变电站综合自动化工程

变电站综合自动化工程（共8篇）

变电站综合自动化工程 篇1

第一章

1、变电站综合自动化：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、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。

2、传统变电站的缺点：

（1）安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求。（2）供电质量缺乏科学的保证。（3）占地面积大，增加了征地投资。

（4）不适应电力系统快速计算和实时控制的要求。

（5）维护工作量大，设备可靠性差，不利于提高运行管理水平和自动化水平。

3、变电站自动化技术的发展过程。[P5内详] 第二章

4、二次设备的组成部分：继电保护、自动装置、测量仪表、操作控制屏和中央信号屏以及远动装置。

5、变电站综合自动化的优越性：

（1）变电站综合自动化系统利用当代计算机的技术和通信技术，提供了先进技术的设备，改变了传统的二次设备模式，信息共享，简化了系统，减少了连接电缆，减少占地面积，降低造价，改变了变电站的面貌。（2）提高了自动化水平，减轻了值班员的操作量，减少了维修工作量。（3）随着电网复杂程度的增加，各级调度中心要求各变电站能提供更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况。（4）提高变电站的可控性，要求更多地采用远方集中控制、操作、反事故措施等。（5）采用无人值班管理模式，提高劳动生产率，减少人为误报操作的可能。（6）全面提高运行的可靠性和经济性。

6、变电站的数据包括：模拟量、开关量和电能量。

7、直流采样：即将交流电压、电流等信号经变送器转换为适合于A/D转换器输入电平的直流信号。交流采样：指输入给A/D转换器的是与变电站的电压、电流成比例关系的交流电压信号。

8、并联、串联有源电力滤波器的不同点及示意图。[P17内详]

9、电力系统的电压、无功综合控制的方式：集中控制、分散控制和关联分散控制。[P27内详]

10、电力系统频率偏移的原因：电力系统的频率与发电机的转速有着严格的对应关系，而发电机的转速是由作用在机组转轴上的转矩决定的，原动机输入的功率如果在扣除了励磁损耗和各种机械损耗后能与发电机输出的电磁功率保持平衡，则发电机的转速将保持不变，电力系统所有发电机输出的有功功率的总和，在任何时刻都将等于此系统包括各种用电设备所需的有功功率和网络的有功损耗的总和。但由于有功负荷经常变化，其任何变动都将立刻引起发电机输出电磁功率的变化，而原动机输入功率由于调节系统的滞后，不能立即随负荷波动而作相应的变化，此时发电机转轴上的转矩平衡被打破，发电机的转速将发生变化，系统的频率随之发生偏移。

11、电力系统频率降低的危害：

（1）系统的频率下降，使发电厂的厂用机械出力大为下降，结果必然影响发电设备的正常工作，使发电机的有功出力减少，导致系统频率的进一步降低。

（2）系统频率降低，励磁机的转速也相应降低，当励磁电流一定时，励磁机发出的无功功率就会减少。（3）系统频率长期处于49.5Hz或49Hz以下时，会降低各用户的生产率。

12、明备用和暗备用的原理和图。[P33内详] 系统正常运行时，备用电源不工作的称明备用。系统正常运行时，备用电源也投入运行的，称为暗备用。

备用电源自投（BZT）的作用：备用电源自投装置是因为电力系统故障或其他原因使工作电源被断开后，能迅速将备用电源或备用设备或其他正常工作的电源自动投入工作，使原来工作电源被断开的用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。

13、变电站综合自动化系统的特点：（1）功能综合化

（2）分级分布式、微机化的系统结构（3）测量显示数字化（4）操作监视屏幕化（5）运行管理智能化 第三章

14、光电传感器的优越性：

（1）优良的绝缘性能，造价低、体积小、质量轻。（2）不含铁心，消除了磁饱和、铁磁谐振等问题。（3）动态范围大，测量精度高。（4）频率范围宽。（5）抗干扰能力强。第四章

15、输入/输出的传送方式：并行和串行传送方式。

16、CPU对输入/输出的控制方式：同步传送方式、查询传送方式、中断控制输入/输出方式和直接存储器访问方式（DMA）[P50内详]

17、DMA控制器必须具备的功能：

（1）能接受外设的请求，向CPU发出总线请求信号HOLD；

（2）当CPU发出总线请求认可信号HLDA后，接管对地址线、数据线和控制线的控制，进入DMA方式；（3）发出地址信息，能对存储器寻址及能修改地址指针；（4）能向存储器和外设发出读或写等控制信号；

（5）能控制传送的字节数及判断DMA传送是否结束；

（6）在DMA传送结束以后，能发出DMA结束信号，释放总线使CPU恢复正常工作状态。

18、光电耦合器工作原理及原理图。[P62内详] 第五章

19、D/A转换器的工作原理、关系式、权电阻输入网络。[P67内详] 20、绝对精度和相对精度。[P74内详] 第六章

21、交流采样法：是直接对经过装置内部小TA，小TV转换后形成的交流电压信号进行采样，保持和A/D转换，然后在软件中通过各种算法计算出所需电量。第七章

22、小波分析在变电站综合自动化中的应用前景。[P103内详] 第八章

23、变电站内的信息传输：

（1）设备层与间隔层（单元层）间信息交换（2）单元层内部的信息交换（3）单元层之间的通信

（4）单元层和变电站层的通信（5）变电站层的内部通信

24、变电站通信网络的要求：快速的实时响应能力，很高的可靠性，优良的电磁兼容性能，分层式结构。

25、数据通信的传输的方式：并行数据通信和串行数据传输。

26、数据通信系统的工作方式：单工通信，半双工通信和全双工通信。原理及图示[P119内详]

