變電站綜合自動(dòng)化的技術(shù)要求和基本的功能配置

摘 要 變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)的研究項(xiàng)目一直頗受關(guān)注，自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅可以提高變電站的工作效率，還可以是實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。本文主要論述了現(xiàn)階段我國(guó)變電站的綜合自動(dòng)化的技術(shù)要求，以及最基本的功能配置情況，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)的實(shí)踐提供些許理論參考。

關(guān)鍵詞 變電站；綜合自動(dòng)化技術(shù)；現(xiàn)狀；功能；結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào) TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)071-0163-01

上世紀(jì)末期，變電站的全數(shù)字化設(shè)備已經(jīng)在世界各國(guó)得到了普遍的應(yīng)用，隨著科技水平的日益提高，尤其是數(shù)字化保護(hù)設(shè)備的研制和自動(dòng)化操作系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域中的使用，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)也越來(lái)越受到推崇和使用。目前，我國(guó)變電站自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中仍然存在一些需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題，總體上來(lái)看還是取得了一定的成績(jī)。

1 現(xiàn)狀

變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)施涉及的因素有很多方面，就目前的使用現(xiàn)狀來(lái)看，需要進(jìn)一步提高的技術(shù)問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

1）功能的重復(fù)率比較高，在變電站的各項(xiàng)計(jì)量和系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)中，每一環(huán)節(jié)都配置有各自的變送器，這些元件在運(yùn)行的過(guò)程中增大了總的負(fù)荷量，也在一定程度上增加了成本的消耗。同時(shí)，變送器配置的數(shù)量越多，越容易造成系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)之間的不一致性。變電站的遠(yuǎn)動(dòng)裝置和微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)資源的共享，這樣才能及時(shí)地進(jìn)行信息的溝通，如果各自服務(wù)于不同的核心元件，就有可能給整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性造成影響。

2）變電站的整體設(shè)計(jì)缺乏一種系統(tǒng)性和條理性，往往是進(jìn)行功能的簡(jiǎn)單拼湊，沒(méi)有將核心技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，所以在運(yùn)營(yíng)的時(shí)候，總體效率不高，各個(gè)分系統(tǒng)的性能指標(biāo)也未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

3）變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)工程還缺乏行之有效的規(guī)范，例如在涉及到不同的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品的時(shí)候，往往由于規(guī)格的不統(tǒng)一造成各個(gè)系統(tǒng)之間的聯(lián)調(diào)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不僅影響了變電站正常的運(yùn)行和操作，還影響到日后的維護(hù)與保養(yǎng)工作的順利展開(kāi)，如果不能得到有效的解決，變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)的工作效率就會(huì)越來(lái)越低，所以改進(jìn)技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急，在此基礎(chǔ)上再發(fā)揮自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合功能。

2 功能

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

1）保護(hù)變電站內(nèi)的所有的電氣設(shè)備，如實(shí)地記錄所發(fā)生的故障，同時(shí)對(duì)多套定值進(jìn)行系統(tǒng)地存儲(chǔ)、顯示和修改。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，依據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的指令隨時(shí)發(fā)放警報(bào)信息。

2）對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)、脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行高效地采集，為變電站的正常運(yùn)行提供可靠的信息依據(jù)。狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集主要包括斷路器運(yùn)行狀態(tài)、隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、變壓器的分接頭信號(hào)、變電站的一次設(shè)備告警信號(hào)等數(shù)據(jù)信息，現(xiàn)階段，狀態(tài)信息的采集方式也包括利用通信手段，這就比傳統(tǒng)的信息采集方式更加的邊界化。對(duì)模擬數(shù)據(jù)的采集要注意的事項(xiàng)是各個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集要符合SCADA系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各段母線電壓、電流、相位、頻率等的檢測(cè)都要按照科學(xué)的步驟。脈沖數(shù)據(jù)的采集的依據(jù)主要是脈沖電度表輸出的有關(guān)信息，有時(shí)也會(huì)運(yùn)用光隔離的手段和系統(tǒng)進(jìn)行有效對(duì)接。

3）對(duì)故障進(jìn)行如實(shí)的記錄和對(duì)所發(fā)生的事件進(jìn)行測(cè)量與檢查，以保證所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。變電站的隨波測(cè)量故障儀器在收集信息的時(shí)候，使用的錄波器主要有集中式和分散型兩種，這兩種都有各自的優(yōu)勢(shì)與不足，在具體使用的時(shí)候要根據(jù)具體的情況來(lái)甄選。

4）控制和操作閉鎖功能。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的管理人員可以對(duì)每一工作環(huán)節(jié)進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，有效避免自動(dòng)化系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)候不能進(jìn)行及時(shí)操作的情況的發(fā)生。另外在對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和處理的時(shí)候要主要根據(jù)實(shí)踐的需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和整理。

3 結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段，我國(guó)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)主要包括三個(gè)方面。

