu)化組合，以達(dá)到協(xié)調(diào)一致的繼電保護(hù)及監(jiān)控?！熬C合”并非指將變電站所要求的功能以“拼湊”的方式組合，而是指在滿足基本要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)性能指標(biāo)的最優(yōu)化。表現(xiàn)在：簡(jiǎn)化變電站二次設(shè)備的硬件配置，盡量避免重復(fù)設(shè)計(jì)，如：遠(yuǎn)動(dòng)裝置和微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)功能的重復(fù)設(shè)置，沒有達(dá)到信息共享；簡(jiǎn)化變電站二次設(shè)備之間的互聯(lián)線，節(jié)省控制電纜，減少PT，CT的負(fù)載，避免計(jì)量、遠(yuǎn)動(dòng)和當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)系統(tǒng)所用的變送器各自設(shè)置，不僅增加投資，而且還造成數(shù)據(jù)測(cè)量的不一致；保護(hù)模塊相對(duì)獨(dú)立，網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障不應(yīng)影響保護(hù)功能的正常工作，對(duì)于110KV及以上電壓等級(jí)變電站，由于其重要程度，應(yīng)考慮保護(hù)、測(cè)量系統(tǒng)分開設(shè)置；而對(duì)于110KV以下低壓變電站，根據(jù)目前的技術(shù)應(yīng)用水平及工程應(yīng)用情況，可以考慮將保護(hù)與測(cè)控功能合為一體的智能單元，這樣不僅利于運(yùn)行管理及工程組合，而且降低投資成本；減少安裝施工和維護(hù)的工作量，減少總占地面積，降低總造價(jià)或運(yùn)行費(fèi)用；提高運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，保證電能質(zhì)量；有利于全系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定控制。

系統(tǒng)構(gòu)成的數(shù)字化及模塊化。保護(hù)、控制、測(cè)量裝置的數(shù)字化便于把各功能模塊通過通訊網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，有利于接口功能模塊的擴(kuò)充及信息的共享。另外，方便模塊組合，適應(yīng)工程的集中式，分布分散式和分布式結(jié)構(gòu)集中式組屏等方式。

操作監(jiān)視屏幕化。當(dāng)變電站有人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系在當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)（或主機(jī)）上進(jìn)行；當(dāng)變電站無人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系功能在遠(yuǎn)離的調(diào)度中心或操作控制中心的主機(jī)或工作站上進(jìn)行。不管哪種，操作維護(hù)人員面對(duì)的都是CRT屏幕，操作的工具都是鍵盤或鼠標(biāo)。

運(yùn)行管理智能化。運(yùn)行管理智能化體現(xiàn)在無人值班，人機(jī)對(duì)話及操作的屏幕化，制表，打印，越限監(jiān)視系統(tǒng)，信息管理，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，開關(guān)操作及防誤操作閉鎖等方面，能夠減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及人無法做到的工作。

2 建立站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)注意的問題

變電站內(nèi)傳送或交換的基本信息有測(cè)量及狀態(tài)信息，操作信息，參數(shù)信息。根據(jù)信息傳送的性能要求，大致可分兩類：一類是要求實(shí)時(shí)響應(yīng)較高的信息，如事故的檢出，報(bào)警，事件順序記錄和用于保護(hù)運(yùn)作的信息，要求傳送速度較高，另一類是對(duì)時(shí)間響應(yīng)要求不高的信息，如故障分析的信息，可允許較長(zhǎng)的傳送時(shí)間。對(duì)不同的數(shù)據(jù)有不同的安全性要求，站內(nèi)通信網(wǎng)聯(lián)系站內(nèi)各個(gè)智能單元，后臺(tái)監(jiān)控及遠(yuǎn)方通信裝置，是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工程需要，考慮以下問題：

由于污水處理用電的連續(xù)性和重要性，通信網(wǎng)的可靠性應(yīng)放在第一位。一方面應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，以滿足溫度、濕度和電磁干擾等環(huán)境要求，另一方面應(yīng)考慮備用措施。

站內(nèi)通信網(wǎng)應(yīng)根據(jù)通信負(fù)荷的特點(diǎn)合理分配，保證不出現(xiàn)“瓶頸”現(xiàn)象，通信負(fù)荷不過載，對(duì)于大型變電站考慮100-256個(gè)負(fù)載節(jié)點(diǎn)，一般中小型變電站考慮不超過60-100個(gè)負(fù)載節(jié)點(diǎn)。通訊距離設(shè)計(jì)不超過1KM。站內(nèi)通信應(yīng)滿足組合靈活、可擴(kuò)展性好，具有較好的開放性以及調(diào)試維修方便的要求，宜采用總線式網(wǎng)絡(luò)。

通信媒介的選用原則是盡量采用光纖?？紤]到工程的經(jīng)濟(jì)性，仍可采用電纜作為主要的通信媒介；但電纜接口一般設(shè)有隔離變壓器，以抑制共模干擾。

站內(nèi)通信網(wǎng)的協(xié)議及規(guī)約應(yīng)盡量符合國(guó)家及國(guó)際標(biāo)誰。

3 實(shí)際工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題

前置智能單元。前置智能單元是系統(tǒng)的基層，執(zhí)行系統(tǒng)最基本的功能，如保護(hù)，測(cè)量，控制等。這些基層模塊盡量不受網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響，特別是斷電保護(hù)裝置，要求在無網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)下能完成保護(hù)的基本功能，因此，在設(shè)計(jì)基層裝置時(shí)，盡量采用自成一體的辦法。為了提高基層功能模塊的質(zhì)量，盡量采用通用化的模塊。根據(jù)這種思路設(shè)計(jì)的有限品種的模塊，拼裝成不同的功能裝置，對(duì)降低模塊設(shè)計(jì)成本，組織生產(chǎn)均具有好處。在實(shí)際應(yīng)用中，為了減少基層模塊軟件對(duì)工程的依賴性，一種辦法是將與工程有關(guān)的軟件改成系統(tǒng)配置文件存于可擦寫的存儲(chǔ)器內(nèi)；另一種方法是將與工程有關(guān)的軟件用一個(gè)獨(dú)立的模塊來實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)通信層。為了保證網(wǎng)絡(luò)層的完好，應(yīng)注意對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的監(jiān)視，這可以從后臺(tái)和前置兩個(gè)層次來實(shí)現(xiàn)。在硬件條件比較好的地方，可以采用兩個(gè)獨(dú)立通信網(wǎng)絡(luò)工作，或同時(shí)工作，或互為備用。

后臺(tái)監(jiān)控。后臺(tái)監(jiān)控的操作，管理，維護(hù)是系統(tǒng)中用戶最關(guān)心的問題，為了減少用戶對(duì)廠家的依賴，在后臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)中特別要注意人機(jī)界面的友善性，操作要方便，易學(xué)，易懂，功能具有開放性。當(dāng)系統(tǒng)中功能模塊的增加和減少或具有不同通信協(xié)議規(guī)約的設(shè)備加入，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)方便地增加及刪除，操作也簡(jiǎn)單明了，不至于遇到上述問題時(shí)修改后臺(tái)軟件。

[1]《工業(yè)電氣自動(dòng)化》

[2]《現(xiàn)代企業(yè)供用電設(shè)計(jì)》

[3]《微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》