27、网络的拓扑结构：点对点结构、星型结构、总线结构和环形结构。

28、移频键控原理。[P131内详]

29、差错检测技术：就是采用有效编码方法对咬传输信息进行编码，并按约定的规则附上若干码元（称监督码），作为信息编码的一部分，传输到接收端，接收端则按约定的规则对所收到的码进行检验。30、几种常用的监督码构成方法：奇偶校验、纵向冗余校验和循环冗余校验CRC。第九章

31、电磁兼容意义：电气或电子设备或系统能够在规定的电磁环境下不因电磁干扰而降低工作性能，它们本身发射电磁量不影响其他的设备或系统正常工作，从而达到互不干扰，在共同的电磁环境下一起执行各自功能的共存状态。

32、电磁干扰的三要素：干扰源、传播途径和电磁敏感设备。

33、解决电磁干扰问题的方法：

（1）抑制干扰源产生的电磁干扰（滤波、屏蔽和接地）；（2）切断干扰的传播途径；

（3）提高敏感设备抗电磁干扰的能力（降低对干扰的敏感度）。

34、干扰分类：

（1）差模干扰：是串联于信号源回路中的干扰，主要由长线路传输的互感耦合所致。（2）共模干扰：是由网络对地电位变化所引起的干扰，即对地干扰。

35、抑制干扰源影响的屏蔽措施：

（1）一次设备与自动化系统输入、输出的连接采用带有金属外皮的控制电缆，电缆的屏蔽层两端接地。（2）测量和微机保护或自控装置采用的各类中间互感器的一、二次绕组之间加设屏蔽层。（3）机箱或机柜的输入端子对地接一耐高压的小电容，可抑制外部高频干扰。（4）系统的机柜和机箱采用铁质材料。

变电站综合自动化工程 篇2

变电站综合自动化改造并不是太过于简单的工作。从客观上来说, 其设计的变电站改造部分是非常多的, 其是一种比较复杂的工作。通过对老变电站的改造设计, 其实现对用户的可靠性停电模块、人员操作模块、设备改造模块的分析, 其属于一种二次专业技术改造工程。为了实现用户的可靠性供电, 电力人员需要有计划的进行停电时间的规划及其控制, 这需要做好变电站的现场勘查工作, 保证其组织模块、技术模块、安全措施模块及其相关施工模块的协调。针对其停电工作进行分析, 及时上报停电计划, 在规定时间内保证提交停电申请, 使其在一定时间内通知用户。这需要引起该部门相关人员的重视, 做好积极的专业沟通工作, 保证不同专业工种之间的相互配合, 从而进行工期的缩短, 进行停电时间的减少, 满足用户的电能供应需要。

总而言之, 变电站的综合自动化的改造工程设计的范围比较广泛, 是一个需要多个人员相互配合的复杂工种。其需要各个工作岗位的人员配合, 比如需要运行人员做好工区的管辖工种, 需要做好变电站的工作控制工种。这就需要专业人员的协调, 进行计量所及其调度所的专业管辖安排。这就需要相关人员进行变电站的综自改造二次回路工种, 需要相关的人员做好表计工种、调度工作。这离不开各个专业人员的相互配合, 从而解决综合改造过程中的变电安全问题。

二、变电站综合自动化改造工程体系的升级

1为了保证人员的自身安全性, 变电站的综合自动化改造需要注重继电保护装置的设备安全性, 更好的进行继电保护, 避免其变电站综自改造工程过程中的复杂问题, 保证人身触电的避免, 更好的进行施工人员的安全保证。

为了满足变电站的综合自动化改造工作需要, 进行施工前的准备是必要的, 从而保证工作人员的自身安全性, 这需要按照我国的继电保护及其安全自动装置的工作需要, 进行开工准备条件的满足, 积极进行各项手续的办理, 进行标准化作业指导书的确立, 更好的满足变电站的现场操作工作需要。除此之外, 也要进行施工图纸的准备, 保证工程施工所需设备、材料的满足, 更好的保证操作人员的自身安全及其设备的完好性。

在工作环节中, 工作负责人需要履行好自身的工作, 更好的进行变电站的综自改造, 保证工作人员的安全性。这就需要进行继电保护装备的设备安全性的控制。但是在实践过程中, 综合改造工作的工期是比较短的, 工作的任务也比较重, 就需要各个工作小组之间进行配合, 努力实现工作秩序的协调。这需要在办理工作许可手续之后, 再由相关的修试人员进行设备的改造, 做好二次回路的接线拆除工作, 实现后台调试工作的顺利进行, 保证二次线工作的拆除。在这有限的时间里, 需要及时的进行二次回路的接线拆除工作, 需要做好二次电缆工作, 这需要不同的工作人员做好自身的工作, 完成自己所属小组的接线工作。完成了上述几个步骤, 就需要做好继电保护装置的调试及其传动工作。这就需要自动化专业人员进行保护装置的测试, 做好传动工作。在继电保护装置的调试过程中, 运行人员需要核实保护装置的传送信号, 如果信号不一致, 需要进行调整。

2通过对变电站的综合改造, 可以保证这几个阶段的人身安全性。在这种条件下, 继电保护装置不会出现人为的设备事故。为了更好的进行继电保护, 控制好三误是必要的, 从而确保设备的安全运作性, 当然, 这需要引起工作人员的重视, 保证设备的整体安全运行。

