基于變電站綜合自動(dòng)化的功能與技術(shù)發(fā)展

韓鑫　王文冕

【摘 要】變電站作為電網(wǎng)運(yùn)輸工作較為重要一環(huán)，其在調(diào)整電壓方面起到了重要作用，進(jìn)而使電壓可滿足用戶各種需求。目前，該種自動(dòng)化技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用范圍仍舊很窄，并且消耗了大量人力，其軟、硬件都在不同程度上有欠缺，面臨著進(jìn)一步的改造。

【關(guān)鍵詞】變電站；綜合自動(dòng)化；功能；技術(shù)發(fā)展

1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的概述

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)指的是在傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，充分的應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)，然后對(duì)變電站二次系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，從而對(duì)變電站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、保護(hù)、調(diào)度、通信等綜合性的自動(dòng)化管理。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)收集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和信息，并且計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也會(huì)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行深入的分析和相應(yīng)的處理，然后利用通信系統(tǒng)將處理的數(shù)據(jù)輸送到相應(yīng)的部門中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的運(yùn)行監(jiān)控、控制、協(xié)調(diào)和管理的目的。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)最大的區(qū)別在于，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的測(cè)控單元雖然相互獨(dú)立，但是在計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信系統(tǒng)的輔助之下，測(cè)控單元彼此之間能夠進(jìn)行信息共享，相互之間也可以交流信息和數(shù)據(jù)，并且變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在減少電纜和設(shè)備配置以及投入成本的同時(shí)，還增加了許多新的功能。

2綜合自動(dòng)化所應(yīng)用的核心技術(shù)

2.1信息的采集、處理技術(shù)

該技術(shù)通過(guò)交流、直流采樣兩種方式來(lái)對(duì)模擬量進(jìn)行采集，其采集的內(nèi)容主要有：饋線和進(jìn)線端的相應(yīng)功率大小、電壓與電流、變壓器油的溫度、直流屏所通過(guò)的相應(yīng)控制電壓等等?，F(xiàn)階段一般將光電隔離相應(yīng)開(kāi)關(guān)量利用周期掃描和中斷輸入等方式獲取狀態(tài)量，其數(shù)據(jù)有：斷電閘刀、隔離開(kāi)關(guān)、警報(bào)等一系列的狀態(tài)數(shù)據(jù)。此外，對(duì)脈沖量進(jìn)行采集同樣十分重要，其采集的方式與狀態(tài)量相似。而信息處理則包含對(duì)變電站有關(guān)參數(shù)進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)以及分析與核算。

2.2數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)技術(shù)

數(shù)據(jù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)、資料的及時(shí)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)類型一般包含基本數(shù)據(jù)、歸檔數(shù)據(jù)以及對(duì)象數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)以基本數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，包含電流電壓、無(wú)功與有功的功率、斷路器和變壓器相應(yīng)分接頭的位置等一系列的狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)。對(duì)象數(shù)據(jù)則將基本數(shù)據(jù)作為其基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了變壓器和各類開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)的結(jié)合，并將其當(dāng)作一個(gè)整體管理，為其他系統(tǒng)引用相關(guān)數(shù)據(jù)提供了極大便利。此外，對(duì)基本、對(duì)象數(shù)據(jù)歸檔，將其存儲(chǔ)在相應(yīng)磁盤內(nèi)，成為了歸檔數(shù)據(jù)。

2.3保護(hù)系統(tǒng)與操作的閉鎖

對(duì)微機(jī)進(jìn)行保護(hù)包含變壓器和電容器、母線的保護(hù)與設(shè)備電源自動(dòng)地合閘、投入等操作。其在接到相應(yīng)控制指令后，保護(hù)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相匹配的動(dòng)作、故障信息和保護(hù)類型，并且會(huì)對(duì)信息進(jìn)行及時(shí)修改。經(jīng)過(guò)變電站內(nèi)部CRT屏能夠調(diào)節(jié)、控制分接頭和隔離開(kāi)關(guān)等。此外，為了防止因PC機(jī)產(chǎn)生故障而不能操作被控制設(shè)備這一問(wèn)題的產(chǎn)生，可以平行地設(shè)置人工形式的跳合閘裝置。操作閉鎖則包含并發(fā)性的操作閉鎖和出口跳合的閉鎖等功能。只有通過(guò)CRT屏幕將正確口令輸入進(jìn)去才可完成該類操作閉鎖。

3變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，分工明確，如圖1。其中“變電站主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的管理和協(xié)調(diào)，并為運(yùn)行和維護(hù)人員提供對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)和監(jiān)控的手段，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)行人員遠(yuǎn)方控制斷路器分、合操作，還向運(yùn)行人員提供了變電站運(yùn)行的各種接線圖、數(shù)據(jù)、表格等畫(huà)面。調(diào)度控制模塊通過(guò)通信控制管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)下面各個(gè)模塊的調(diào)度?！巴ㄐ趴刂乒芾怼笔亲冸娬九c調(diào)度控制中心之間、變電站內(nèi)部各部分之間相互進(jìn)行交換數(shù)據(jù)的橋梁。然后“繼電保護(hù)”、“直流電源系統(tǒng)”、“數(shù)據(jù)采集和控制”三大模塊構(gòu)成變電站自動(dòng)化的基礎(chǔ)。

