淺析變電站綜合自動化技術

1、    淺析變電站綜合自動化技術    余慧【摘 要】本研究以分析變電站的綜合自動化技術為研究目的，首先該技術的發(fā)展情況進行簡要敘述，進而對自動化技術的主要研究內容、關鍵技術等進行深入探討，最后對數字化的變電站技術進行研究?！娟P鍵詞】變電站；綜合自動化；數字化電力網絡隨著社會持續(xù)發(fā)展取得了進一步的擴大，電力系統(tǒng)在穩(wěn)定性上也面臨了全新的挑戰(zhàn)，變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，其運行情況將會對電力系統(tǒng)的各方面產生一定的影響，例如穩(wěn)定性、經濟性，通過此可反映出進一步完善變電站管理模式的重要性。其中，變電站中的綜合自動化技術與變電站運行情況在穩(wěn)定性、經濟性以

2、及可靠性上具有密切的關系，就此本文對變電站中的綜合自動化技術展開了相關的研究。1.變電站綜合自動化技術發(fā)展情況分析變電站綜合自動化技術的發(fā)展可通過3個階段來歸納，分別為自動裝置、智能自動裝置以及綜合自動化。首先，在自動裝置這一階段，裝置在運行上處于各自運行的狀態(tài)，并且不具備智能效果，在故障檢測上也尚未實現(xiàn)自動化。實際運行期間，裝置若出現(xiàn)異常情況，不能及時進行報警，甚至影響到電網的安全運行；其次，在智能自動裝置這一個階段，微處理器已在實際的生活當中廣泛應用，而變電站逐漸試行大型的微處理機。出于對數字式電路的考慮，裝置在體積上有減小，更重要的是這一階段裝置在故障檢測上已實現(xiàn)了自動化，這一點使得裝置

3、本身的可靠性有了明顯的改善，在維修上所花費的時間也有明顯縮短。在該階段，自動裝置雖具備了更多的優(yōu)點，然而裝置仍未能做到互相通信，分開運行的依舊不少，并且資源共享的目標在該階段仍未實現(xiàn)；最后，在綜合自動化這一個階段，微機監(jiān)控裝置、微機保護、微機故障錄波以及微機運動等已在電網系統(tǒng)中充分推廣，從技術層面上看，每一個專業(yè)均是處于獨立運行的狀態(tài)，而硬件也有一定的重復情況，如此一來對系統(tǒng)的運行可靠性產生了極大的影響1。2.變電站綜合自動化技術的主要研究內容以110kv以上的變電站來說，變電站必須要始終對電力系統(tǒng)在運行期間的經濟性原則與安全性原則嚴格遵守。在計算機技術、信息技術的飛快進步下，為構建新型保護技

4、術與控制技術提供了一定的幫助，并有效解決了不少過去變電站在運行上的問題。其次，從技術層面、管理層面上看，各項技術的不斷進步對于不同專業(yè)之間的協(xié)調與配合具有一定的促進作用，有利于完善電網的自動化技術。同時，在此環(huán)境下，變電站在運行上的安全性、可靠性等也會受到一定的影響2。以新建變電站為例，變電站必定要實施綜合自動化技術，如此一來則需要逐漸的消除當中的測量監(jiān)視、控制等工作，其由最先需要一部分的工作人員值班發(fā)展到無人值班。而對于老變電站，其要實現(xiàn)無人值班，則必須要對測量監(jiān)視、監(jiān)控等相關技術進行改造。以40kv以下的變電站來說，進一步提高與改善供電安全性、供電質量以及服務水平等都是變電站的關鍵。通過變

5、電站中的綜合自動化技術，對變電站二次設備進行改造，則需要消除控制屏、測量監(jiān)視等，并且全面加強變電站中的監(jiān)視水平與控制技術，從而實現(xiàn)無人值班的目標。變電站要做到綜合自動化，首先，變電站設備一旦出現(xiàn)異常情況，自動化系統(tǒng)需及時進行自動報警，并對相關出口采取關閉措施。其次，電網出現(xiàn)故障時，自動化系統(tǒng)可對故障情況及時判斷，并作出適當的處理，以盡快消除或是隔離電網故障，將由于故障而引起的不良影響降低到最小。3.變電站綜合自動化技術的關鍵內容3.1通信技術方面現(xiàn)階段，計算機的監(jiān)控系統(tǒng)、間隔層裝置等在通信方面均是采用tcp/ip協(xié)議這一種網絡傳輸層協(xié)議，該協(xié)議為以iec60870-5-103為基礎的太網板，規(guī)

