淺析35kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

【摘要】本文闡述了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本知識(shí)，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、基本功能、存在的問題，以及對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展前景進(jìn)行了詳細(xì)的描述。

【關(guān)鍵詞】變電站；綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)；功能

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)通訊為手段，以信息共享為目標(biāo)，通過利用先進(jìn)的通信技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的繼電保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)、故障錄波、自動(dòng)裝置、微機(jī)五防、遠(yuǎn)動(dòng)裝置等設(shè)備的功能進(jìn)行重新組合優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的主要設(shè)備和線路運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控、測(cè)量，從而完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和自動(dòng)控制任務(wù)。

一、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)越性

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有功能綜合化，結(jié)構(gòu)微機(jī)化，操作監(jiān)視屏幕化，運(yùn)行管理智能化等特點(diǎn)，它替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化了變電站二次系統(tǒng)，提高了變電站運(yùn)行穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了減員增效，提高了經(jīng)濟(jì)效益，是供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)向電力客戶提供高質(zhì)量電能的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。

1、提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率；

2、提高了電力系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行水平；

3、減少變電站運(yùn)行維護(hù)工作量；

4、變電站實(shí)現(xiàn)了無人值班目標(biāo)。

二、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能主要包括：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算和處理、越限和狀態(tài)監(jiān)視、開關(guān)操作控制和閉鎖，與繼電保護(hù)交換信息、與自動(dòng)控制的協(xié)調(diào)和配合、與變電站其他自動(dòng)化裝置交換信息和與調(diào)度或集控中心通信等，主要體現(xiàn)在微機(jī)保護(hù)、安全自動(dòng)控制、遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控、通信管理四大子系統(tǒng)中，它具有遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào)等功能。

三、35kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要有分層分布式、集中式、分布式系統(tǒng)三種結(jié)構(gòu)模式。當(dāng)前，國網(wǎng)典設(shè)35kV變電站一般按無人值班變電站設(shè)計(jì)，繼電保護(hù)采用全微機(jī)型，裝設(shè)一套變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，由縣調(diào)負(fù)責(zé)控制、調(diào)度和管理。35kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基本采用分層分布式開放性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變電站的控制、測(cè)量、報(bào)警、操作閉鎖、調(diào)度系統(tǒng)通信和變電站的某些管理功能。網(wǎng)絡(luò)分成站控層和間隔層兩層，站控層設(shè)備主要包括主機(jī)兼操作員站、遠(yuǎn)動(dòng)主站、公用接口裝置、打印機(jī)、GPS對(duì)時(shí)裝置和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。新建變電站站控層數(shù)據(jù)庫以及主接線圖等按遠(yuǎn)景規(guī)劃設(shè)置，便于以后擴(kuò)建工程的實(shí)施；間隔層設(shè)備按一次間隔劃分，間隔層各種設(shè)備和器件應(yīng)達(dá)到IEC60255抗電磁干擾標(biāo)準(zhǔn)。站控層網(wǎng)絡(luò)采用IPC/IP協(xié)議的以太網(wǎng)，站控層網(wǎng)絡(luò)采用單網(wǎng)配置；間隔層網(wǎng)絡(luò)采用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)或以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)媒介采用屏蔽雙絞線或光纖。

目前，35kV變電站10kV、35kV開關(guān)柜戶內(nèi)布置的一般把10kV、35kV線路、電容器組及母分備自投的測(cè)量、保護(hù)、測(cè)控、遠(yuǎn)動(dòng)集成為一體的保護(hù)測(cè)控裝置直接安裝在開關(guān)柜上，通過現(xiàn)場(chǎng)總線由后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)他們進(jìn)行管理和交換信息；而10kV開關(guān)柜戶內(nèi)布置、35kV一次設(shè)備戶外布置的變電站一般把10kV線路、電容器組及母分備自投保護(hù)測(cè)控裝置直接安裝在開關(guān)柜上，35kV線路保護(hù)測(cè)控裝置采用集中組屏安裝在控制室內(nèi)；重要保護(hù)如35kV主變保護(hù)測(cè)控一般采用保護(hù)和測(cè)控裝置單獨(dú)組屏，安裝在控制室內(nèi)；其他自動(dòng)裝置如低周低頻減載、備自投、故障錄波、PT并列裝置、自動(dòng)重合閘裝置一般采用集中組屏，安裝在控制室內(nèi)，對(duì)設(shè)備的可靠性較為有利。另外還需配置公用測(cè)控屏和遠(yuǎn)動(dòng)屏各一面，用于全站“四遙”量的采集和傳送；直流系統(tǒng)、智能電度表等通過RS485或RS232與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信；計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具備防誤閉鎖功能，能完成全站防誤操作閉鎖；監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控主站系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)SCADA基本功能，包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，安全監(jiān)視與控制，屏幕顯示與操作，運(yùn)行記錄，制表打印以及畫面拷貝等功能。