在带负荷测向量改造工作完毕后, 进行带负荷测向量的检查是必要的。这需要遵循一定的工作步骤, 通过对向量图的分析, 更好的进行交流回路接线工作的开展, 保证其工作性、安全性, 比如笔者在进行110k V变电站的综自改造模块中, 就会首先通过向量图分析来进行交流回路的接线。再进行保护工作的开展, 在该模块中, 进行10k V高压室内保护侧控装置的改造是必要的, 保证保护设备的正常使用。在改造工作完毕之后, 为了消除保护设备的安全隐患, 保护班人员可能需要采取措施, 及时针对电流回路的极性进行回路的调整, 切实提升设备的安全性。

3在设备运行完毕后, 要注重其可能出现的缺陷及其异常, 要及时的做好安全隐患的消除工作。要保证设备的积极运行。这需要相关的运行人员具备基本的交底资料, 也能够及时的进行巡视, 保证设备组织缺陷及其异常的解决。比如前几年改造工作中, 我公司相关型号的微机变压器保护设备的更换。在该工程中, 出现了一些比较大的缺陷, 进行带负荷侧向量工作时, 发现高压侧电流为反相序。阜南变是一座单电源终端变电站, 由于历史原因, 整个变电站都处在反相序的特殊电力系统下运行, 由于很难把110k V进线线路和35k V、10k V出线全部停运, 把反相序调整为正相序电力系统下运行。

这种微机主变保护是参照正相序电力系统进行的保护装置设计的, 正是由于这种装置的误动性, 才会影响整体变电站的改造工作开展。最终在取得生产部门的领导指示下, 进行了主变保护的接线方式的改造, 在这个过程中, 我公司进行巡检力度的加强, 取得了不错的应用效果。待条件允许后再将反向序调整为正相序, 此项工作终于在220k V白果变投入运行后, 于2009年7月完成。现在反相序已调整为正相序, 为阜南变主变保护正常运行创造了合格的运行条件。工程中的反事故措施要严格按国家电网十八条反措的要求执行。

在电压互感器的二次回路工作中, 进行控制室的接地可靠性的控制是必要的, 这就需要做好各个电压互感器的中性线的安排工作。对于那些一点接地的电压互感器, 比较适合进行氧化锌阀片接地, 其击穿电压峰值应大于30·Imax伏 (Imax为电网接地故障时通过变电站的可能最大接地电流有效值, 单位为k A) 。应定期检查放电间隙或氧化锌阀片, 防止造成电压二次回路多点接地的现象。

结语

变电站综合自动化改造工程是比较复杂的工作, 其中涉及到的人员、设备、技术等都是比较复杂的, 需要循序渐进的进行工作。

摘要：为了满足国家电网的需要, 进行变电站综合自动化改造系统的更新是必要的。该文结合阜阳公司的变电站综合改造工程实例进行分析, 进行继电保护专业的改造工程分析, 从而解决实际工作中变电站综合自动化改造过程中的问题, 满足现实需要。

关键词：总结,存在问题,继电保护,分析,自动化改造,安全运行

参考文献

浅析变电站综合自动化技术 篇3

【关键词】变电站；综合自动化；数字化

电力网络随着社会持续发展取得了进一步的扩大，电力系统在稳定性上也面临了全新的挑战，变电站作为电力系统的重要组成部分之一，其运行情况将会对电力系统的各方面产生一定的影响，例如稳定性、经济性，通过此可反映出进一步完善变电站管理模式的重要性。其中，变电站中的综合自动化技术与变电站运行情况在稳定性、经济性以及可靠性上具有密切的关系，就此本文对变电站中的综合自动化技术展开了相关的研究。

1.变电站综合自动化技术发展情况分析

变电站综合自动化技术的发展可通过3个阶段来归纳，分别为自动装置、智能自动装置以及综合自动化。首先，在自动装置这一阶段，装置在运行上处于各自运行的状态，并且不具备智能效果，在故障检测上也尚未实现自动化。实际运行期间，装置若出现异常情况，不能及时进行报警，甚至影响到电网的安全运行；其次，在智能自动装置这一个阶段，微处理器已在实际的生活当中广泛应用，而变电站逐渐试行大型的微处理机。出于对数字式电路的考虑，装置在体积上有减小，更重要的是这一阶段装置在故障检测上已实现了自动化，这一点使得装置本身的可靠性有了明显的改善，在维修上所花费的时间也有明显缩短。在该阶段，自动装置虽具备了更多的优点，然而装置仍未能做到互相通信，分开运行的依旧不少，并且资源共享的目标在该阶段仍未实现；最后，在综合自动化这一个阶段，微机监控装置、微机保护、微机故障录波以及微机运动等已在电网系统中充分推广，从技术层面上看，每一个专业均是处于独立运行的状态，而硬件也有一定的重复情况，如此一来对系统的运行可靠性产生了极大的影响[1]。

2.变电站综合自动化技术的主要研究内容

以110kV以上的变电站来说，变电站必须要始终对电力系统在运行期间的经济性原则与安全性原则严格遵守。在计算机技术、信息技术的飞快进步下，为构建新型保护技术与控制技术提供了一定的帮助，并有效解决了不少过去变电站在运行上的问题。其次，从技术层面、管理层面上看，各项技术的不断进步对于不同专业之间的协调与配合具有一定的促进作用，有利于完善电网的自动化技术。同时，在此环境下，变电站在运行上的安全性、可靠性等也会受到一定的影响[2]。以新建变电站为例，变电站必定要实施综合自动化技术，如此一来则需要逐渐的消除当中的测量监视、控制等工作，其由最先需要一部分的工作人员值班发展到无人值班。而对于老变电站，其要实现无人值班，则必须要对测量监视、监控等相关技术进行改造。

以40kV以下的变电站来说，进一步提高与改善供电安全性、供电质量以及服务水平等都是变电站的关键。通过变电站中的综合自动化技术，对变电站二次设备进行改造，则需要消除控制屏、测量监视等，并且全面加强变电站中的监视水平与控制技术，从而实现无人值班的目标。

