变电站综合自动化技术发展趋势研究

贵州万峰电力股份有限公司 丁 媛

变电站综合自动化技术发展趋势研究

贵州万峰电力股份有限公司 丁 媛

近年来，随着科学技术的迅速发展，我国电力系统已逐渐进入计算机控制时代，变电站综合自动化系统已代替了传统的变电站二次系统，并且成为了当前电力系统主要发展趋势。此背景下，本文首先分析了变电站综合自动化系统及其结构组成，其次对变电站综合自动化系统的功能进行了一定的阐述，最后探讨了综合自动化技术在某110kV变电站的应用及其发展趋势，以供参考。

综合自动化技术；变电站；应用

1 变电站综合自动化系统及其结构组成

1.1 变电站综合自动化系统概述

1.1.1 变电站

在电力系统中，变电站具有十分重要的作用，其能够发挥变化电压等级、汇集配送电能的效果，变电站往往由主变压器、断路器以及母线等相关机械设备组成。同时，变电站系统常由一次、二次系统构成，其中，一次系统具备传输、分配电能以及变换电压的作用，二次系统能够对一次设备以及经过的电流进行测量与监视，并且还具有故障告警与控制等分面的作用。

1.1.2 变电站综合自动化

变电站二次设备主要涉及继电保护、控制与自动装置等。从本质上来看，变电站综合自动化系统即为综合性的自动化系统。目前，科技的迅速发展，使得计算机技术、现代电子技术等在变电站二次设备中获得了较为广泛的运用，其功能在此背景下获得了重新组合与优化设计，对变电站设备实际运行状况进行良好的监视、测量、控制与协调。所以，与常规的二次设备相比较，变电站综合自动化将变电站的二次接线模式做了一定的简化，使得变电站运行水平与稳定性以及经济效益得到了一定的提高，并且还可促进变电站设备、系统运维成本的降低。

1.2 变电站综合自动化系统结构组成

1.2.1 集中式结构

通常情况下，集中式系统包含功能相对强大的计算机，并且还能够扩充其输入输出接口，还可对变电站的模拟量、数字量等信息数据进行集中性采集，然后对采集所获得的数据信息进行集中计算、处理，从而促进微机监控、保护、自动控制等工作的顺利完成。但由于存在计算机硬件水平的影响与限制，在早起的自动化系统中，集中式结构获得了较多的应用，但其对监控主机性能的要求不高，系统处理能力有限，开发途径较少，系统开发性、扩展性与可维护性等方面的作用相对较差，抗干扰能力也较差。

1.2.2 集中分布式结构

集中分布式结构的优势在于其能够将变电站自动化系统的功能分散到许多台计算机中进行。通常情况下，分布式系统一般依据功能设计，各功能模块间一般以网络技术或串行模式执行数据通信事项。分布式结构的应用能够为系统的扩展与维护提供帮助，并且具有良好的可靠性，局部故障不会对系统其它模块的正常运行造成影响。此外，集中分布式结构的安装方式为集中组屏和分层组屏是，该结构较适用于中低压变电站。

1.2.3 分布分散式结构

分布分散式结构主要采用“面向对象”设计，所谓面向对象，即为面向电气一次回路设备或是电气间隔设备。对于间隔层中的数据、采集、控制单元（I/O单元）与保护单元，通常就地分散安装在开关柜上或是其他一次设备周围，相互之间的连接以通信网络形式进行，并且与监控主机通信。就当前情况来看，在变电站综合自动化系统中，分布分散式系统结构获得了十分广泛的应用，其系统结构如图1所示。

图1 分散（层）分布式系统结构

从逻辑方面来看，通过分布分散式结构系统的应用，变电站自动化系统主要涉及以下三层内容：（1）间隔层，可实现就地模拟量、开关量、脉冲量的数据采集、保护与控制操作出口目的。（2）通信层，主要负责下层就地装置的通信管理，并且与当地监控、远方调度中心通信。同时，通信层还具备采集、控制与运动的作用，其还能够通过传统的脉冲量高速以太网（Ethernet）技术实现通信目的。（3）变电站层，主要任务为站内人机接口、监视、管理、控制等。此系统是现代变电站自动化技术主要发展趋势，大大减少了连接电缆数量，以及电缆传送信息的电磁干扰，可靠性较高，维护与扩展也较为便利，大量现场工作均能够在设备制造厂家一次性完成。

