摘要：變電站綜合自動化是變電站領域自動化技術、計算機技術、通信技術等高科技的綜合應用。通過收集相對完整的數(shù)據和信息，利用計算機的高速計算能力和邏輯判斷能力，可以方便地監(jiān)控和控制變電站內各種設備的運行和操作。本文利用現(xiàn)代計算機技術和通信技術，通過功能組合和優(yōu)化變電站二次設備的設計，采用多臺微型計算機和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，改變常規(guī)測量和監(jiān)控儀表，替代常規(guī)控制面板、信號系統(tǒng)和遠程保護器。

關鍵字：變壓站；綜合自動化系統(tǒng)；系統(tǒng)設計；變壓站改造

引言

隨著我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的發(fā)展，變電站的經濟運行要求越來越高。通過實現(xiàn)變電站的綜合自動化，可以提高電網的經濟運行水平，減少基礎設施投資，為推廣變電站無人值班提供手段[1]。為了及時掌握電網和變電站的運行狀況，各級調度需要更多的信息，這是電網復雜程度的提高。為了提高變電站的可控性，需要采取更多的遠程集中控制、集中操作和反事故措施。本文利用現(xiàn)代計算機技術和通信技術，提供先進的技術設備，可以改變傳統(tǒng)的二次設備模式，實現(xiàn)信息共享，簡化系統(tǒng)，減少電纜，減少占地面積，改造變電站。變電站綜合自動化是利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現(xiàn)對全站主要設備和輸電、配電線路的自動監(jiān)控、測量、自動控制和微機保護，通過功能的組合和優(yōu)化設計，實現(xiàn)與調度通信等綜合自動化功能[2]。通過變電站自動化，可以提高供電質量和電壓合格率；可以提高變電站的可靠運行水平；可以提高電力系統(tǒng)的運行和管理水平；縮小變電站占地面積，降低成本，減少總投資；減少維護工作量，減少值班人員的勞動，減少人員，提高效率。

1變電站綜合自動化的基本功能

1.1監(jiān)控系統(tǒng)的功能

對于過去的變電站技術改造和對新建變電站的先進技術，需要提高變電站的自動化水平，逐步實現(xiàn)無人值班和調度自動化。結合我國情況，變電站綜合自動化系統(tǒng)應實現(xiàn)以下五個變化:(1)監(jiān)控系統(tǒng)應取代常規(guī)測量系統(tǒng)；(2)取代指針儀表；(3)更換常規(guī)操作機構和模擬盤；(4)取代常規(guī)報警、報警、信號、光字卡等。；(5)取代常規(guī)遠程移動設備等。

1.2操作控制和人機聯(lián)系功能

操作人員可以通過CRT屏幕對斷路器和隔離開關進行投切控制，同時可以接受遙控操作命令進行遠程操作；為了防止被控設備在計算機系統(tǒng)出現(xiàn)故障時無法操作，在設計過程中應保留人工跳閘和關閉手段[4]。在監(jiān)控系統(tǒng)的運行過程中，應不斷監(jiān)控采集的電流、電壓、主變壓器的溫度和頻率。如果發(fā)現(xiàn)越限，應立即發(fā)出報警信號，并記錄和顯示越xian時間和越限值。此外，還應監(jiān)控保護裝置是否斷電，自動控制裝置是否正常。只要操作人員或調度員面對CRT顯示屏，操作鼠標或鍵盤，就能一目了然全站的運行情況和運行參數(shù)，可以對全站的斷路器和隔離開關進行分組和合作，改變了依靠指針儀表和模擬屏幕或操作屏幕的傳統(tǒng)操作模式。包括:實時運行參數(shù)的采集和計算；實時主接線圖；事件順序記錄；報警顯示越限；值班記錄顯示；歷史趨勢顯示；保護值和自動控制裝置的設置顯示等。變電站投入運行后，由于輸電量的變化，需要修改保護值、越限值等，甚至由于負荷的增加，需要更換原裝設備。監(jiān)控系統(tǒng)可以定期打印報告和日志，打印開關操作記錄，打印事件順序記錄等。

