变电站自动化控制系统的现状

【摘 要】近年来,我国的变电站自动化控制技术有着显著的发展,本文从我国的变电站自动化控制系统的现状进行分析,并有建议性的提出发展的对策.

【关 键 词 】变电站自动化；控制系统；现状；对策

变电站综合自动化系统具有功能综合化,系统结构微机化,测量显示数字化,操作监视屏幕化,运行管理智能化等特征.

1.变电站综合自动化系统的基本概念

变电站综合自动化系统是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计,利用先进的计算机技术,现代电子技术,通信技术和信号处理技术实现对全变电站的主要设备和输出,配电线路的自动监视,测量,自动控制和微机保护,以及调度通信等综合性的自动化功能.变电站综合自动化系统具有功能综合化,设备,操作,监视微机化,结构分布分层化；通信网络光缆化及运行管理智能化的特征,它的出现为变电站的小型化,智能化,扩大监控范围及变电站的安全可靠,优质,经济运行提供了数据采集及监控支持而且在其基础上可以实现高水平的无人值班变电站的管理.

2.变电站综合自动化系统的功能

变电站综合自动化系统一般来说,变电站综合自动化系统主要包括数据采集及通讯,数据处理,安全监视,微机保护,开关操作,电太无功控制,远动及自诊断等功能.

2.1 数据采集及通讯功能

其中包括主变及各条线路的交流测量,温湿度等非电气量的直流测量,开关刀闸等遥信的实时采集,保护信息的收集,与上级调度通讯,统一时钟等.

2.2 数据处理功能

主变及各条线路的功率及功率因数计算,电能计算及统计,事件顺序记录及事故追忆等.

2.3 安全监控功能

系统运行工况监视,变电站一次系统运行状态监视,遥测量的越限监视,遥信变位的声光报警,事故信号及预告信号的告警显示,变压器分接头与电容器组人工,自动调节与投切,保护测定值的显示与修改,在线自诊断等.

2.4 微机保护功能

微机保护功能包括馈线保护,母线保护,变压器保护,备用电源自投等等,这是变电站综合自动化系统一个重要的功能,对于保障变电站正常运行有着重要的作用.

2.5 电压和无功控制功能

对有载调压变压器分接头和并联补偿电容器进行综合调节控制,从而控制电压和功率因数等指标,保证电压质量和优化无功补偿.

3.数字化变电站自动化系统的基本特点

3.1 智能人的一次设备

一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微机处理和光电技术设计,简化了常规机电式继电器及控制回路的结构,使之数字程近代器及数字公共信号网络取代传统的导线连接.

3.1.1 网络化的二次设备

变电站内常规的二次设备,已改变了传统二次设备的模式,为简化系统,信息共享,减少电缆,减少占地面积,降低造价等方面已改变了变电站运行的面貌.使得设备之间的连接全部采用高速的网络通信,二次设备不再出现常规功能装置重复的1/0现场拉中,通过网络真正实现数据共享,资源共享,常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块.

3.1.2 自动化的运行管理系统

变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据,状态记录统计无约化,数据信息分层,分流交换自动化,变电站运行发生故障时即能那时提供故障原因,提出故障处理意见,系统能自动发出变电站设备的检修报告,即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”.

4.变电所自动化系统的内在结构

4.1 过程层

该层是一个一次设备和二次设备的结合面,换言之过程层是指智能化电气设备的智能化部分.过程层的主要功能可以分为三类.（1）电力运行的实时电气量检测.它是与传统的功能一样,主要是电流,电压,相位以及谐波分量的检测,其他电气量入有功,无功,电能量可通过间支的设备运算出来,采集传统模拟量被直接采集了数字量所取代.这样做的优点式抗干扰性能强,绝缘和抗饱和特性好,开关装置实现了小型化,紧化.（2）运行设备的状态参数在线检测与统计.变电所需要进行状态参数检测的设备主要有变压器,断路器,刀闸,母线,电容器,电抗器以及直流电源系统.在线检测的内容主要有温度,压力,密度,绝缘,机械特性和工作状态等数据.（3）操作控制的执行与驱动.操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制,电容,电抗器投切控制.断路器,刀闸合分控制.

