變電站綜合自動化的內(nèi)涵與發(fā)展趨勢

【摘要】隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)代控制技術(shù)也得到了極大的發(fā)展，尤其是近幾年來，電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)更是實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，這些技術(shù)的進步為我國電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)打下了堅實的基礎(chǔ)，從而奠定了我國變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展的契機。本文僅就變電站綜合自動化的內(nèi)涵與發(fā)展趨勢進行簡要分析，以此拋磚引玉，希望更多的專業(yè)人士加入到此課題的研究中來，進而促進電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。

【關(guān)鍵詞】變電站;綜合自動化;內(nèi)涵;發(fā)展趨勢

一、變電站綜合自動化的內(nèi)涵

1.變電站綜合自動化的涵義

所謂的變電站綜合自動化系統(tǒng)就是通過采用現(xiàn)代化的計算機技術(shù)、電力電子技術(shù)、通信技術(shù)以及信息處理技術(shù)對變電站的二次設(shè)備的作用進行優(yōu)化設(shè)計，以達到對變電站的所有設(shè)備的運行情況進行測量和監(jiān)控的目的。其中，二次設(shè)備主要包括：繼電保護、測量、控制、故障錄波、自動裝置等。

2.變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)

從我國變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展的歷程角度出發(fā)，變電站綜合自動化系統(tǒng)主要包括分層分布式結(jié)構(gòu)、分布集中式結(jié)構(gòu)以及集中式結(jié)構(gòu)這三種。分布集中式的結(jié)構(gòu)在分層分布式結(jié)構(gòu)以及集中式結(jié)構(gòu)之間，分布集中式的結(jié)構(gòu)存在的時間比較短，就當(dāng)前情況來看，我國的變電站綜合自動化系統(tǒng)主要采用分層分布式結(jié)構(gòu)以及集中式結(jié)構(gòu)。

3.變電站綜合自動化的功能

變電站綜合自動化系統(tǒng)具有多種基本功能，其包含多專業(yè)的綜合性技術(shù)，以微機為基礎(chǔ)來實現(xiàn)對變電站傳統(tǒng)的繼電保護、控制方式、測量手段、通信和管理模式的全面技術(shù)改造，實現(xiàn)對電網(wǎng)運行管理的變革。變電站從一次設(shè)備、二次設(shè)備、繼電保護、自動裝置、載波通訊等與現(xiàn)代的計算機硬、軟件系統(tǒng)和微波通信以及GIS組合電器等相結(jié)合，使變電站走向綜合自動化和小型化。具體而言，變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能主要體現(xiàn)在六個方面：監(jiān)控子系統(tǒng)功能;微機保護子系統(tǒng)功能;自動控制子系統(tǒng)功能;遠動和通信功能;變電站系統(tǒng)綜合功能;系統(tǒng)在線自診斷功能。

4.變電站綜合自動化技術(shù)的作用

在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，多數(shù)子系統(tǒng)都是由微機構(gòu)成的，都具有一定的故障診斷功能，這就使得變電站一、二次設(shè)備的可靠性得到了極大的提高。此外，變電站綜合自動化系統(tǒng)的電壓和無功自動控制功能可以保障變電設(shè)備的安全，延長各種電氣設(shè)備的使用壽命。變電站應(yīng)用綜合自動化技術(shù)后，相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄、測量、監(jiān)控等都由計算機自動完成，減少了人為干涉，這就使得數(shù)據(jù)的準確性得到了極大的提高，進而提升了整個電網(wǎng)運行的管理水平，降低了電網(wǎng)的電能損耗，節(jié)約了電能。

二、變電站綜合自動化的發(fā)展趨勢

1.注重綜合自動化系統(tǒng)維護經(jīng)驗的積累

在變電站綜合自動化系統(tǒng)維護的日常工作中，要注意積累、總結(jié)一些日常對事故的處理技巧，例如：在綜合自動化系統(tǒng)維護中，對某臺斷路器進行遙控操作時，如果屏幕顯示遙控返校正確，但始終未能反映該斷路器變位，必須針對這種情況，操作員可先利用系統(tǒng)的分析法，對該斷路器在當(dāng)?shù)夭僮骱?、分閘時不同條件進行檢查，核實在該位置觸點時的正確度，如果斷路器無論在合閘或分閘時刻，其位置觸點狀態(tài)始終不變，就可以證明問題一定出在位置觸點上，就可以排除在自動化系統(tǒng)沒有問題出現(xiàn)。相反，如果相關(guān)電纜完好、位置觸點狀態(tài)也正確，則可得出在遙信方面出問題，其他方面問題出現(xiàn)的機會就可排除。