变电站要做到综合自动化，首先，变电站设备一旦出现异常情况，自动化系统需及时进行自动报警，并对相关出口采取关闭措施。其次，电网出现故障时，自动化系统可对故障情况及时判断，并作出适当的处理，以尽快消除或是隔离电网故障，将由于故障而引起的不良影响降低到最小。

3.变电站综合自动化技术的关键内容

3.1通信技术方面

现阶段，计算机的监控系统、间隔层装置等在通信方面均是采用TCP/IP协议这一种网络传输层协议，该协议为以IEC60870-5-103为基础的太网板，规约为NET103。

目前，变电站以及调度中间多是应用循环式与问答式的规约。其中，循环式规约的传输模式具有较强的独立性，个别数据在传输期间若是有差错，可通过下一个循环数据进行补救，但此种规约同时也具有3个缺点，分别为奇（偶）效检验错的能力不足，信道有效利用率低、传送数量大则时间长。另外，问答式规约对于通道的适应性较强，对于通道的占用率较高，且传送数据的速度十分快。同时，这一种规约也具有缺点。例如对通道具有较高的要求，并且响应事故的速度跟不上等，其中IEC60870-5-103规约、IEC60870-5-104规约等为目前较常应用的规约[3]。

3.2抗干扰技术方面

不少综合自动化系统均是以220V交流作为监控装置供电电源，在交流供电系统上，通过采取多项措施抵抗干扰。例如氧化锌压敏电阻、不间断电源UPS、电源滤波器、隔离变压器等。对于外部干扰，由于其产生于综合自动化系统的外部，所以在消除时可通过屏蔽与减少感应耦合来降低外部的干扰。

3.3采集数据、处理技术

变电站监控主站在数据采集上要求，在确保交流量不失真的前提下进行传递，并确保数据精确度。其中，监控主站所采集的相关数据有多个方面，其中包括有刀闸状态、断路器状态、母线电压低压侧的三相电流、继电保护（包括保护状态、保护信号等）等[4]。另外，在数据的处理上，包含了多项处理内容，例如分析计算变电站的运行参数等。

3.4人机联系、继电保护

保护装置属于自动化系统中的一个有机部分，在原则上，保护装置和自动化系统之间应处于相对独立的状态。通常需要确保电磁的兼容指标对于干扰具备较强的抵抗能力，通过独立控制电源与设置专有的熔断器进行保护，从而保护CT、测量CT之间的独立性。可在线对定值、参数等进行修改，并附上事故的采样报告、动作记录等。如此一来，变电站的工作人员便可借由屏幕掌握变电站运行的动态情况，并对信号复归、远方控制、当地控制、报警界限等进行实施设置，还可打印出相关的数据，对信息进行长期保存。

4.数字化变电站分析

数字化变电站主要是由智能化一次设备以及网络化二次设备构成，使变电站内部的智能电器设备之间可做到信息共享、互相操作，成为现代化变电站。

首先，在变电站的智能化一次设备方面，变电站一次设备中的受测信号回路、受控操作驱动回路等在设计上均是以微处理器以及光电技术作为依据，简化电式继电器，采用数字化的程控器与公共信号网络来取代过去的导线连接。由此可知，变电站中的常规继电器与继电器的逻辑回路在二次回路中被可编程序所取代，并且控制电缆、强点模拟信号等也被光纤、光电数字所取代。

其次，在变电站的网络化二次设备方面，以标准化微处理机、模块化微处理机为依据设计与处理变电站二次设备时，二次设备在连接方式上发生了改变，在改变后均是应用高速网络通信，通过对网络充分利用而转变传统的连接方式，切切实实做到了资源与数据的共享。

5.结束语

综上所述，变电站中的综合自动化长时间以来均属于国内电力行业上的一个热点，变电站中综合自动化这一项技术，通过优化组合变电站中一次设备的经过功能，对信息处理技术、计算机通信技术等多种先进技术加以利用，使得变电站中的配线路、输线路等多项主要设备在监视与控制上实现了自动化，并做到了微机保护。对于变电站而言，数字化变电站对其发展历程中具有十分重要的意义，其属于一项大型的系统工程，在数字化变电站实现自动化的这一个过程中，需要解决的关键技术有不少，所以应结合目前的实际情况，制定相应的实施方案，通过合理应用成熟技术，并对该领域的先进技术进行积极研究，最终促进综合自动化技术的良好发展。 [科]

【参考文献】

[1]史伟.初探变电站综合自动化系统的运行及维护[J].广东科技，2011（12）：118-119.

[2]刘晓春.浅谈变电站综合自动化系统[J].中国电力教育，2010（04）：254-255.

[3]庞军强.变电站综合自动化技术的发展动态[J].自动化应用，2010（04）：49-50.

