浅析无人值班变电站综合自动化

薛 磊，李 雷

（1. 牡丹江电业局继电保护所，黑龙江 牡丹江 157000；2. 中国人民解放军空军航空大学航空机械工程系，吉林 长春 130022）

1 变电站自动化模式

目前在电力部门设计过程中，大致有两方面的原则，一是中低压站（35～110 kV）采用自动化系统，以便能更好地实施无人值班，达到减人增效的目的；一是对高压变电站（220 kV及以上）建设和设计来说，必须要求采用先进的控制模式，以解决各专业在技术上分散、自成系统、重复投资的问题。

从现在国内变电站自动化开展情况来看，主要有以下3种模式：①集中处理集中布置。将集控屏、台集中布置在主控制室。②分布处理集中布置。将分布式单功能设备集中组屏，仍集中布置在主控室。③分布处理分散布置。将分布式单功能设备布置在一次设备的机柜内或采用就地就近组屏分散设置的方式。

计算机网络通信技术和控制技术的飞速发展，可实现对电力系统一次设备的保护、监视、测量、控制、报警等主要功能，从而加快了变电站自动化的发展进程，这一进程的快速发展给电网的综合运行和管理水平提供了先进的技术手段。

2 变电站综合自动化发展趋势

如何使目前的设备、技术更趋实用合理，笔者认为变电站综合自动化技术有以下发展趋势：

2.1 保护监控一体化

这种方式在35 kV及以下的电压等级中已普遍采用，今后在 110 kV及以上的线路间隔和主变三侧中采用此方式已是大势所趋。它的好处是功能按一次单元集中化，利于稳定信息采集和设备状态控制，极大地提高了性能效率比。其缺点也是显而易见的：此种装置的运行可靠性要求极高，否则任何形式的检修维护都将迫使一次设备的停役。这也是目前110 kV及以上电压等级还采用保护和监控分离设置的原因之一。随着技术的发展，冗余性、在线维护性设计的出现，将使保护监控一体化成为必然。

2.2 人机操作界面接口统一化，运行操作无线化

无人值班变电站，变电运行人员如果在就地查看设备和控制操作，将通过一个后台边监视一次设备边进行操作控制，所有相关的量化数据将显示在后台上。

2.3 防误闭锁逻辑验证图形化、规范化、离线模拟化

在220 kV及以上的变电站中，随着自动化水平的提高，电动操作设备日益增多，其操作的防误闭锁逻辑将紧密结合于监控系统之中，借助于监控系统的状态采集和控制链路得以实现。而一座变电站的建设都是通过几次扩建才达到终期规模，这就给每次防误闭锁逻辑的实际操作验证带来难题。如何在不影响一次设备停役的情况下摆出各种运行状态来验证其正反操作逻辑正确性。图形化、规范化的防误闭逻辑验证模拟操作图正是为解决这一难题而作，其严谨性是建立在监控系统全站的实时数据库之上的，使防误闭锁逻辑验证的离线模拟化成为可能。

2.4 构建一个快速、稳定、可靠和富有弹性的站内通信网络

在早期的变电站自动化系统中，由于当时技术条件的限制，广泛采用简单串行通信技术来实现通信网络。但简单串行通信技术通信速率低、性能低下，加之用户对变电站自动化系统的功能要求不断提高，所以简单串行通信技术很快便被现场总线技术和计算机网络技术所取代。

由于基于网络技术的现场总线无论在通信速率和实时性，还是在可靠性和组网的灵活性上均远高于简单的串通信技术，在很短时间内便成为变电站自动化系统的主流通信技术，同时也使变站自动化系统的整体结构发生了本质变化。例如：CSC2000综合自动化系统就是采用485总线组成站内网络，并得到迅速推广。

当前，基于以太网的Internet技术应用日益广泛，以太网的带宽高达100 Mbps以上，100 M的以太网也已广泛使用，即使用于超大规模的变电站也游刃有余。由于以太网的一个冲突域中可支持1 024个节点，节点数小于100时，10 M的以太网即使负载达到50%（500 kB/s），响应时间也小于1.01 s。由于用交换式集线器能把一个以太网分成多个冲突域，可以把节点数大于100的变电站分成若干个节点数小于100的子网来保证响应速率。所以以太网完全能满足变电站自动化系统实时性的要求。

3 结束语

综上所述，现代化无人值守变电站采用变电站自动化系统具有较大优越性。分层分布式综合自动化系统有利于系统扩展的方便性和灵活性；计算机网络技术是应推广的一种通信系统发展模式，特别适合于通信数据量大的变电站建设项目。

1 程明、金明、李建英、刘远龙.无人值班变电站监控技术［M］.北京：中国电力出版社，2000

2 颜全生.供配电自动化控制系统的应用［J］.电气应用，2008（07）