4變電站綜合自動(dòng)化所具備的功能

4.1數(shù)據(jù)采集

包括對(duì)狀態(tài)量、模擬量和脈沖量數(shù)據(jù)的采集。常規(guī)采集數(shù)據(jù)有電氣設(shè)備狀態(tài)、變壓器分接頭信號(hào)機(jī)變電站一次設(shè)備告警信號(hào)等狀態(tài)量采集和母線電壓、線路電壓、電流和功率以及饋線電流、電壓等模擬量、脈沖量采集，還能實(shí)現(xiàn)變壓器油溫的模擬數(shù)據(jù)采集，并利用內(nèi)部計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)電能測(cè)量。

4.2處理故障的功能

首先是集中型的配置，該配置可以實(shí)現(xiàn)和監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信的功能。其次是分散型的配置。微機(jī)相應(yīng)的保護(hù)裝置可以及時(shí)記錄數(shù)據(jù)以及計(jì)算相關(guān)測(cè)距，然后將數(shù)字化形式的波形以及測(cè)距數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行連接，利用監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)存儲(chǔ)、分析數(shù)據(jù)。其事件的記錄包括了開(kāi)關(guān)跳合的數(shù)據(jù)及對(duì)保護(hù)動(dòng)作有關(guān)序列進(jìn)行記錄等。

4.3操作以及控制作用

一般對(duì)無(wú)功與電壓進(jìn)行控制需要采取投、切電容器組以及對(duì)同步調(diào)相機(jī)進(jìn)行調(diào)整等實(shí)現(xiàn)?？梢岳米詣?dòng)或者是手動(dòng)方式來(lái)對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程化或就地化的控制?？梢岳脤ｉT裝置來(lái)對(duì)無(wú)功進(jìn)行控制，也可以采取專用軟件通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。技術(shù)人員可以利用CRT屏幕對(duì)斷路器和變壓器的分接頭等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化控制，也可借助人工方式。

5自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)

5.1數(shù)據(jù)采集、處理同步進(jìn)行

不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的變電站對(duì)于數(shù)據(jù)采集、處理所應(yīng)用的設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了完全獨(dú)立。在采集工作結(jié)束后，應(yīng)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將其傳輸至處理設(shè)備中，這便會(huì)使處理時(shí)間產(chǎn)生一定滯后，進(jìn)而對(duì)該系統(tǒng)的及時(shí)性產(chǎn)生影響。隨著自動(dòng)化不斷地優(yōu)化，必然會(huì)將采集、處理和傳輸?shù)裙δ苓M(jìn)行融合，并置于單一設(shè)備當(dāng)中，進(jìn)而使采集與樹(shù)立可以同步地展開(kāi)，進(jìn)而節(jié)約數(shù)據(jù)判斷所耗費(fèi)的時(shí)間。

5.2在線的監(jiān)控與維護(hù)

控制技術(shù)逐步成為自動(dòng)技術(shù)核心部分，變電站所含設(shè)備種類多樣且數(shù)量繁多，若僅僅利用傳統(tǒng)方式的系統(tǒng)并不能保證在線操作的全面性，仍然存在較多工作需要手動(dòng)進(jìn)行控制。但隨著智能和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用，變電站可充分借助該技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的高速傳輸，并降低電磁波對(duì)傳輸?shù)母蓴_，從而提高在線的監(jiān)控與維護(hù)工作的發(fā)展。在采集系統(tǒng)相關(guān)的監(jiān)控信息以后，將其及時(shí)地輸入計(jì)算機(jī)，然后和系統(tǒng)正常運(yùn)行或者是極限狀態(tài)的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，然后進(jìn)行判斷，從而對(duì)事故整個(gè)過(guò)程進(jìn)行撲捉，并將其以圖像、文字形式進(jìn)行記錄，減輕人為工作量。

6結(jié)語(yǔ)

想實(shí)現(xiàn)變電站各項(xiàng)功能緊跟時(shí)代發(fā)展，滿足社會(huì)的用電需求，必須對(duì)綜合自動(dòng)化進(jìn)行合理運(yùn)用，妥善地對(duì)監(jiān)視和控制方面的問(wèn)題進(jìn)行解決，進(jìn)而使電力系統(tǒng)能夠安全而可靠地運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[3]歐陽(yáng)彥鋒.探究新一輪變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造問(wèn)題[J].科技與創(chuàng)新，2017.

（作者單位：1.國(guó)網(wǎng)山西技培中心大同分部綜合管理室；2.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司大同經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所）