变电站综合自动化分析研究

曲 涛

（大庆输油气分公司 黑龙江 大庆 163458）

变电站综合自动化分析研究

曲 涛

（大庆输油气分公司 黑龙江 大庆 163458）

变电站是电力生产过程的重要的一个环节，有变换电压、交换功率和汇集、分配电能等无可替代的作用。其中变电站的一次电器设备和二次电器设备包括电力变压器和电压互感器和断路器、母线、隔离开关、电流互感器、避雷器等的无功平衡、系统稳定和限制过电压要求，不断得到满足。本文立足于变电站需要进行自动化管理其系统和功能展开讨论，在为变电站自动化管理系统提供强有力的资料参考。

变电站；自动化系统；功能技术

1.变电站综合自动化的内涵

变电站的综合自动化是变电站的二次设备根据组合和优化进行设计，利用现代先进的计算机技术、通佶技术和信息处理技术以及多媒体技术，实现对变电站的设备输出、配电线路的自动化管理监视、控制和保护、以及与调度中心的信息交换等很多功能。

变电站综合自动化系统充分利用计算机子系统组成自动化系统，该系统将会代替常规的监视仪器，并且代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用计算机代替常规的继电保护功能，改变常规的继电保护装置与外界通信的固有缺陷。因此，变电站综合自动化是在变电站领域的综合运用，也是最有效的基本的途径。

2.新的技术在变电站综合自动化的实际应用

在变电站综合自动化系统的使用过程中，新技术主要应用于以下几个方面：

其一，数字信号（DSP)技术的应用

随着DSP技术的不断应用，设备分散和布罝过程中的测控单元得到了发展，并且提供了强力的综合功能优化方式，如电压、功率和电能的测试，可以直接从输电线路、变压器等设备上交流采样，通过DSP得出各相电流、电压的数字波形，再通过分析计算，还可以计算出各相电流、相电压的基波和谐波有效值，以及各项有功、无功、电压、有功电蛍等数据的实时的监控，不但进一步计算出功率频率以及零序、因数、负序参数等值，并和有关的输入、输出触点一起集成，从而形成变电站综合自动化系统。

其二，光纤技术和数字通信技术的相互应用

伴随着数字通信设备的迅猛发展和广泛应用，大大提高了通讯系统的可靠性。而且，在通信技术中，光纤通信技术正在以强有力的发展取代金属电缆和同轴电缆，并且更能应用在超远距离通信和短距离大容量信息的疏导。光纤通信技术不仅具有频带宽、信道多的显著特点，并且还有这更强大的抗强电磁干扰的优点。由于光纤通信技术在实际应用中基本不受电磁干扰，因此该技术非常适用于变电站强电磁干扰的特殊环境，是为了保护和监控装置的最佳的信渠道。

其三，网络技术和现场总线技术的飞速发展

以现代计算机网络技术和现场总线技术为基础的技术正迅猛发展，特别是区域网技术的飞速发展和应用将会成为现代技术应用的一种潮流。由于这两项技术能更好地满足电力系统的一些要求，所以该项技术在变电站综合自动化过程中得到了大面积的应用。

3.变电站综合自动化的基本特征

变电站综合自动化是通过监控系统的区域网或现场总线，将计算机保护、自动装置、远动装置采集的模拟量、脉冲、开关量里及其中一些非电量信号，经过数据处理功能的重新排列组合。按预期的程序和现实要求，对变电站实现综合性的监督和全面的调度。因此，自动监控系统是综合自动化的核心。而综合自动化的链接纽带则是局域通信网络的监控系统，它把计算机继电保护、远动功能、自动装置在一起形成一个综合的具有远方功能的自动监督检测系统。

