新时期变电站自动化系统的运行、维护与发展趋势研究

摘 要：随着电力系统的发展，对该系统动态过程控制的要求越来越高，文章介绍了变电站自动化系统的发展状况，分析了其结构及功能划分，详细论述了其日常运行过程中容易出现的故障，并就此提出一系列维护措施，以期为变电站自动化系统的正常运行提供有益参考。

关键词：变电站 自动化系统 结构 故障 维护 趋势

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（a）-0099-01

1 认识变电站自动化系统

1.1 涵义

指的是由多台微机所组成的分层分布式控制系统，具体包括微机监控、微机保护和电能质量自动控制等多个子系统。即利用微型计算机与大规模集成电路所组成的自动化系统，可替代常规的测量与监视仪表，用微机保护装置替代常规的继电保护屏，从而弥补常规继电保护装置不能与外界通信的种种缺陷。

1.2 变电站自动化系统的结构分析

1.2.1 按结构形式划分

目前，国内外变电站自动化系统大体可分为集中式、分布集中式、集中与分散式相结合及分散式共四种结构形式。

（1）集中式。

该结构是把各设备按其不同功能进行归类，形成若干独立系统，各系统均采用集中装置来完成自身功能。该结构一般由一个或者两个CPU实现对变电站的保护、监视及远动的集中控制。优点是构成简单、响应快速、节省投资，且主机控制系统集中，有助于分配调度各种实时任务；缺点是主机系统负荷较重且主机单CPU可靠性不高。

（2）分布集中式。

该结构将整个变电站的一、二次设备共分成3层，即变电站层、单元层与设备层。变电站层称为2层，单元层称为1层，设备层称为0层。0层主要是指变电站内的变压器、断路器及其辅助接点，还包括电流、电压互感器等一次设备；1层一般按照断路器的间隔划分，包括测量、控制部件及继电保护部件。

（3）集中与分散结合式。

此种结构介于集中式和分散式两种结构之间。这种结构方式具备分散式结构的优点，同时，由于采用集中式组屏，因此也有利于系统的设计、安装和维护。

（4）分散式。

该结构首先将设备按照一次安装单位分为若干个单元，然后将各分布单元用网络电缆互联，从而构成一个完整的分散式自动化系统。优点是各功能单元既能通信联络，又能相对独立，因此便于系统扩展与维护管理；抗电磁干扰能力强且可靠性高；缺点是价格昂贵。

1.2.2 按逻辑结构划分

具体包括：过程层、间隔层和站控层共3个层次。

（1）过程层。

是一次设备和二次设备的结合面，指电气设备的智能化部分。主要功能可分三类：①电力运行的实时电气量检测；②运行设备的状态参数检测；③操作控制的执行与驱动。

（2）间隔层。

主要功能：①汇总本间隔层实时数据信息；②实施本间隔操作的闭锁功能；③可优先控制对数据的采集、统计运算和控制命令的发出；④承上启下的通信功能。

（3）站控层。

主要功能：①不断刷新实时数据库，能够按时登录历史数据库；②按规定把有关数据信息送至控制中心；③接收控制中心有关命令并转间隔层与过程层执行；④具有站内当地监控与人机联系功能；⑤对间隔层和过程层各设备进行在线维护；f能够对变电站故障自动分析。

2 变电站自动化系统的发展历程

国内的变电站自动化系统技术经过20多年的发展，已较为成熟，在电力系统内得以广泛的应用，纵观我国变电站自动化系统的发展历程，大致可分为三个阶段。第一阶段：20世纪80年代，微机技术的发展，使得远动终端、当地监控与故障录波等装置更新换代，最终实现微机化；第二阶段：90年代初期，数字保护技术的广泛应用，使得变电站自动化系统取得实质性的发展；第三个阶段：90年代中期以后，随着计算机技术、网络和通信技术的快速发展，各类分散式变电站自动化系统陆续研制成功，并大量投入运行。

3 变电站自动化系统运行过程中存在的问题

3.1 对其定义、结构与功能缺乏共识

众多厂家和用户对变电站自动化的认识不尽相同，对其结构形式与功能特征的了解与认知缺乏共识。

3.2 缺乏统一的通信标准

各厂家采用不同的通信标准，使得不同通信接口的自动化设备在相互连接时困难重重。

3.3 未实现对原始采样数据的共享

由于各设备对原始数据的需求不同，并且选用的通信方式难以传输大量的原始数据，因此，没有实现对原始采样数据的有效共享。

4 变电站自动化系统的维护

4.1 认真做好巡视工作

（1）检查运行显示灯是否正常；（2）检验工作电压是否正常；（3）检查定值区是否与定值通知单一致；（4）检查插件是否过热；（5）定期完成误差检测工作。

4.2 重视后台监控工作

（1）认真检查后台监控主机的硬件情况以及各连线是否有松动现象；（2）各数据量和状态量是否与实际运行状况一致；（3）仔细查看主机系统是否有病毒侵入及系统各软件运行是否良好。

4.3 异常现象分析

（1）出现报警信号，遥测、遥信异常；（2）断路器出现动作跳闸；（3）电气设备发出异常声音；（4）电气设备出现变形、变色、裂碎、及喷油等异常现象。

4.4 故障处理原则

（1）迅速制止事故的进一步发展，及时解除对人身与设备的威胁；（2）及时隔离故障设备，尽早恢复电力设备的正常运行；（3）尽最大努力保障对重要用户基站用电的供电。

5 变电站自动化系统发展趋势

在未来的发展中，变电站自动化通信系统离不开计算机网络技术，特别是带宽和符合国际标准的网络技术，在带宽、可靠性、可扩展性、经济性与通用性等方面的评估中，计算机网络技术将成为变电站自动化系统中通信技术的发展趋势。此外，由于电压质量对电子设备和计算机系统影响极大，为此，会对电压进行连续的更深层次的测量与质量分析，将向集成化、智能化与综合化方向发展。

综上所述：变电站自动化系统是一个有机的而综合的系统，这就要求需注重对系统的整体设计，近年来，随着计算机技术和通信技术的迅速发展，给变电站自动化系统技术的提高注入新的活力，该系统在日常运行过程中要科学地予以维护，确保其安全稳定的运行。

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