基于变电站综合自动化的功能与技术发展

韩鑫　王文冕

【摘 要】变电站作为电网运输工作较为重要一环，其在调整电压方面起到了重要作用，进而使电压可满足用户各种需求。目前，该种自动化技术在国内应用范围仍旧很窄，并且消耗了大量人力，其软、硬件都在不同程度上有欠缺，面临着进一步的改造。

【关键词】变电站；综合自动化；功能；技术发展

1变电站综合自动化系统的概述

变电站综合自动化系统指的是在传统的变电站二次系统的基础上，充分的应用了计算机技术、现代通信技术以及自动化技术，然后对变电站二次系统进行进一步的优化，从而对变电站进行实时监视、保护、调度、通信等综合性的自动化管理。变电站综合自动化系统会利用计算机系统收集系统中的数据和信息，并且计算机系统也会对收集到的数据和信息进行深入的分析和相应的处理，然后利用通信系统将处理的数据输送到相应的部门中，从而实现对变电站的运行监控、控制、协调和管理的目的。变电站综合自动化系统和传统的变电站二次系统最大的区别在于，变电站综合自动化系统中的测控单元虽然相互独立，但是在计算机技术以及通信系统的辅助之下，测控单元彼此之间能够进行信息共享，相互之间也可以交流信息和数据，并且变电站综合自动化系统在减少电缆和设备配置以及投入成本的同时，还增加了许多新的功能。

2综合自动化所应用的核心技术

2.1信息的采集、处理技术

该技术通过交流、直流采样两种方式来对模拟量进行采集，其采集的内容主要有：馈线和进线端的相应功率大小、电压与电流、变压器油的温度、直流屏所通过的相应控制电压等等。现阶段一般将光电隔离相应开关量利用周期扫描和中断输入等方式获取状态量，其数据有：断电闸刀、隔离开关、警报等一系列的状态数据。此外，对脉冲量进行采集同样十分重要，其采集的方式与状态量相似。而信息处理则包含对变电站有关参数进行记录、统计以及分析与核算。

2.2数据库相关技术

数据库可以实现对系统所有数据、资料的及时存储。数据库的数据类型一般包含基本数据、归档数据以及对象数据。数据库以基本数据为基础，包含电流电压、无功与有功的功率、断路器和变压器相应分接头的位置等一系列的状态、运行参数。对象数据则将基本数据作为其基础，实现了变压器和各类开关数据的结合，并将其当作一个整体管理，为其他系统引用相关数据提供了极大便利。此外，对基本、对象数据归档，将其存储在相应磁盘内，成为了归档数据。

2.3保护系统与操作的闭锁

对微机进行保护包含变压器和电容器、母线的保护与设备电源自动地合闸、投入等操作。其在接到相应控制指令后，保护系统会发出相匹配的动作、故障信息和保护类型，并且会对信息进行及时修改。经过变电站内部CRT屏能够调节、控制分接头和隔离开关等。此外，为了防止因PC机产生故障而不能操作被控制设备这一问题的产生，可以平行地设置人工形式的跳合闸装置。操作闭锁则包含并发性的操作闭锁和出口跳合的闭锁等功能。只有通过CRT屏幕将正确口令输入进去才可完成该类操作闭锁。

3变电站综合自动化系统的结构

变电站综合自动化系统结构清晰，分工明确，如图1。其中“变电站主计算机系统”实现对整个综合自动化系统的管理和协调，并为运行和维护人员提供对自动化系统进行干预和监控的手段，同时为了实现运行人员远方控制断路器分、合操作，还向运行人员提供了变电站运行的各种接线图、数据、表格等画面。调度控制模块通过通信控制管理模块实现对下面各个模块的调度。“通信控制管理”是变电站与调度控制中心之间、变电站内部各部分之间相互进行交换数据的桥梁。然后“继电保护”、“直流电源系统”、“数据采集和控制”三大模块构成变电站自动化的基础。

4变电站综合自动化所具备的功能

4.1数据采集

包括对状态量、模拟量和脉冲量数据的采集。常规采集数据有电气设备状态、变压器分接头信号机变电站一次设备告警信号等状态量采集和母线电压、线路电压、电流和功率以及馈线电流、电压等模拟量、脉冲量采集，还能实现变压器油温的模拟数据采集，并利用内部计数器统计脉冲个数，实现电能测量。

4.2处理故障的功能

首先是集中型的配置，该配置可以实现和监控系统进行实时通信的功能。其次是分散型的配置。微机相应的保护装置可以及时记录数据以及计算相关测距，然后将数字化形式的波形以及测距数据与监控系统进行连接，利用监控系统来存储、分析数据。其事件的记录包括了开关跳合的数据及对保护动作有关序列进行记录等。

4.3操作以及控制作用

一般对无功与电压进行控制需要采取投、切电容器组以及对同步调相机进行调整等实现。可以利用自动或者是手动方式来对其进行远程化或就地化的控制。可以利用专门裝置来对无功进行控制，也可以采取专用软件通过监控系统的测量数据进行控制。技术人员可以利用CRT屏幕对断路器和变压器的分接头等实现远程化控制，也可借助人工方式。

5自动化发展的趋势

5.1数据采集、处理同步进行

不论是国内还是国外的变电站对于数据采集、处理所应用的设备都实现了完全独立。在采集工作结束后，应利用网络技术将其传输至处理设备中，这便会使处理时间产生一定滞后，进而对该系统的及时性产生影响。随着自动化不断地优化，必然会将采集、处理和传输等功能进行融合，并置于单一设备当中，进而使采集与树立可以同步地展开，进而节约数据判断所耗费的时间。

5.2在线的监控与维护

控制技术逐步成为自动技术核心部分，变电站所含设备种类多样且数量繁多，若仅仅利用传统方式的系统并不能保证在线操作的全面性，仍然存在较多工作需要手动进行控制。但随着智能和网络技术发展、应用，变电站可充分借助该技术优势，实现监控数据的高速传输，并降低电磁波对传输的干扰，从而提高在线的监控与维护工作的发展。在采集系统相关的监控信息以后，将其及时地输入计算机，然后和系统正常运行或者是极限状态的有关数据进行对比，然后进行判断，从而对事故整个过程进行扑捉，并将其以图像、文字形式进行记录，减轻人为工作量。

6结语

想实现变电站各项功能紧跟时代发展，满足社会的用电需求，必须对综合自动化进行合理运用，妥善地对监视和控制方面的问题进行解决，进而使电力系统能够安全而可靠地运行。

参考文献：

[1]孔祥伦.简述变电站综合自动化系统关键技术及发展趋势[J].通讯世界，2014.

[2]徐焕忠.变电站综合自动化系统的相关问题研究与应用[J].工程技术研究，2017.

[3]欧阳彦锋.探究新一轮变电站综合自动化系统改造问题[J].科技与创新，2017.

（作者单位：1.国网山西技培中心大同分部综合管理室；2.国网山西省电力公司大同经济技术研究所）