1.3微機保護系統(tǒng)的功能

變電站綜合自動化系統(tǒng)具有自動控制功能，保證可靠的電力供應，提高電能質量。電壓和頻率是電能質量的重要指標。因此，電壓和無功控制的具體控制目標如下:(1)保持供電電壓在規(guī)定范圍內；(2)保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適當?shù)臒o功平衡；(3)在保證電壓合格的前提下，電能損耗為[5]。在變電站中，電壓和無功自動控制主要是自動調節(jié)有載變壓器的分接頭位置，自動控制無功補償設備的投切或操作條件。電力系統(tǒng)的頻率是電力質量的重要指標之一。當電力系統(tǒng)頻率偏移過大時，發(fā)電設備和用電設備都會受到不良影響。因此，當系統(tǒng)發(fā)生有功功率缺陷時，迅速切斷部分負荷，減少系統(tǒng)的有功功率缺陷，使系統(tǒng)頻率保持在正常水平或允許的范圍內。電源進線可分為工作電源進線和備用電源進線，這兩種變電站都有兩種電源供電。備用電源自投裝置是指在工作電源因故障而被切斷后，可以自動快速地將備用電源投入工作的裝置。

2變電站綜合自動化系統(tǒng)硬件結構特性

變電站自動化系統(tǒng)的結構形式有三種:集中式、分層式、分散式和集中式。本文采用分散式和集中式的結構。對于10千伏～35kV的配電線可以分散安裝在各個開關柜中的保護、測量和控制單元，然后監(jiān)控主機可以通過光纖或電纜網絡管理和交換信息。至于高壓線路保護裝置和變壓器保護裝置，控制室仍然可以安裝集中屏幕。因此，本文采用的硬件結構如下:(1)10kV～35kV饋線保護采用分散結構，現(xiàn)場安裝，節(jié)省控制電纜；(2)集中組屏用于高壓線路保護和變壓器保護，控制室內安裝保護屏，保護管理機通過現(xiàn)場總線通信；(3)在其他自動裝置中，集中組屏結構安裝在控制室或保護室內的備用電源自投控制裝置、電壓和無功控制裝置。

3安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)

3.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動監(jiān)控系統(tǒng)在邏輯功能上由站控層和間隔層兩層設備組成，通過分層和開放式網絡系統(tǒng)連接。站控層設備包括監(jiān)控主機，提供站內運行的人機聯(lián)系界面，實現(xiàn)管理控制間隔層設備等功能，形成全站監(jiān)控，并與遠程監(jiān)控調度通信；間隔層由幾個二次子系統(tǒng)組成，在站控層和站控層網絡失效的情況下，間隔層設備的現(xiàn)場監(jiān)控功能仍然可以獨立完成。

根據項目的具體情況，設計方案可靠性高，易于擴展友好的人機界面，性能價格比*。監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層組成，采用分層分布式網絡結構，站控層網絡采用TCP/IP協(xié)議的以太網。站控層網絡采用單網雙機熱備配置。

3.2應用場所：

用戶端配、用電系統(tǒng)運行監(jiān)控和控制管理，適用于公共建筑、工業(yè)建筑、居住建筑等各行業(yè)35kV以下電壓等級。

3.3系統(tǒng)結構

3.4系統(tǒng)功能

實時監(jiān)控；報警處理；調控；用戶權限管理；

4系統(tǒng)硬件配置

5結語

變電站綜合自動化系統(tǒng)可以替代常規(guī)的二次設備，變電站微機保護的軟硬件設置不僅要與監(jiān)控系統(tǒng)相對獨立，還要相互協(xié)調。微機保護裝置有串行接口或現(xiàn)場總線接口，為計算機監(jiān)控系統(tǒng)提供保護動作信息或保護值等信息。該系統(tǒng)具有良好的可擴展性和適應性，利用數(shù)字通信的優(yōu)勢實現(xiàn)數(shù)據共享。

參考文獻

[1]曲仁秀，王志國.10kV～35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)設計.

[2]馮世崗，高瑞斌，等.調度綜合自動化管理信息系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)通信,2006,7.

[3]李猛，林榕.變電站綜合自動化實施方案的分析[J].廣東電力,2006,2.

[4]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊2022.05版．