1、論文題目：淺析變電站綜合自動化系統姓名：張聰斌【關鍵詞】變電站 綜合自動化 功能 優越性 發展方向【摘要】變電站綜合自動化系統是利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信息處理技術等實現對變電站二次設備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優化設計，對變電站全部設備的運行情況執行監視、測量、控制和協調的一種綜合性的自動化系統。變電站是電網一切數據的來源,也是電網的主要控制點,發展和完善變電站綜合自動化系統,使之向高集成度、數字化、標準化方向發展,是電力系統發展的新趨勢和方向。【關鍵詞】變電站 綜合自動化 功能 優越性 發展方向一、概述電力系

2、統是由發、變、輸、配、用電等設備和相應的輔助系統,按規定的技術和經濟要求組成的,將一次能源轉換為電能并輸送和分配到客戶的一個系統。電力系統自動化的主要內容包括控制中心、電廠自動化、變電站自動化、配電自動化以及需方管理系統和電能交易系統。變電站是電力系統中不可缺少的重要環節,擔負著電能轉換和電能，新分配的繁重任務,對電網的安全和經濟運行起著舉足輕重的作用。1. 1變電站分類變電站按電壓等級可分為特高壓、超高壓、高壓及中低壓四種類型;變電站按在電網中的地位可分為樞紐站、終端站和中轉站三種類型;變電站按控制方式可分為集控站(又稱基地站)和受控站(又稱子站);變電站按運行模式可分為有人值班和無人值守。

3、1. 2變電站自動化系統的定義變電站自動化是將變電站的二次設備(包括測量儀表、信號系統、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等)經過功能的組合和優化設計,利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術,實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的門動測量、監控和微機保護，以及與調度控制中心通信等綜合性的自動化功能。1. 3變電站實現綜合自動化的優越性1. 3. 1提高供電質量,提高電壓合格率由于在變電站綜合自動化系統中包括電壓、無功自動控制功能,故對于具備有載調壓變壓器和無功補償電容器的變電站可以大大提高電壓合格率,保證電力系統主要設備和各種電器設備的安全,使無功潮流合理,降低網損,節約電能損

4、耗。1. 3. 2提高變電站的安全、可靠運行水平變電站綜合自動化系統中的各子系統,絕大多數都是由微機組成,它們多數具有故障診斷功能。且微機保護裝置和微機型自動裝置具有故障自診斷功能,這是當今綜合自動化系統比常規的自動裝置或四遙裝置的突出特點,使采用綜合自動化系統的變電站一、二次設備的可靠性大大提高。1. 3. 3提高電力系統的運行、管理水平變電站實現自動化后,監視、測量、記錄、抄表等工作都由計算機來完成,既提高了測量的精度,又避免了人為干預,大大提高運行管理水平。二、變電站綜合自動化的功能2. 1繼電保護功能變電站綜合自動化系統要具備常規變電站系統保護及元件保護設備的全部功能,而且要獨立于監控

5、系統,該系統網各軟、硬件發生故障退出運行時,繼電保護單元仍然正常運行。微機保護除了具有的繼電保護功能外,還包括: (1)模擬量的顯示功能。系統應能顯示電流、電壓、有功、無功、電度等模擬量參數,當通信網退出運行時仍能滿足運行監視。(2)故障記錄功能。系統能顯示故障時間、電流、電壓大小、開關變位、保護動作狀態等。(3)能儲存多套定值,并能修改定值和顯示定值。(4)與監控系統通信,能接收監控系統命令,選擇并修改定值,發送故障信息、保護動作情況、當時整定值及自診斷信號等。除當地外,還需實現遠方查詢和整定保護定值,此功能還具有遠方/就地閉鎖,操作權限閉鎖等措施。(5)系統內各插件具有自診斷功能。2. 2

6、信息采集功能分布式自動化系統的變電站,信息由間隔層I/O單元采集。常規四遙功能的變電站,信息由RTU采集。電能量的采集宜用單獨的電能量采集裝置。系統對安全運行中必要的信息進行采集,主要包括以下幾個方面。2. 2. 1遙測量(1)主變壓器:各側的有功功率、無功功率、電流,主變壓器上層油溫等模擬量,模擬量均采用交流采樣,以提高精度。(2)線路:有功功率、無功功率、電流。(3)母線分段斷路器相電流。(4)母線:母線電壓、零序電壓。(5)電容器:無功功率、電流。(6)消弧線圈零序電流。(7)直流系統:浮充電壓、蓄電池端電壓、控制母線電壓、充電電流。(8)站用變電壓。(9)系統頻率,功率因數,環境溫度等

7、。2. 2. 2遙信量(1)斷路器閘刀位置信號。(2)斷路器遠方/就地切換信號。(3)斷路器異常閉鎖信號。(4)保護動作、預告信號,保護裝置故障信號。(5)主變壓器有載分接開關位置(當用遙信方式處理時),油位異常信號,冷卻系統動作信號。(6)自動裝置(功能)投切、動作、故障信號,如:電壓無功綜合控制、低周減載、備用電源裝置等。(7)直流系統故障信號。(8)站用變故障信號。(9)其它有全站事故總信號、預告總信號;各段母線接地總信號;各條出線小電流接地信號;重合閘動作信號;遠動終端下行通道故障信號;消防及安全防范裝置動作信號等。根據設備特點及確保安全運行需要,可增加相應的特殊信號或對一些遙信量進行