变电站综合自动化系统探析 篇4

1、引言

随着科学技术的不断发展，电力系统不可避免地进入了微机控制时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。变电站综合自动化就是通过监控系统的局域网通信，将微机保护、微机自动装置、微机远动装置采集的信号，经过数据处理以及功能的重新组合，按照预定程序和要求，对变电站实现综合性的监视和调度。它的核心是自动监控系统，纽带是监控系统的局域网通信。

建峰化肥分公司一化装置301总变电站92年送电投入运行，运行最初几年现场设备的状态、报警由模拟盘集中报警，运行电流及相关参数需运行值班人员现场手动抄表记录，不能及时、快速的反应设备的运行状况和运行参数。2000年9月份301总变电站初步实施了微机监控系统改造，通过近10年的硬件改造和软件升级，目前监控系统具备遥测、遥信、保护监控以及UPS、直流电源装置的综合在线监控。二化装置的总变电站于2009年8月送电投入运行，建站之初已配套建立微机监控系统，以以太网方式对全站的设备实施在线监控控制和遥控操作。完善的综合自动化监控系统的投入为变电站的微机化管理、安全运行提供了可靠的保障，为电气值班、检修人员判断电气设备状态以及故障提供直观的依据，减少故障查找时间，提高事故处理效率具有重要的意义。

2、综合自动化系统基础知识

2.1 系统结构形式 2.1.1 分层分布式

1）分层式的结构，在分层分布式结构的变电站控制系统中，整个变电站的一、二次设备被划分为三层：过程层、间隔层、站控层。过程层主要指变电站内的一次设备，如线路、变压器、电容器、断路器、电流互感器、电压互感器等，它们是变电站综合自动化系统的监控对象；间隔层主要指各种智能电子装置，例如测控装置、保护装置等，它们利用电流电压互感器、变动器、继电器等设备获取过程层各设备的运行信息，如电流、电压、频率、温度等信息，从而实现对过程层进行监视、控制和保护，并于站控层进行信息的交换，完成对过程层设备的遥测、遥信、遥控、遥调等任务。站控层主要指计算机监控系统，它借助通信网络完成与间隔层之间的信息交换，从而实现对全变电站所有一次设备的当地监控功能以及间隔层设备的监控、变电站各种数据的管理及处理。

2）分布式的结构，间隔层的各种以微处理器为核心的智能电子设备，与站控层的计算机装置网络相连，构成分布式计算机系统——由多个分散的计算机经互联网络构成的统一计算机系统。间隔层各个智能电子设备与站控层的各计算机分别完成各自的任务，并且共同协调合作，完成对全变电站的监视、控制等。2.1.2 组屏及安装方式

这里所说的组屏及安装方式是指将间隔层各智能电子设备及站控层各计算机以及通信设备如何组屏和安装。一般情况下，在分层分布式变电站综合自动化系统中，站控层的各主要设备都布置在主控室内；间隔层的电能计量单元和一些公共单元也独立组屏安装在主控室里，间隔层的其他智能装置则根据需要安装在不同的地方，按间隔层中智能装置的安装位置，变电站综合自动化系统有以下三种不同的组屏及安装方

式：

1）集中式的组屏及安装方式

这种方式是将间隔层的各保护测控装置根据功能分别组装为变压器保护测控屏、线路保护测控屏等多个屏柜，把这些屏都集中安装在变电站的主控室内。2）分散与集中相结合的组屏及安装方式

这种方式是将配电线路的保护测控装置分散安装在所对应的开关柜上，而将高压线路的保护测控装置、变压器的保护测控装置均集中组屏安装在主控室内。3）全分散式组屏及安装方式

这种方式间隔层中所有间隔的保护测控装置，包括抵押配电线路、高压线路和变压器等间隔的保护测控装置均分散安装在开关柜上或距离一次设备较近的保护小间内，各装置只通过通信电缆与主控室内的变电站层设备之间交换信息。这种安装方式节省了大量的二次电缆，而且因为不需在主控室放置很多的保护屏，极大的简化了变电站面积。

目前变电站综合自动化系统的功能和结构都在不断地向前发展，全分散式的结构式是目前的发展方向，主要原因有：一方面分层分散式自动化系统的突出优点；另一方面，随着新设备、新技术的进展，使得原来只能集中组屏的高压线路保护装置和主变压器保护也可以考虑安装在高压场附近，并利用日益发展的光纤技术和局域网技术，将这些分散在各开关柜的保护和集成功能模块联系起来，构成一个全分散化的综合自动化系统。2.2 系统功能

变电站综合自动化的内容包括变电站电气量的采集和电气设备的状态监视、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安全，当安全事故时，由继电保护等完成瞬间电气量的采集、监视和控制，并迅速切除故障，完成事故后的恢复操作，因此，它具有的基本功能应包括以下几个方面：

2.2.1 测量、监视、控制功能 2.2.2 继电保护功能

变电站综合自动化系统中的继电保护主要包括线路保护、电力变压器保护、母线保护、电容器保护等。微机保护是综合自动化的关键环节，它的功能和可靠性如何，在很大程度上影响了整个系统的性能。各类装置能存储多套保护定值，能远方修改整定值等。2.2.3 自动控制智能装置的功能

变电站综合自动化系统必须具有保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能，一般有以下四个自动控制功能：电压、无功综合控制，低频减负荷控制，备用电源自投控制、小电流接地选线控制。2.2.4 远动及数据通信功能

2.2.5 自诊断、自恢复和自动切换功能

3、一化301总变电站综合自动化系统分析

一化总变电站在2000年9月份新增加了一套微机监控系统，在投用之初只能对现场电气低压电动机的运行状态以及部分电机电流进行时时监控。2008年301总变供电系统保护装置实施全面升级改造，采用施耐德sepam系列的微机保护装置后，才全面提升了301总变电站的微机化智能管理。下面针对一化总变 监

控系统进行分析。3.1 结构分析

301总变电站为90年代初设计的变电站，站内低压配电的电机保护仍采用LR2型热继电器保护，为了在保证这种老变电站的设备不做改造的基础上，能成功的引入微机自动化管理系统。它采用分层分布式的设计理念，将高压系统与低压系统独立两套监控系统，即将35KV、6KV设备及380V进线保护装置由一套监控系统进行时时监控，另一套监控系统作为380V低压负荷运行监控。同时均配有有源音箱实现音响报警，打印机进行变电站技术数据管理；软件方面采用PowerSCADA 3000电力监控系统，实现设备的事件记录查询、事故录波数据采集及分析、负荷管理及电量统计分析、运行报表管理等。3.2 组屏及安装方式