变电站综合自动化系统最明显的特征表现在以下几个方面：

第一，自动功能的综合化

变电站综合自动化技术是在计算机技术、自动化技术、数据通信技术的基础上近年发展起来的，是个技术密集化，多种专业技术相互交叉、相互配合的完整体系。它综合了原始变电站内除了一次性设备和交、直流电源以外全部的二次设备。在综合自动化系统中，计算机控制系统综合了变电站的仪表屏、操作屏、、变送器屏模拟屏、远动的RTU功能及电压和无功互补和自动调节功能，综合了监控系统中一体的计算机保护、故障测钜、故障录波、小电流接地选线、自动重合闸等自动装置系统功能。综合自动化中的综合功能通过区域网或现场总线，使得计算机系统的硬、软件的资源共享形成体系，因此对计算机自身的保护和自动装置提出了更可靠的自动化要求。

第二，结构分布、分层的优化

综合自动化系统是一个分布式的分层系统，其中计算机保护、数据采集和监控以及其他智能设备中的子系统都是按分布式分层式结构设计的，每个计算机子系统都可能有多个CPU，并分别完成不同的使命。这样一个庞大的CPU群构成了一个完整、离度协调的有机综合集成系统，这样的综合系统有几十甚至更多的CPU同时运行，以实现变电站自动化过程中的全部功能。另外，按照变电站物理位置，各子系统功能的不同，综合自动化系统又按分层原则进行重新排列组织。（具体是将变电站自动化系统分为两层，即变电层和间隔层）由此可构成分散（分布）式综合自动化系统。

第三，操作监督屏幕显示化

在变电站实现综合自动化的发展中过程，无论是有无人值班系统，操作人员都能面对彩色的液晶显示器，对变电站的设备和输出电线路进行全方位的监控与操作。常规的庞大模拟屏被显示器屏幕上的实时主接线画面所取代；常规的在断路器安装处或控制屏进行的跳、合阐操作，被显示器上的鼠标操作或键盘操作所代替；常规的光字牌报警信号，被显示器屏幕画面的闪烁和文字的提示或语言的报警所代替，可以监视整个变电站的实时运行情况以及各开关设备进行操作和控制。

第四，通信系统网络化、光缆化

计算机区域网络技术、现场总线技术及光纤通讯技术在整个综合自动化系统中得到广泛的应用。因此，该系统具有较强大的抗电磁干扰能力，能够实现高速数据传送、满足实时要求，可靠性提高，而且简化了常规变电站复杂、繁琐的电缆连接，方便施工。

第五，运行管理智能化

智能化不仅体现在常规的功能上，还表现在能够在线自行诊断，并不断将诊断结果直接发送到远方的主控端。这是区别于常规二次系统的主要特点。简而言之，常规二次系统只能监测一次设备，而本身的故障必须依靠维护人员去检查、去发现；而综合自动化系统不仅能监测一次设备，还能每时每刻检测自己是否有故障。综合自动化系统打破了传统二次系统各专业界限和设备划分原则，改变了常规保护装置不能与调度中心通信的缺陷。

[1]张其林;王先培;赵宇.基于IEC 61850的变电站自动化系统连锁故障分析[J].电力系统自动化，2013-01-25.

[2]王世香.变电站综合自动化系统可靠性分析[D].西南交通大学硕士学位论文，2006-04-01.

[3]陈兆春.数字化变电站实用技术研究[D].山东大学硕士学位论文，2010-03-25.

The research of substation integrated automation analysis

QU Tao. Daqing Oil and Gas Branch Company, HeilongjiangProvince, Daqing 163458, China

Substation is an important part of the electricity production process, transform voltage, switching power and collection, distribution, electricity and other irreplaceable role. The substation electrical equipment and the second electrical equipment including: power transformer, voltage transformer, circuit breaker, bus, isolating switch, current transformer, lightning arrester, such as reactive power balance, system stability, etc. In this paper, based on the need to take advantage of substation automation management system and function, to discuss, in order to provide a reference for substation automation management system.

Substation; Automation system; Functional technology

TM411+4

A

1009-5624-（2016）03-0082-02