2.以工業(yè)以太網(wǎng)提高變電站綜合自動化信息傳輸能力

在現(xiàn)代變電站綜合自動化系統(tǒng)的應(yīng)用中，多臺計算機組成的分層分布式控制系統(tǒng)包涵多個子系統(tǒng)，而子系統(tǒng)中多個職能模塊要求各系統(tǒng)間能夠進行有效的信息交換及信息共享，以降低設(shè)備配置、提高系統(tǒng)整體安全性及可靠性。因此，現(xiàn)代變電站綜合自動化系統(tǒng)對通信網(wǎng)絡(luò)有著較高的要求。工業(yè)以太網(wǎng)及現(xiàn)場總線技術(shù)為變電站的綜合自動化系統(tǒng)改造提供了技術(shù)支持，以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)實現(xiàn)快速的實時響應(yīng)能力、實現(xiàn)優(yōu)良抗干擾能力、實現(xiàn)高可靠性等信息傳輸能力。

3.注重提高變電站綜合自動化系統(tǒng)的可靠性

變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能較強大，具備高度自動化，因而能實現(xiàn)無人值班，且極大地縮短了變電站系統(tǒng)的維修周期，因而在實際中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，但由于這種高技術(shù)的變電站目前發(fā)展尚不是很成熟，也沒有為廣大技術(shù)人員與運行人員所熟悉和了解，因而仍存在一定的應(yīng)用問題，使得系統(tǒng)的應(yīng)用出現(xiàn)了一些不可靠的因素，因此，要注重提高變電站綜合自動化系統(tǒng)的可靠性。

（1）抑制干擾源的影響

外部干擾源一般產(chǎn)生于綜合自動化系統(tǒng)外部，因而難以消除，但可以通過減少強電回路的感應(yīng)耦合或其他屏蔽措施來抑制干擾源的影響。

（2）隔離和接地措施

良好的隔離措施如開關(guān)量輸入和輸出的隔離及模擬量的隔離等可以有效減小干擾的傳導(dǎo)侵入，接地也是抑制干擾的一種行之有效的方法，將隔離和接地措施有機結(jié)合起來，可以起到良好的抑制干擾的效果。

（3）濾波。濾波也是抑制干擾的一種重要方法

變電站綜合自動化系統(tǒng)模擬量輸入通道中的傳導(dǎo)受到的干擾可分為共模干擾和差模干擾，濾波可以有效濾除串入信號回路的差模干擾，雙端對稱輸入可以有效抑制共模干擾。

（4）供電電源的抗干擾措施

在計算機交流供電系統(tǒng)中，可對供電電源采取一些抗干擾措施，如電源濾波器、隔離變壓器隔離、氧化鋅壓敏電阻及不間斷電源UPS等。

4.加強智能化一次設(shè)備的研發(fā)

智能化變電站自動化系統(tǒng)正在自下而上的逐步發(fā)展，而目前的主要問題集中在過程層方面。過程數(shù)據(jù)的數(shù)字化和共享化依賴于數(shù)字式光電互感器及智能化高壓開關(guān)的實現(xiàn)。近年來，光電互感器的研究開發(fā)已取得了一定的成果，國內(nèi)也有一些公司研制的光電互感器掛網(wǎng)運行，但光電互感器大規(guī)模應(yīng)用在變電站內(nèi)的各種條件尚未成熟。而智能化開關(guān)設(shè)備的研究、開發(fā)需要多學(xué)科、跨學(xué)科的合作與協(xié)調(diào)，任何一個相關(guān)門類學(xué)科的發(fā)展都會對其產(chǎn)生推動作用，因此，國外不少公司涉足其中，并形成了商業(yè)化產(chǎn)品，這些新型設(shè)備目前仍有一些技術(shù)問題沒有解決，需要大量研究。

5.實現(xiàn)變電站電路信號數(shù)字化

（1）在電網(wǎng)系統(tǒng)供電運行中，對動態(tài)電氣參數(shù)信息進行實時檢測，主要包括：電壓、電流、諧波分量及相位，這些數(shù)據(jù)屬于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其他電氣信息量，如有功功率、無功功率等都可通過間隔層的設(shè)備計算得到。

（2）光電流互感器的應(yīng)用。其一般以弱功率數(shù)字量進行輸出，特別適合微機繼電保護裝置的需求，其順應(yīng)保護數(shù)字化、電力計量、微機化和自動化發(fā)展的浪潮。

（3）電流瞬時采樣值差動保護。在故障全程使用采樣瞬時值進行計算，在大動態(tài)范圍內(nèi)能保持良好的線性，測量的電流能準確反應(yīng)一次電流波形，可使現(xiàn)有保護的靈敏度及可靠性有效地提高。

總而言之，在當(dāng)前我國電力行業(yè)發(fā)展的過程中，由于電力系統(tǒng)的運行條件十分的復(fù)雜，這就十分容易導(dǎo)致電力系統(tǒng)變電站綜合自動化出現(xiàn)相應(yīng)的問題，導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)的工作效率受到影響。為此，我們就要采用相應(yīng)的技術(shù)手段，來對其進行相應(yīng)的完善，以確保變電站綜合自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。

參考文獻

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