6、約為net103。目前，變電站以及調度中間多是應用循環(huán)式與問答式的規(guī)約。其中，循環(huán)式規(guī)約的傳輸模式具有較強的獨立性，個別數據在傳輸期間若是有差錯，可通過下一個循環(huán)數據進行補救，但此種規(guī)約同時也具有3個缺點，分別為奇（偶）效檢驗錯的能力不足，信道有效利用率低、傳送數量大則時間長。另外，問答式規(guī)約對于通道的適應性較強，對于通道的占用率較高，且傳送數據的速度十分快。同時，這一種規(guī)約也具有缺點。例如對通道具有較高的要求，并且響應事故的速度跟不上等，其中iec60870-5-103規(guī)約、iec60870-5-104規(guī)約等為目前較常應用的規(guī)約3。3.2抗干擾技術方面不少綜合自動化系統(tǒng)均是以220v交流作為

7、監(jiān)控裝置供電電源，在交流供電系統(tǒng)上，通過采取多項措施抵抗干擾。例如氧化鋅壓敏電阻、不間斷電源ups、電源濾波器、隔離變壓器等。對于外部干擾，由于其產生于綜合自動化系統(tǒng)的外部，所以在消除時可通過屏蔽與減少感應耦合來降低外部的干擾。3.3采集數據、處理技術變電站監(jiān)控主站在數據采集上要求，在確保交流量不失真的前提下進行傳遞，并確保數據精確度。其中，監(jiān)控主站所采集的相關數據有多個方面，其中包括有刀閘狀態(tài)、斷路器狀態(tài)、母線電壓低壓側的三相電流、繼電保護（包括保護狀態(tài)、保護信號等）等4。另外，在數據的處理上，包含了多項處理內容，例如分析計算變電站的運行參數等。3.4人機聯(lián)系、繼電保護保護裝置屬于自動化系統(tǒng)

8、中的一個有機部分，在原則上，保護裝置和自動化系統(tǒng)之間應處于相對獨立的狀態(tài)。通常需要確保電磁的兼容指標對于干擾具備較強的抵抗能力，通過獨立控制電源與設置專有的熔斷器進行保護，從而保護ct、測量ct之間的獨立性。可在線對定值、參數等進行修改，并附上事故的采樣報告、動作記錄等。如此一來，變電站的工作人員便可借由屏幕掌握變電站運行的動態(tài)情況，并對信號復歸、遠方控制、當地控制、報警界限等進行實施設置，還可打印出相關的數據，對信息進行長期保存。4.數字化變電站分析數字化變電站主要是由智能化一次設備以及網絡化二次設備構成，使變電站內部的智能電器設備之間可做到信息共享、互相操作，成為現(xiàn)代化變電站。首先，在變電

9、站的智能化一次設備方面，變電站一次設備中的受測信號回路、受控操作驅動回路等在設計上均是以微處理器以及光電技術作為依據，簡化電式繼電器，采用數字化的程控器與公共信號網絡來取代過去的導線連接。由此可知，變電站中的常規(guī)繼電器與繼電器的邏輯回路在二次回路中被可編程序所取代，并且控制電纜、強點模擬信號等也被光纖、光電數字所取代。其次，在變電站的網絡化二次設備方面，以標準化微處理機、模塊化微處理機為依據設計與處理變電站二次設備時，二次設備在連接方式上發(fā)生了改變，在改變后均是應用高速網絡通信，通過對網絡充分利用而轉變傳統(tǒng)的連接方式，切切實實做到了資源與數據的共享。5.結束語綜上所述，變電站中的綜合自動化長時

10、間以來均屬于國內電力行業(yè)上的一個熱點，變電站中綜合自動化這一項技術，通過優(yōu)化組合變電站中一次設備的經過功能，對信息處理技術、計算機通信技術等多種先進技術加以利用，使得變電站中的配線路、輸線路等多項主要設備在監(jiān)視與控制上實現(xiàn)了自動化，并做到了微機保護。對于變電站而言，數字化變電站對其發(fā)展歷程中具有十分重要的意義，其屬于一項大型的系統(tǒng)工程，在數字化變電站實現(xiàn)自動化的這一個過程中，需要解決的關鍵技術有不少，所以應結合目前的實際情況，制定相應的實施方案，通過合理應用成熟技術，并對該領域的先進技術進行積極研究，最終促進綜合自動化技術的良好發(fā)展。 科【參考文獻】1史偉.初探變電站綜合自動化系統(tǒng)的運行及維護j.廣東科技，2011（12）：