變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)探析

李?yuàn)檴? 李巖松 張超

摘要：本文對(duì)變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)模式、能實(shí)現(xiàn)的主要功能進(jìn)行了探究分析，并結(jié)合實(shí)際模式針對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)提出相關(guān)優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：變電站；自動(dòng)化；技術(shù)

當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用，隨著電網(wǎng)運(yùn)行水平的提高，為了提高變電站的可控性，各級(jí)調(diào)度中心要掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況，采用遠(yuǎn)方集中控制操作、反事故措施等，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少人為誤操作的可能，提高運(yùn)行的可靠性。

1綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

1.1設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想。在微機(jī)化以前，傳統(tǒng)的變電站是面向功能的設(shè)計(jì)，將變電站分為繼電保護(hù)、監(jiān)控、故障錄波、電能計(jì)費(fèi)、通信、遠(yuǎn)動(dòng)等不同種類的功能，分別設(shè)計(jì)自己的系統(tǒng)，幾部分實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)也各不相同。隨著集成電路和微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在應(yīng)用中變電站的兩項(xiàng)系統(tǒng)，一次系統(tǒng)主要完成電能的傳輸、分配和電壓變換工作；二次系統(tǒng)則是完成對(duì)一次設(shè)備及其流經(jīng)電能的測量、監(jiān)視和故障的告警、控制、保護(hù)以及開關(guān)閉鎖、廠站遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等工作。在應(yīng)用中雖然微機(jī)型裝置盡管功能不同，硬件結(jié)構(gòu)大同小異，除微機(jī)系統(tǒng)自身外，對(duì)各種模擬量的數(shù)據(jù)采集回路和I/O回路組成，所采集的量和所控制的對(duì)象顯得設(shè)備重復(fù)、互聯(lián)復(fù)雜。為了從全局出發(fā)來考慮全微機(jī)化的變電站二次部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡量使各二次回路部分硬件資源共享、信息共享，從而產(chǎn)生了變電站綜合自動(dòng)化。

1.2變電站綜合自動(dòng)化。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)，主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代電子、通信以及信息處理等各項(xiàng)技術(shù)，通過重新組合其功能，優(yōu)化其應(yīng)用功能，最終實(shí)現(xiàn)監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況。在應(yīng)用中為了提高應(yīng)用性能，變電站綜合自動(dòng)化簡化了變電站的二次接線，從而有效的提高了變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行水平與經(jīng)濟(jì)效益，降低變電站的運(yùn)行維護(hù)成本。

1.3變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。變電站綜合自動(dòng)化以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，通過應(yīng)用變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)簡化了二次接線，設(shè)備可靠性增加，強(qiáng)化設(shè)備監(jiān)視和自診斷，延長了設(shè)備檢修周期，有效的促進(jìn)了整體布局緊湊，減少了占地面積，降低變電站建設(shè)投資，減少了人的干預(yù)，使人為事故大大減少，減少了供電故障。采用新的保護(hù)技術(shù)和控制方式，可以看到各電壓等級(jí)的變電站，通過應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無人值班或減員增效，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化，可以全面提高變電站的監(jiān)控技術(shù)和運(yùn)行管理水平，促進(jìn)各專業(yè)在介紹上的協(xié)調(diào)。

2變電站自動(dòng)化系統(tǒng)

2.1變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層組成。間隔層是現(xiàn)場運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，保護(hù)和控制裝置。如繼電保護(hù)及自動(dòng)控制裝置，測控裝置、站內(nèi)直流電源管理設(shè)備、多功能電表等等。它們是和一次設(shè)備聯(lián)系最緊密的設(shè)備，實(shí)際的數(shù)據(jù)采集，設(shè)備控制都是由它們來完成。間隔層和站控層的數(shù)據(jù)需要通過一些通訊電纜/光纜進(jìn)行傳輸，中間還得有一些通信設(shè)備，比如通信管理機(jī)、交換機(jī)、接口設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)等等，用來負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的分發(fā)和傳輸，以及原始數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等等。目前，變電站監(jiān)控系統(tǒng)主要采用串行數(shù)據(jù)總線、現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)等。 站控層包括站內(nèi)監(jiān)控后臺(tái)，操作員站、工程師站、遠(yuǎn)動(dòng)服務(wù)器等設(shè)備。在這一層要對(duì)采集上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以便顯示在終端監(jiān)控屏幕上。一些變電站遙控指令也可以從這一層發(fā)出去，通過網(wǎng)絡(luò)層最后送到間隔層去執(zhí)行。