组屏及安装方式采用分散与集中相结合原则，低压设备监控信号采集至控制室遥信屏、遥测屏内。高压设备信号采集及35KV/6KV/380V保护信号由现场控制柜通过通讯电缆至控制室通讯管理机，通过RS-232端口与后台机实现在线监控。其中35KV、6KV、380V进线保护以及6KV高压电机保护均分散安装在现场控制开关柜上，通过通讯网络连接来完成保护、测量、控制功能的时时监测。3.3 功能特点

3.3.1 硬件设备方面，采用DSS-PRTU通信管理机及网络交换机（10/100Mbps）作为通信管理层主要设备。现场控制层设备由301区域微机保护装置，智能监控设备及其他具备智能通信功能的设备组成。AI量处理满足遥测处理误差＜0.1%，报表遥测数据合格率＞99.9％，完全满足301日报表要求。DI量处理满足DI正确率：100%，系统的SOE分辨率 <1ms，系统的数据扫描周期5s内。

3.3.2 软件系统方面，具有图形编辑软件、通讯管理软件、事件记录查询软件、故障录波数据采集及分析软件、负荷管理及电量统计分析软件、运行报表编辑及查询软件、各类变配电运行管理软件等功能。具备模拟量处理及限值监视功能，根据当前测量值的大小来判断是否越限，越限作为系统事件记录入事件库，以备查询并可以生成各种各样的统计报表。尤其在故障录波功能方面，在发生故障时保护测控装置能按设定条件启动故障录波，记录故障发生前、过程中、发生后的电压、电流波形数据，能自动上传自动化系统，并转存于系统主机硬盘，以便在主机上调用查看及打印。

3.3.3、其它方面，作为安全保护给系统管理员，301每一个值班小组分配一个用户名和口令，设置不同的管理权限。同时监控系统具有与GPS时钟对时的功能，可接受全球定位系统（GPS）的标准授时信号（IRIG-B）格式，误差小于1ms。

二化总变综合自动化系统探析

二化总变电站是厂总变电所，与单纯供配电功能的变电站，有所差别，比如无需与上级调度通信或远动，自成一独立的系统；无需增设低频减负荷装置、多出了很多电动机的微机保护等等。下面针对二化总变高中压监控系统进行探析。（具体结构参考附图）4.1 结构

它采用分层分布式设计。站控层的构成有后台监控系统、全站校时系统，后台监控系统在硬件方面有两台主机，互为备用。有源音箱实现音响报警，打印机进行变电站技术数据管理；软件方面为Farad200综合自动化系统以及相应网络附件，完成界面操作和使用。全站校时系统配置卫星时钟装置GPS,通过通信端口RS-485与通信服务器进行通信，进行网络层对时广播命令，保证全系统时钟统一。间隔层的各种微

机保护装置、自动控制装置通过以太网与站控层的设备进行通信。4.2 组屏及安装方式

组屏及安装方式采用分散与集中相结合的方式，110KV间隔部分有六屏构成，分别为两进线微机保护测控屏、两主变压器保护测控屏、母差保护屏和母联及PT保护测控屏，另加三通信屏，安装在主控室内。10KV间隔部分采用就地安装方式，10KV进线保护、母联保护以及电机微机保护等分散安装在10KV配电室相应的开关柜上，完成保护功能、测控功能、自动控制功能。4.3 功能

4.3.1 测量、监视、控制功能

在监控主机上能看到母线、电机等的电压、电流、有功及无功功率等参数，在运行过程中，监控系统对采集到的电压电流、频率、主变油温等量不断的进行越限监视，如有越限立即发出报警并记录和显示越限时间和越限值。操作人员可以通过计算机操作界面对断路器和隔离开关进行分、合闸操作，对变压器分接头位置进行调节控制。4.3.2 继电保护功能

110KV、10KV部分的进线保护、变压器保护、母联保护、电机保护都采用SEL产品，功能强大，具有可靠的保护性能。能在前台机、后台机和微机装置三部分对保护定值进行修改。4.3.3 自动控制功能

两台主变为有载调压变压器，能在监控系统上进行手动调压，设有无功补偿电容器，能进行局部的无功补偿调节；采用备用电源自控控制装置，在出现故障时自动装置能迅速将备用电源自动投入使用。结束语

建峰化肥分公司一化301总变和二化总变电站两套监控系统均采用分层分布式设计，符合当前变电站监控系统的主流技术。在先进技术不断发展的今天，变电站自动化系统以其系统化、标准化和面向未来的概念正逐步取代了繁琐而复杂的传统控制保护系统。

变电站综合自动化常见问题分析 篇5

发布日期：2010-5-18 11:29:13(阅173次)所属频道: 自动化 关键词: 问题分析

变电站综合自动化

变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。它是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，变电站综合自动化技术得到了迅速发展。

目前，广泛采用的变电站综合自动化系统是通过后台监控机对变电站全部一次设备及二次设备进行监视、测量、记录、并处理各种信息，对变电站的主要设备实现远方控制操作功能。然而，在实际使用过程中也随之出现了一些问题，通过对各个综合自动化系统进行归纳总结，探讨分析，就目前变电站综合自动化系统在实际工作中出现的共性问题进行综合分析。

一、存在问题

1.抗干扰能力差。后台监控机经常会上传一些误发的大批量的干扰信号，这严重的干扰了监控人员准确判断和监控，有时难免会遗漏掉大量信息中的一部分，而正是这被遗漏的部分信息，恰恰可能是关键的信息，对变电站安全运行造成隐患，而这些干扰可能会演变为造成事故或事故扩大的重要因素。

