變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

王俊梅

（國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司漢中供電公司 陜西漢中 723000）

變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

王俊梅

（國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司漢中供電公司 陜西漢中 723000）

隨著我國(guó)電力事業(yè)的迅速發(fā)展，為了適應(yīng)智能電網(wǎng)的需求，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)也要求有更高的水平，因此變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的研究在全國(guó)甚至全世界范圍內(nèi)成為一個(gè)熱點(diǎn)，它主要是研究保證保護(hù)和監(jiān)控功能綜合于一體的變電站自動(dòng)化技術(shù)。本文主要分析了變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀、特點(diǎn)、類(lèi)型以及發(fā)展等問(wèn)題，希望能為變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供一定的幫助，保證變電站模塊化建設(shè)，并能夠更好的為電力事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮自身的作用。

變電站綜合自動(dòng)控制技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展

引言

我國(guó)的電力系統(tǒng)有了很大發(fā)展，變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，特別是35～110kV變電站實(shí)施模塊化建設(shè)，需要保證其安全經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)行。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的不斷發(fā)展，它在變電站自動(dòng)控制中的應(yīng)用也非常廣泛，如將變電站的設(shè)備通過(guò)通信技術(shù)和電路的連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)控制。我國(guó)的變電站綜合自動(dòng)控制技術(shù)相對(duì)比較落后，很多變電站的關(guān)鍵技術(shù)還沒(méi)有突破，還需要加強(qiáng)這些關(guān)鍵技術(shù)的研究，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的綜合自動(dòng)控制。本文從變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展出發(fā)，分析變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)，促進(jìn)變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

1 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外變電站自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀

從20世紀(jì)80年代初，國(guó)外就開(kāi)始研究變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)，它進(jìn)行變電站關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究，美國(guó)的西屋公司和電力科學(xué)研究院研制的SPCS變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、日本的SDS—I、II綜合自動(dòng)化技術(shù)在很早就實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和試運(yùn)行，并進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用。德國(guó)西門(mén)子、法國(guó)阿爾斯通、美國(guó)通用、日本三菱、日本東芝、瑞士ABB等著名電氣公司都在開(kāi)發(fā)和研究變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)，研制出了變電站的保護(hù)與控制一體化裝置。它的特點(diǎn)是系統(tǒng)采用分層分布，通過(guò)光纖進(jìn)行通信連接，主控制室與各級(jí)配電裝置采用光纜聯(lián)系，在主控制室沒(méi)有強(qiáng)電電纜，這樣既增強(qiáng)了安全性，減少了對(duì)主控制室的干擾，還提高了運(yùn)行的水平。總之，國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)有了很大的發(fā)展，它們還制定了一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，保證制造的規(guī)范性，保證了變電站新技術(shù)的快速發(fā)展。

1.2 國(guó)內(nèi)變電站自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀

和國(guó)外相比，我國(guó)的變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的比較晚，但在電氣集中控制裝置和保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)“四合一”裝置上研制非常成功。1987年，清華大學(xué)研制出了用3臺(tái)微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)35kV變電站的全站保護(hù)和控制。隨后第一代第二代微機(jī)保護(hù)先后投入運(yùn)行，并通過(guò)部級(jí)鑒定，微機(jī)保護(hù)技術(shù)也由此迅速發(fā)展起來(lái)，但是在技術(shù)上卻保持相對(duì)獨(dú)立，造成重復(fù)投資，甚至影響設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。清華大學(xué)提出了監(jiān)控系統(tǒng)和RTU的綜合，實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)控，制定信息傳送、抗干擾接地、時(shí)鐘等的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)的聯(lián)網(wǎng)?？傊?，我國(guó)的變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)有了一定的發(fā)展，正在想模塊化方向發(fā)展，但還需要我們不斷努力，爭(zhēng)取技術(shù)上有更大的突破。

2 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

現(xiàn)在的變電站實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，正向模塊化方向發(fā)展，主要是由智能化的一次和二次設(shè)備構(gòu)成，如電子式互感器、主站層、間隔層、過(guò)程層等，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部信息的智能共享和操作的新型變電站。它的特點(diǎn)如下：①一次設(shè)備的智能化。采用微處理器和光電技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)被檢測(cè)和被控制的信號(hào)和操作回路，簡(jiǎn)化了設(shè)備的結(jié)構(gòu)，并采用網(wǎng)絡(luò)代替導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的連接。②二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化。變電站的二次設(shè)備有很多，如繼電保護(hù)、測(cè)量防誤閉鎖、故障錄波、遠(yuǎn)動(dòng)等裝置，要保證這些裝置的設(shè)計(jì)和制造要趨于模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，并采用高速網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、資源的共享。③運(yùn)行管理系統(tǒng)的自動(dòng)化。電力生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄、分流交換、故障分析、設(shè)備檢修等都需要進(jìn)行自動(dòng)化管理。