4.2 间隔层

主要功能是：（1）汇总本间隔过程层实时数据信息；（2）实施对一次设备保护控制功能；（3）实施操作同期及其他控制功能；（4）实施本间隔操作闭锁功能；（5）承上启下的通信功能,即同时高速完成与过程层及所控层的网络通信功能.

4.3 所控层

其主要功能是：（1）通过两级高速网络汇总全所的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库；（2）具有在线可编程的全所操作闭锁控制功能；（3）具有所内当地监控,人机联系功能；（4）按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心；（5）接受调度或控制中心有关控制命令并转间隔层,过程层执行；（6）具有对间隔层,过程层诸设备的在线维护,在线组态,在线修改参数的功能；（7）具有变电所故障自动分析和操作培训功能.

5.变电站自动化控制系统的主要内容内涵

变电站自动化控制的内容主要包括：电气量的采集和电气设备状态的监视,控制和调节,实现变电站正常运行的监视和操作,保证变电站的正常运行和安全,在发生事故时,采集瞬态电气量,实施监视和控制,迅速切除故障,完成事故后变电站恢复正常运行的操作,高压电气设备本身的监视信息,随着对计算机技术,网络技术及通信技术的应用,根据变电站的实际情况,各类分散分布式变电站自动化系统将各现场输入输出单元部件分别安装在中低压断路柜或高压一次设备附近,现场单元部件或保护和监控功能的二合一装置,用以处理各开关单元的继电保护和监控功能,或是使现场的微机保护和监控部件分别保护相对独立,在变电产控制室内设置计算机系统,对各现场单元部件进行通信联系,能信方式通常采用串行口.

6.变电站自动化控制系统存在的问题

6.1 产品接口问题

产品接口问题是变电站自动化系统与调度自动化系统之间的连接必须妥善解决的重要问题.它包括数据的格式,通讯规约等技术问题,当调度自动化系统与变电站自动化系统是使用不同的厂家的产品时,可能会出现数据格式,通讯规约不同而无法在调度自动化系统中得到正常运行.

6.2 产品质量有待提高

容易出现产品质量问题是由于某些厂家仅为了追求自己经济利益,而忽视了产品的质量,产品的结构设计不合理,可靠性差等问题,缺乏了基本的质量保证,从而会使在投运的变电站自动化系统问题增加.

6.3 系统抗干扰能力不强

系统坑干抗扰能力是指当变电站自动化系统在高温低温,雷电冲击,耐湿,静电放电干扰,电磁辐射干扰等环境下的实际情况下,该系统是否能够正常运行.

6.4 通讯通道问题突出

通讯通道是指在特定的条件下,变电站与调度之间的通讯问题,由于大部分变电站,电厂与调度之间的通讯手段主要还是靠载波通讯,途中还有多个T接点,载波信号由变电站传到教育工作者主站时衰减严重,信号的可靠性下降了许多,导致远动信号的误码率增高,通道问题显得十分突出.

7.结束语

我国计算机通信技术的迅速发展,给变电站自动化控制技术水平的提高带来了新的机遇,变电站自动化控制技术正在朝着网络化,综合智能化,多媒体化的方向发展.全面开展变电站自动化控制系统的应用,保障我国电力系统的可持续发展.

【参考文献】

[1]姚千里.数字化变电站自动化系统探讨[J].现代经济信息,2010,01.

[2]变电站的自动化系统结构及特点分析[J].经济技术协作信息,2011年（26）总第1081期.

[3]倪洪梅.变电站综合自动化系统的探讨[J].民营科技,2009（09）.

[责任编辑：汤静]