2.信息传递不畅。时有通信通道中断或遥控信息不能及时反馈，后台监控机界面接线图设备状态与现场实际不符，不能及时随一次设备作状态变化；正常操作项目不能从微机五防闭锁系统传送到后台机，而后台机接受不到任务，从而阻碍运行人员持续正常操作。

3.综合自动化防误操作系统主要由五防管理机及后台监控机组成，它们各自有独立的防误闭锁系统，这样就实现了双重防误闭锁管理，但执行过程中只有通过五防管理机模拟操作传输到后台监控机才可在后台监控机进行远方操作。但这也存在一些弊病，如果五防管理机故障，就只有在后台机上通过口令进行全站总解锁后进行操作，这样就增加了不安全因素。

4.有的监控系统只设置语音报警系统，所有事件报告、自检报告等信息都归入其中，而无事故音响信号，当后台监控机或语音系统不能正常工作时，所有信号则不能及时发出，不能直接提示监控人员，这严重影响变电站的安全运行。

5.自动生成报表功能缺乏。月度和负荷累计不能统计，不能从直观看出负荷变化。

6.告警信息不直观。由于在设计上的原因，为了方便检修维护人员查询，而忽略考虑监控人员从告警信息中不能直观明了地看出表达故障或事故的动作原因，往往需要监控人员从一连串大量信息中查找，而告警信息继续发出，其窗口不断滚动，监控人员又得从头查起，不能迅速判断，延误事故处理时间和查找事故原因，从而对事故处理和恢复供电带来直接不利的因素。

二、提出几点建议和应对措施

1.逐步完善系统功能

对所有模拟量和状态量变位进行分类，并用几种颜色加以区分，当变电站有非正常状态发生和设备异常时，监控系统对各个量分类提供给监控人员使运行监控人员，便于很直观地看出各类告警信息，设计合理的线路布局和制造工艺，切断各种电磁耦合的途径，另外从软硬件上采取屏蔽措施，优化结构设置，避免造成误发信号或微机工作出错。完善系统定时自检、自诊断、自恢复处理功能，畅通环节上通信能力，必要时设置并启动备用通道，刷新遥信变位。后台机防误闭锁功能加入，与五防管理机形成互切，互为备用。将保护监控系统的事故和预告音响信号独立出来，与后台监控语音报警系统相互一致又不受后台监控系统控制，防止发生后台监控机不工作或语音报警系统故障时发不出音响信号。为了更好实现自动化功能，应不断强化该系统各类报表、负荷变化曲线等功能，以便使监控人员更为直观地看出潮流变化情况，月供、年供电量等。2.加强运行管理

在运行中往往因装置使用不当等人为因素造成电力系统的不安全，因此要制定相应的运行规程，并严格按照规程各项规定执行，定期执行巡检制度，可定为24小时一次。完善巡视内容，如自检和报告信息、语音报警和保护监控音响系统、工作电源运行、各种信号灯指示、连接片和切换把手位置，特别对不间断电源（UPS）进行切换检查、通信系统是否正常通信以及“四遥”功能是否正常。变电站自动化系统是一项技术含量高而复杂的系统工程，且电力系统的连续性和安全性的要求，一旦自动化系统发生问题，必须及时迅速排除，使之尽快恢复正常运行，这就需要正确分析判断故障点，出现异常问题处置措施并制定相应的应急处理预案。建立相应管理制度，包括：设备定期检查维护制、检修质量验收制、岗位责任制度等。

3.提高人员业务素质

自动化系统采用了一些新设备和新技术，又综合不同专业，适应岗位需求必须全面熟悉掌握系统结构原理、性能特点、系统正确操作程序，只有这样才能思路清晰地运用各种方法处理异常情况并进行检查维护。这就需要为监控人员提供多种学习机会、通过各种渠道各种培训形式来提升人员队伍的素质，人员的业务素质提高了自动化系统的实际应用水平也就随之提高了。

南昌500kV变电站综合自动化系统设计及运行情况分析

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时间：2007-01-17

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摘要：南昌500kV变电站是三峡输变电建设中的第一个示范工程，也是我国在这一电压等级首次采用国产微机继电保护和分层分布式综合自动化系统的试点工程。文中介绍了该站综合自动化系统的设计原则，分析了运行情况，对今后500kV变电站实现综合自动化设计原则提出了几点建议。

关键词：500kV变电站；综合自动化；设计；运行 1变电站综合自动化系统设计 1.1业主提出的基本设计原则

(1)变电站二次设备将以选用国产设备为主。南昌500kV变电站作为三峡输变电建设中的第一个示范工程和试点工程，要求选用具有国际先进水平，并已经在电力系统高压变电站有实际运行经验的微机继电保护和综合自动化设备。

(2)根据对国内有关厂家的考查，决定二次设备配置的原则是：220、500kV线路，每条线路配置双套保护。其中，一套为北京哈德威四方公司生产的CSL100系列保护；另一套为南瑞公司生产的LFP-900系列保护。主变压器、高低压电抗器、电容器、母线差动保护配置南京自动化设备厂微机保护产品。集中式故障录波器分别采用武汉电力仪表厂和浪拜迪公司产品。变电站监控及远动设备采用北京哈德威四方公司CSC2000分层分布式综合自动化系统。为保证网调远动系统可靠性，增加一套上海惠安公司生产的GR－90远动系统，双套远动系统互为备用。