3 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的類(lèi)型

變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)比較典型的類(lèi)型有三種。①利用繼電保護(hù)裝置、變送器和RTU等技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化。這種類(lèi)型是將RTU裝置安裝在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置中，實(shí)現(xiàn)“四遙”。對(duì)于重要的信息送至RTU，并通過(guò)遙控執(zhí)行柜發(fā)出命令，這種類(lèi)型整體的性能指標(biāo)不高，并且設(shè)備重復(fù)，可靠性比較低，常用于老站改造。②采用分散式的數(shù)據(jù)采集單元、主機(jī)單元、遙控執(zhí)行單元、保護(hù)單元等組成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，從而構(gòu)成變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。這種類(lèi)型雖然實(shí)現(xiàn)了分散式的功能，但是只是實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)的相加，因此讓只是一個(gè)過(guò)渡的方案。③采用站控級(jí)、間隔級(jí)及分層分布式的概念和結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化，這種類(lèi)型是比較成熟的類(lèi)型，它的應(yīng)用也最為廣泛。它采用間隔層設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備的控制，保證信息的收集、存儲(chǔ)和分析，實(shí)現(xiàn)信息的共享，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和保護(hù)的綜合化，它能夠大大節(jié)省主控制室的面積，減少了變電站建設(shè)過(guò)程中的各方協(xié)調(diào)問(wèn)題，并能提高系統(tǒng)的安全性、可靠性和完整性。

4 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)重要的階段：自動(dòng)裝置、智能自動(dòng)裝置和變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)。下面對(duì)這三個(gè)階段進(jìn)行分析：

4.1 自動(dòng)裝置的發(fā)展

起初的變電站采用的自動(dòng)裝置，它在運(yùn)行時(shí)相互獨(dú)立，不能實(shí)行智能化，并且不能實(shí)現(xiàn)故障的自診斷。當(dāng)自動(dòng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)，不能及時(shí)的發(fā)出報(bào)警，以提供工作人員進(jìn)行維修和處理，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行安全。隨著對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的要求越來(lái)越高，自動(dòng)裝置已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求，需要研制出性能更高的變電站自動(dòng)裝置來(lái)取代現(xiàn)有的自動(dòng)裝置，以實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化水平。

4.2 智能自動(dòng)裝置的發(fā)展

隨著智能化水平的不斷發(fā)展，集成電路在變電站自動(dòng)化中運(yùn)用很廣泛，它采用數(shù)字化電路，大大縮小了設(shè)備的體積，并且能是實(shí)現(xiàn)設(shè)備自身的故障診斷，因此稱(chēng)為智能自動(dòng)裝置。它對(duì)裝置自身的可靠性有了很大提高，但是在運(yùn)行時(shí)各個(gè)裝置的運(yùn)行都相互獨(dú)立，不能實(shí)現(xiàn)信息的共享和通信，因此需要研制出智能化程度更高，并且綜合性能更強(qiáng)的變電站自動(dòng)化技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)運(yùn)行。

4.3 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

變電自動(dòng)化技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了變電站自動(dòng)化技術(shù)的綜合性和模塊化。它的結(jié)構(gòu)主要有兩種，分別是局部分散型和全分散型，它們由保護(hù)、測(cè)控、開(kāi)關(guān)閉鎖三部分組成，在微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)故障錄波裝置的不斷發(fā)展，變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)有了很大發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備之間的互聯(lián)互通，模塊化實(shí)現(xiàn)了資源共享和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，提高了安裝調(diào)試的效率，并且工作性能更好，但是在某些技術(shù)上還相對(duì)獨(dú)立，硬件有一定的重復(fù)，需要加強(qiáng)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的深入研究，為變電站系統(tǒng)提供一個(gè)更可靠的運(yùn)行環(huán)境。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)的發(fā)展也逐漸趨于自動(dòng)化、智能化和模塊化，對(duì)于變電站要不斷提高其關(guān)鍵技術(shù)，不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍，增強(qiáng)設(shè)備的工藝和功能，實(shí)現(xiàn)變電站的綜合自動(dòng)化。對(duì)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)要進(jìn)一步研究，總結(jié)國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，不斷創(chuàng)新，將變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)越性展現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)變電站模塊化系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

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TM76

A

1004-7344（2016）25-0067-02

2016-8-18

王俊梅（1963-），女，工程師，大專(zhuān)，主要從事繼電保護(hù)、電測(cè)儀表、變電二次施工等工作，擔(dān)任單位部門(mén)變電二次專(zhuān)責(zé)。