2 变电站综合自动化系统的功能

2.1 变电站综合自动化技术的主要内容

（1）对变电站的正常运行情况进行相应的监视与操作，以确保变电站的安全运行。（2）如果处于故障状态，要想做好瞬态电气量的采集、监视、控制，应采用继电保护、故障录波等方式，并且还可将故障部位及时的、迅速的切除，以在最短的时间内恢复至正常运行状态。（3）严格监视高压电器设备正常运行情况。（4）对于由变电站采集得到的数据信息，即为原始数据，应将其传输至调度中心。此外，如果有特殊需求，还可将其传输至检修中心等部门。

2.2 变电站综合自动化技术的基本功能

（1）数据采集功能：主要是对模拟量、状态量以及脉冲量的采集。（2）安全监视功能：主要包括异常监视、越限告警与装置失电等。（3）自动低周减载、系统自检功能。（4）能够对数据进行相应的处理，并且还能够将处理之后的数据进行良好的存储。（5）故障处理功能：主要为故障记录、录波、测距功能。（6）人机联系功能：显示画面和数据、输入数据、人工控制操作、诊断与维护。

3 综合自动化技术在某110kV变电站的应用

3.1 保护技术

对于集中配屏模式，其主要包括控制、保护功能，对二次回路涉及进行了大幅的简化操作，是目前国内新建设的变电站中应用较为广泛的模式占比已，具有十分成熟的运行经验。此外，集中配屏模式包括综合自动化保护屏，可大幅提高该110kV变电站设备的综合自动化水平与管理水平。

3.2 监控技术

该110kV变电站监控技术主要运用微机监控系统进行，标准采用集控站技术标准，通过有效融合本地后台监控、集控站系统，促进了信息资源功效目标的实现，并且推动了变电站保护、控制、监测等综合自动化作用的发挥，使得数据采集、处理等目标的实现成为可能。

3.3 微机电力故障录波技术

通过相关研究发现，微机电力故障录波器往往具有高速故障记录、故障动态过程记录以及长过程记录这三项动态记录作用。该110kV变电站的110kV系统、35kV系统中分别安装了一套微机电力故障录波器，可在做好数据采样操作之后，利用计算机软件来判断各项功能与作用，从而为电网故障分析工作的顺利进行提供依据。

4 变电站综合自动化发展趋势

对于变电站综合自动化发展趋势，主要体现在以下几方面：（1）保护监控一体化，例如110KV的线路间隔与主变三侧，主要采用此种技术措施进行，此类技术的优势在于功能可依据一次单元集中化，进而保证有关信息采集、设备状态控制操作的稳定性，使得设备性能效率得到了大幅提升。（2）人机操作界面接口统一化与无线化运行，主要适用于无人无建筑的小变电站。（3）防误闭锁逻辑验证图形化、规范化、离线模拟化，以不断完善综合自动化技术系统，保障电力系统运行的优质、安全性与经济性，为电力自动化水平的提升奠定良好的基础，并重点突出我国能源与结构的主导地位及作用。

5 结语

综上所述，在变电站正常运行过程中，通过综合自动化技术的合理应用，能够妥善解决原有变电站监视、控制方面存在的问题，从而提升电力系统的安全性与可靠性。此外，通过综合自动化技术的应用，还能够降低变电站运行成本，为广大居民提供更加优质的电力服务，促进我国电力行业的持续发展。

[1]庞军强.变电站综合自动化技术的发展动态[J].自动化应用,2010(04): 49-50.

[2]张杰.变电站综合自动化系统技术研究[J].数字技术与应用,2010(11):4-4.