1）分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這是一種較為常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)組成形式，在實(shí)際操作過(guò)程中的效果也極為理想。它的工作原理是根據(jù)變電站內(nèi)部的監(jiān)控目標(biāo)的類型，或者是根據(jù)系統(tǒng)中所有的計(jì)算機(jī)設(shè)備的單項(xiàng)功能，把所有的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，在同一操作平臺(tái)上達(dá)到分布式處理的目的。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用分布式處理的功能結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)包括具有很強(qiáng)的拓展性、通用性、開(kāi)放性。但是在看到優(yōu)勢(shì)的時(shí)候也不能忽略了它本身所存在的不足之處，例如在變電站的操作過(guò)程中，采用分布式的結(jié)構(gòu)功能對(duì)外界環(huán)境的要求比較高，如果運(yùn)行的環(huán)境比較惡劣，它的正常功能就會(huì)減弱很多，且它的抗電磁干擾能力不強(qiáng)，某些情況下進(jìn)行信息傳遞的可靠性得不到充分的保證，因此要依據(jù)變電站功能的實(shí)際使用需求并綜合各種因素來(lái)進(jìn)行功能的配置，達(dá)到最優(yōu)的解決方案。

2）集中式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這種功能結(jié)構(gòu)是將變電站系統(tǒng)中的所有的軟件和硬件裝備以及相關(guān)的數(shù)據(jù)信息都進(jìn)行了集中化的配置，最終變電站的數(shù)據(jù)輸入與輸出工作交由前置機(jī)來(lái)完成，而將數(shù)據(jù)的具體處理和傳訊工作交由后臺(tái)機(jī)來(lái)完成。前置機(jī)與后臺(tái)機(jī)的相互配合構(gòu)成了集控式的基本構(gòu)架。它也存在很多的不足之處，需要將功能進(jìn)一步地提高與完善。很多變電站都采用的是這種功能結(jié)構(gòu)，這也是工作效率始終都處于同一水平線、未曾有突破的原因。在變電站的系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)導(dǎo)致前置機(jī)的管理任務(wù)過(guò)多，這包括輸入輸出數(shù)據(jù)、保護(hù)控制信息、實(shí)施系統(tǒng)的檢測(cè)等，這也導(dǎo)致引線過(guò)多，不能為運(yùn)行系統(tǒng)的整體安全性提供必要的保證，如果前置機(jī)在使用的過(guò)程中發(fā)生了故障，就有可能就會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失，信息的傳輸效率也會(huì)明顯地降低。這種功能結(jié)構(gòu)之所以問(wèn)題頻出是因?yàn)樵谧畛醯脑O(shè)計(jì)的時(shí)候，沒(méi)有站在宏觀的角度去考慮系統(tǒng)運(yùn)行的整體狀況，而是將各個(gè)單元的功能進(jìn)行“拼湊”，從而組合起來(lái)的，所以總體的功能指標(biāo)明顯達(dá)不到實(shí)際的需求，也就不能很好地實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行目的。

3）分層分布式的功能結(jié)構(gòu)，分層分布的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)按照變電站系統(tǒng)中的具體功能層次的區(qū)別和控制對(duì)象的差異進(jìn)行的層級(jí)劃分，這就有利于對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)行特殊化管理，只要加強(qiáng)對(duì)每一層級(jí)的控制和管理，就可以完成系統(tǒng)的總體管理。主要的劃分層次包括兩級(jí)，一是全站控制級(jí)，二是就地單元控制級(jí)，前者又被稱為站級(jí)，后者被稱為端級(jí)。站級(jí)系統(tǒng)又分為四個(gè)方面，依次是變電站控制系統(tǒng)、變電站監(jiān)視系統(tǒng)、變電站工程師工作臺(tái)、同一調(diào)度中心的通信系統(tǒng)。這幾個(gè)方面是相互作用和聯(lián)系的，各自都有一套運(yùn)作體系，又有機(jī)統(tǒng)一到全站的控制級(jí)中。通常情況下，變電站控制系統(tǒng)主要運(yùn)行的功能包括高效的信息相應(yīng)功能，迅速處理信息的功能，從而可以完成站內(nèi)的信息控制等。變電站監(jiān)視系統(tǒng)主要對(duì)系統(tǒng)提供故障檢測(cè)的服務(wù)，及時(shí)將擾動(dòng)記錄和各種反饋信息發(fā)布出來(lái)，為及時(shí)有效地處理奠定良好的基礎(chǔ)。變電站工程師工作臺(tái)的作用主要是對(duì)運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行調(diào)試和檢測(cè)，同時(shí)可以進(jìn)行遠(yuǎn)端的系統(tǒng)維護(hù)。

4 總結(jié)

綜上所述，變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)要求涉及的領(lǐng)域比較多，在實(shí)際操作的過(guò)程中要注意與變電站的運(yùn)作情況相一致，針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)功能實(shí)施相應(yīng)的技術(shù)管理策略，將其功能發(fā)揮到最大限度。

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