分層分布式結(jié)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn)是各裝置相對(duì)獨(dú)立，便于設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和管理；裝置就地安裝減少設(shè)備占地面積，節(jié)約了控制電纜，減少了電纜傳送信息時(shí)的電磁干擾；裝置組態(tài)靈活，方便檢修維護(hù)和擴(kuò)展，具有很好的可靠性；大量現(xiàn)場(chǎng)工作可由設(shè)備制造廠家獨(dú)立完成，分層分布式結(jié)構(gòu)模式代表了變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向。

四、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和問題

當(dāng)前，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)已具備裝置靈活、通信功能強(qiáng)大、能自動(dòng)檢測(cè)和自我診斷、現(xiàn)場(chǎng)免調(diào)以及具有間隔管理功能、完整的事件記錄、能就地、遠(yuǎn)控操作和具有通用硬件平臺(tái)、易升級(jí)，擴(kuò)展性強(qiáng)等功能，基本上滿足用戶的不同需求，但在生產(chǎn)運(yùn)行中還難免會(huì)存在一些問題：

1、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同的生產(chǎn)廠家有不同的設(shè)計(jì)模式，相同功能的產(chǎn)品還無法通用，給變電站運(yùn)行維護(hù)和管理也會(huì)帶來許多問題。

2、組織模式選擇的問題

如果一個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇合適的話，不僅可以節(jié)省投資、節(jié)約材料，而且由于合適的系統(tǒng)其功能全、質(zhì)量高、可靠性高、運(yùn)行穩(wěn)定，也能為運(yùn)行維護(hù)提供不少便利。

3、運(yùn)行維護(hù)方面的問題

目前，變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備大部分維護(hù)工作依然依靠廠家來處理，各供電公司在綜自專業(yè)管理上幾乎沒有專業(yè)隊(duì)伍，設(shè)備缺陷只好通知相應(yīng)的廠家來處理，往往會(huì)有廠家扯皮的現(xiàn)象，或者可能因廠家路途遙遠(yuǎn)，即使立即出發(fā)也會(huì)造成時(shí)間的耽擱，從而造成缺陷處理不及時(shí)影響系統(tǒng)安全運(yùn)行等問題。

五、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展與未來

在多年的生產(chǎn)運(yùn)行及科學(xué)實(shí)踐中，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在我國已經(jīng)取得了非常明顯的效果，對(duì)提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮了重要的作用。隨作新技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化智能變電站已不斷投入運(yùn)行，它比一般變電站設(shè)計(jì)減少了二次接線，提升了測(cè)量精度，提高了信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?，避免了電纜帶來的電磁兼容、傳輸電壓、二點(diǎn)接地等問題，使得變電站各種功能可共享統(tǒng)一的信息平臺(tái)，使得變電站自動(dòng)化運(yùn)行和管理得到進(jìn)一步的提高。未來，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)將朝著更加智能的方向發(fā)展：

1、實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)字化、集成化、規(guī)范化。

2、從集中控制、功能分散型向分層網(wǎng)絡(luò)型發(fā)展。

3、統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4、遙視系統(tǒng)的應(yīng)用。

遙視系統(tǒng)能夠?qū)⒆冸娬緝?nèi)采用攝像機(jī)拍攝的視頻圖象遠(yuǎn)距離傳輸?shù)秸{(diào)度或集控中心，使主站的運(yùn)行、管理人員可以借此對(duì)變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證無人值班變電站的運(yùn)行安全。

5、藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。

藍(lán)牙技術(shù)是一項(xiàng)發(fā)展中的技術(shù)，該技術(shù)具有小功率、微型化、低成本以及與網(wǎng)絡(luò)時(shí)代發(fā)展相適應(yīng)等的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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