浅谈变电站综合自动化系统存在的问题及发展

蒋伟兴

摘要：随着“两网”改造的深入和电网运行水平的提高，大量采用远方集中监视、控制等变电站综合自动化系统，既提高了劳动生产率，又减少了人为误操作的可能。变电站综合自动化系统能够有效地提高劳动生产率,是国家电网改造的发展趋势之一，为实现电力生产的现代化、科学化、信息化和自动化管理提供了有效的网络信息和准确数字，为电网的安全经济运行提供了重要依据。本文对变电站综合自动化系统的功能及结构模式进行了分析，以及对变电站综合自动化系统的常见问题进行探讨。

关键词：电力系统；变电站；综合自动化

Abstract: with the "two nets" reform deeply and raise the level of power network operation, the concentration of distance monitoring, control of substation integrated automation system, can not only enhance the labor productivity, and reduce the possibility of human wrong operation. Substation integrated automation system can effectively improve labor productivity, the country is one of the development trend of network reconstruction, and to realize the modernization of the electric power production, scientific, information and the automation management to provide effective network information and accurate Numbers, for the safe and economic operation of power network provides an important basis. In this paper, the substation integrated automation system function and structure patterns are analyzed, and the integrated substation automation system of common problems are discussed.

Key words: electric power system; Substation; Integrated automation

中图分类号：TM711文献标识码：A 文章编号：

引言

变电站是电力系统中的一个重要环节,它的运行情况直接影响到电力系统的可靠、经济运行.

随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展,通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化系统大致有两方面的原则:一是中低压变电站采用自动化系统，以便更好地实施无人值班，达到减人增效的目的;二是对高压变电站(220kV及以上)的建设和设计来说，是要求用先进的控制方式，解决各专业在技术上分散、自成系统，重复投资，甚至影响运行可靠性。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。

一 变电站自动化系统组织模式的选择

目前应用较广泛的变电站自动化系统的结构形式主要有集中式、分散与集中相结合和全分散式3种类型。现将3种结构形式的特点简述如下。

1集中式结构

初期的变电站自动化设计都是采用集中式结构。这种结构的设计方法是在原来设备配置的

基础上，增加计算机管理功能，按变电站的规模配置相应容量、功能的微机保护装置和微机远动装置，安装在变电站主控制室内；主变压器、各进出线路及站内所有设备的运行状态通过电流互感器、电压互感器或相应变送器，经电缆传送到主控制室的微机保护装置和微机远动装置，经初步处理后送到前置机预处理，并与调度端的主计算机进行数据通信。

2分散式结构

这种结构方式一般是按一次回路进行设计。首先将设备按一次安装单位划分成若干单元。将控制单元、微机保护单元、数据采集单元安装在户外高压开关附近或户内开关柜内。然后将

各分散单元用网络电缆互连,构成一个完整的分散式综合自动化系统。这种分散式结构具有很多优点:各个功能单元上即有通讯联系,又相对独立,便于系统扩展,便于维护管理,当某一环节发生故障时,不致于相互影响。

3集中与分散结合式结构

分散与集中相结合的变电站自动化系统是将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，而高压线路和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统结构。此结构形式较常用，它有如下特点:

1)10～35 kV馈线保护采用分散式结构，就地安装，可节约控制電缆，通过现场总线与保护管理机交换信息。2)高压线路保护和变压器保护采用集中组屏结构，保护屏安装在控制室或保护室中，同样通过现场总线与保护管理机通信，使这些重要的保护装置处于比较好的工作环境，对可靠性较为有利。3)其他自动装置中，备用电源自投控制装置和电压、无功综合控制装置采用集中组屏结构，安装于控制室或保护室中。

二 综合自动化系统的技术要求

1微机保护功能要求

保护功能占据最重要的位置。要求综合自动化系统对电力系统中的一切故障都能正确地施行其保护功能,且要在动作的快速性、可靠性及灵活性方面优于常规保护。

2后台监控系统要求

监控功能在综合系统中也占有很重要的地位,要求系统不但能对变电站的一次系统运行工作情况进行全方位的监视控制,且对系统本身的工作异常应及时发现并显示告警。另外,考虑到变电站的不断发展,要求综合系统在功能上具有可开发性。

3系统可靠性要求

系统可靠性主要包括两个方面,即构成系统的硬件和软件。对于硬件的可靠性,可以用设备的平均故障间隔时间MTBF及故障前平均运行时间MTTF以及设备的冗余度等指标来衡量。要求各设备本身具有足够的可靠性及冗余度。在任何情况下,应确保可靠执行综合系统的主要功能。至于软件的可靠性,是要求系统对软件故障具有较强检出能力、较高的响应速度、及合理的处理方式。

4操作和维护的要求

操作和维护简单、方便性,是运行人员对综合系统的普遍要求。综合系统的操作控制设计应

尽可能简单明了。即便运行人员不懂计算机专业知识,经过短期的训练,也应能熟练地进行操作。另外,系统故障后的维修问题,要求在软件设计上使系统的自诊断功能完善,且要求元件检修和更换方便简捷。

5系统抗干扰性能要求

系统必须具有较强的抗干扰性能。在高压变电站内,扰乱综合系统正常工作的干扰因素主要有:电磁干扰、射频干扰以及各种传导性暂态浪涌干扰,为确保综合系统的可靠性、对于分散

式结构的系统最好用光纤联接各分散单元。系统在投运前，必须首先进行各种抗干扰性能实验。

三 变电站综合自动化系统的主要功能