8、合并。2. 2. 3遙控量(1)斷路器分、合。(2)主變壓器有載分接開關位置調整。(3)主變壓器中性點接地閘刀分、合。(4)保護及安全自動裝置信號的遠方復歸。(5)有條件的變電站高壓備用電源遠方投停。(6)有條件的變電站電壓無功綜控的遠方投停。(7)有條件的變電站直流充電裝置的遠方投停。2. 2. 4電能量(1)主變壓器各側有功電能量、無功電能量及其分時電能量。(2)各饋電線有功電能量、無功電能量。(3)用戶專用線有功電能量、無功電能量及其分時電能量和最大需量。(4)站用變有功電能量。2. 3設備控制 (1)對斷路器和刀閘進行開合控制。(2)投、切電容器組及調節變壓器分接頭。(3)保護設備的檢

9、查及整定值的設定。(4)輔助設備的退出和投入(如空調、照明、消防等)。以上控制功能可以由運行人員通過CRT屏幕進行操作。在設計上保留了手動操作手段,并具有遠方/就地閉鎖開關,保證在微機通信系統失效時仍能運行和操作,包括可手動準同期和捕捉同期操作。在各間隔的每個斷路器設置按鈕或開關式的一對一“分”、“合”操作開關和簡易的強電中央事故和告警信號。2. 4自動裝置功能(1)根據系統潮流進行無功自動調節控制,也可人工控制(人工操作可就地、可遠方)。自動控制時根據電壓、潮流和無功負荷、變壓器抽頭位置信號由裝置進行自動控制調節變壓器抽頭位置或投退電容器組。(2)低周減載。110kV、10kV線路可由各自的

10、保護裝置實現,不用單獨配置低周減載裝置。整定值由各條線路裝置自行整定。(3)同期檢測和同期分閘。同步檢測斷路器兩側電壓的幅值、相位和頻率,并發出同期合閘啟動或閉鎖信號。此功能可進行檢無壓同期,亦能進行手動準同期和捕捉同期。既能滿足正常運行方式下的同期,亦能滿足系統事故時的同期。同期功能有手動和自動兩種方式供選擇,同期裝置與通信網相互獨立。(4)小電流接地選線功能。可通過采取3I0、3U0及其增量來判斷是否有接地故障,也可用5次諧波方式分析接地故障,小電流接地選線功能與通信網相互獨立,不依賴通信網的后臺機檢測。否則當通信網故障時該功能即失去檢測報警功能。而規程規定小電流系統當單相接地后允許2h帶

11、故障運行, 2h后要立即切除故障線路。(5)事故錄波。對于220kV變電站的主變、220kV線路除了保護裝置自帶故障錄波外,還設置了一套獨立的微機錄波屏,而110kV線路則用本身裝置記錄。2. 5報警功能對站內各種越限,開關合、跳閘,保護及裝置動作,上、下行通道故障信息,裝置主電源停電信號,故障及告警信號進行處理并作為事件記錄及打印。輸出形式有:音響告警、畫面告警、語音告警、故障數據記錄顯示和光字牌告警。2. 6設備監視功能設備監視包括一次設備絕緣在線監測、主變油溫監測、火警監測、環境溫度監測等。當上述各參量越過預置值時,發出音響和畫面告警,并作為事件進行記錄及打印。2. 7操作票自動生成功能

12、根據運行方式的變化,按規范程序,自動生成正確的操作票,以減輕行人員的勞動強度,并減少誤操作的可能性。三、變電站自動化系統的發展趨勢隨著科學技術的不斷進步,變電站自動化系統應該具有廣闊的發展前景,發展趨勢有如下幾個方面:3. 1變電站自動化系統向高集成度、數字化方向發展變電站自動系統中面向對象設計的設備將更加高度集成化。如保護、控制、測量、故障錄波及事件記錄以及運行支持系統的數量處理等功能將被模塊化設計在一個統一的數字裝置內,間隔內部和間隔間以及間隔層同站級間的通信采用光纖總線實現,取消傳統硬線連接。高集成化可以降低成本,減少故障率,有利于實現統一的運行管理。3. 2變電站自動化系統向標準化方向

13、發展技術的進步和行業規范標準的約束,變電站自動化系統將逐步向產品標準化方向發展。具體表現在:產品基本功能設計和要求的標準化及產品的對外接口和通訊協議的標準化,變電站內不同廠家的設備可以做到互換互連,“即插即用”增加了用戶選擇變電站內各類設備和更換設備的自由度,同時還滿足不標準化設計的廠商將被逐步淘汰,使變電站自動化專業逐步走向良性的發展。4結語隨著自動化技術、通信技術、計算機和網絡技術等高科技的飛速發展,變電站綜合自動化的優越性必將進一步體現出來。通過以上分析,我們可以看到變電站綜合自動化對于實現電網調度自動化和現場運行管理現代化,提高電網的安全和經濟運行水平起到了很大的促進作用,一方面綜合自動化系統取代或更新傳統的變電站二次系統,已經成為必然趨勢。另一方面,保護本身也需要自查、故障錄波、事件記錄、運行監視和控制管理等更強健的功能。參考文獻:1丁書文，變電站綜合自動化原