2.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能。操作命令的優(yōu)先級(jí)為：就地控制、站控層控制、遠(yuǎn)方控制?？刂齐姎忾g隔的斷路器、電動(dòng)隔離開關(guān)的分合閘操作，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)根據(jù)運(yùn)行工況實(shí)時(shí)變化而不斷的更新，記錄被監(jiān)控設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。按電氣間隔的分布配置和集中配置綜合測試端，完成開關(guān)量、模擬量、脈沖量等信息的采集和處理并能將處理后的信息上傳。控制操作與“五防”工作站的接口，所有操作控制均經(jīng)“五防”工作站防誤閉鎖邏輯的判斷，若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，閉鎖該操作并報(bào)警。歷史數(shù)據(jù)庫對(duì)于需要長期保存的重要數(shù)據(jù)將存放在歷史數(shù)據(jù)庫中，如事件順序記錄及事故歷史記錄、報(bào)警歷史記錄，以及保護(hù)定值記錄等。遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)與各間隔之間的通信功能，變電站與上級(jí)調(diào)度之間的通信功能。利用遠(yuǎn)動(dòng)裝置，從網(wǎng)絡(luò)層采集間隔層和通信規(guī)約轉(zhuǎn)換接口的數(shù)據(jù)，處理后，按照調(diào)度端的遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約，實(shí)現(xiàn)變電站數(shù)據(jù)與調(diào)度自動(dòng)化主站的數(shù)據(jù)交換。

3 對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)

3.1日常管理與維護(hù)。變電站的維護(hù)工作分成日常維護(hù)管理與事故異常處理兩種情況，日常管理主要是對(duì)遙控調(diào)試的準(zhǔn)確度進(jìn)行定期核對(duì)，定時(shí)維護(hù)通信網(wǎng)絡(luò)，在管理中堅(jiān)持每半年對(duì)變電站的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次備份。在變電站常態(tài)運(yùn)行時(shí)，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、操作監(jiān)控、數(shù)據(jù)驗(yàn)收等維護(hù)工作，各個(gè)工作人員都必須熟悉變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的監(jiān)控、調(diào)試的操作步驟，對(duì)變電站內(nèi)的各個(gè)運(yùn)行電氣參數(shù)，如電壓、電流、功率流向、事故信號(hào)等日常監(jiān)控熟練，明晰工作內(nèi)容以及嚴(yán)格規(guī)定其工作職責(zé)；事故異常處理則是在變電站出現(xiàn)了非正常工作狀態(tài)時(shí)，為應(yīng)對(duì)相應(yīng)的事故狀態(tài)而進(jìn)行的一系列工作。

3.2系統(tǒng)維護(hù)。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)憑借著功能強(qiáng)大、高自動(dòng)化水平、占地面積小、運(yùn)行與維護(hù)工作簡便的系統(tǒng)特點(diǎn)，在應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)無人值班遠(yuǎn)程控制等工作模式。變電站中使用的自動(dòng)化技術(shù)是一種新的產(chǎn)物，是一個(gè)弱電系統(tǒng)，受環(huán)境電磁干擾現(xiàn)象非常嚴(yán)重，在運(yùn)行與維護(hù)中要充分考慮到電磁干擾帶來的可靠性問題。目前在實(shí)際應(yīng)用過程中變電站工作的一些運(yùn)行人員和技術(shù)人員，對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)還不是很熟練，在操作應(yīng)用過程中變電站的可靠性和安全性仍然還存在一些隱患。

4結(jié)束語

綜上所述，隨著中國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，變電系統(tǒng)重要作用日益增加，各行各業(yè)對(duì)電力質(zhì)量的要求越來越高，電力系統(tǒng)中各種智能技術(shù)的應(yīng)用日益普遍，可以得知變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以說是電力行業(yè)專業(yè)綜合技術(shù)應(yīng)用改革的一次革命，在今后的一個(gè)時(shí)期，使得變電站自動(dòng)化管理和無人值守已是一種必然趨勢(shì)和必然選擇。

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