(3)采用分层分布式综合自动化系统，所有保护、录波等间隔层设备均安装在靠近一次设备的小间中。一期工程共设4个小间，500kV线路间隔一个；变压器和35kV设备间隔一个；220kV线路间隔2个。小间设计虽考虑了屏蔽措施，但要求进入小间的保护控制设备，必须通过国家电力公司武汉高压研究所9项抗扰度试验。为减少小间面积，要求控制屏后不开门，靠墙安装；屏内后板安装端子排，装置安装在摇架上。

(4)多家设备要采用统一的通信规约(按IEC-870-5-103规约执行)接入综合自动化系统。各厂家设备出厂后，先发到北京四方公司，经整体联调合格后再发运到现场安装调试。(5)所有保护装置均应具备软压板和硬压板2种方式供运行单位选择。

(6)应保证间隔层的保护控制设备和变电站层设备，在GPS基础上的时钟统一。

(7)要求间隔层与变电站层具备Lonworks和光纤以太网2种网络连接方式，一期工程使用成熟的Lonworks网运行；二期工程实现方便地切换成光纤以太网运行。1.2业主提出的基本设计原则

保护控制设备选型和厂家基本按业主要求设计，35kV站用变压器和电容器采用了四方公司的保护装置。

1.2.1采用CSC2000分层分布式综合自动化系统

变电站综合自动化工程 篇6

多媒体技术、信息技术、计算机技术以及智能控制技术等有关技术的合理应用在我国电力系统自动化的整个领域都十分的广泛。变电站应用综合自动化系统代替或者是更新传统之中的变电站二次系统逐渐的成为当前电力系统在未来发展进步中的主要趋势。文章中，笔者对新型变电站综合自动化的实现方案进行了较为细致的分析，提出了变电站应用综合自动化有关系统的典型构成以及技术的特点、新型变电站的综合自动化的有关系统结构与实施研究，对加快新型变电站综合自动化的实现具有现实意义。

一、变电站应用综合自动化有关系统的典型构成以及技术的特点

（一）集中式的构成

变电站之中的综合自动化系统在集中式的构成方面是按照信息类型来进行功能上的划分，也就说，集中式的构成方案主要是利用不同类型的信息来进行功能划分，自动化控制与管理会根据信息的种类来辨别变电站的故障位置和故障类型，以达到综合自动化管理控制的目的。应用这种结构的有关系统其硬件和功能模块实际上并没有必然的联系，各个功能模块之间的互相连接是经过模块化的有关软件来实现的，各部分功能和设备的交互程度比较低，灵活程度也比较缺乏，其相关的信息是通过集中处理、运算以及采集的。由于受到了计算机本身硬件水平的桎梏，这种结构对于早期应用的自动化系统之中使用比较多。

（二）分布式的构成

分布式的整体结构是依照功能方面来进行设计的，这就区别于上述中的集中式构成，与之相比，这样的构成方式具有更高的层次性，操作较为灵活。如果按照监控以及保护等一些功能来进行单元的划分并进行实施分布。其相关结构主要是应用主从CPU互相协同工作的方式，各类功能模块例如一些智能电子设备互相之间应用网络技术或者是串行的方式来完成数据方面的通讯。分布式的有关结构对于系统的扩展以及维护非常有利，其可靠性良好，局部发生故障并不会影响到系统之中其他的模块运行工作。其主要的安装方式有两种，分别为分层组屏以及集中组屏，两种方式各有优劣，在实际的操作和设计中，可以根据变电站的实际吸取选择不同的安装方式。

二、新型变电站的综合自动化的有关系统结构与实施研究

（一）系统结构的有关模型

网络数据库、计算机以及通信等相关技术的发展与应用使得变电站对于信息进行综合性的管理提供了基础。把计算机局域网的有关技术引用到变电站整体的自动化管理系统之中，逐渐成为当前的一个热点研究问题。根据面向对象设计的分层分布式有关结构设计，划分出一种新型的具有4层结构体系的变电站自动化有关系统，其重点就是妥善的解决在通信管理层之中存在的电力通信规约进行转换的问题以及信息管理层之中的变电站有关信息进行综合管理的问题。其实际的系统功能表现在：切实实现底层相关二次设备在控制方面的数字化以及智能化；完善变电站正常的远动功能；使得变电站的有关信息能够进行较为集中的监控以及管理。如图所示。

从图中可以看出：这一模型主要分为四个层次，每个层次系统都具有自身的功能，相互之间的联系也非常的紧密，可以实现服务的快速共享，为系统用户降低劳动强度，简单的操作就可以对整个变电站进行管理。这样的系统构造可以提升变电站的自动化程度，同时使其具备一定的智能化特点。

新型变电站综合自动化4层结构模型

（二）系统的分层以及具体的功能

系统一共分为4层，具体来说就是通信管理层、信息管理层、二次设备控制层以及生产过程层。生产过程层是由变电站的一些一次设备构成的，是整个系统的最下面一层；二次设备的控制层是经过各种有关的智能设备组合形成的，从而实现其对于各自的有关对象的保护以及控制的功能；通信管理层是经由连接在IED上的主线以及作为常用网关的主/备前置机的相关系统构成，是整个系统之中的通信关键所在，管理站内的有关数据采集以及连接相关站级计算机或者是连接远动系统等；至于信息管理层则是整个系统的顶层，其关键的构成就是站级计算机，同时也包括工作站以及服务器等，从而形成一个站内应用的计算机局域网络，运行变电站应用的SCADA/EMS相关系统，进而完成对于数据库的管理、人机接口以及站级控制等相关功能；切实面向变电站之中全部设备所产生的历史数据以及参数等在主/备服务器方面的创建，所有的操作员掌控的工作站节点之中都建立有实时监测的数据库，可以应用双以太网冗余的相关结构构建。

（三）系统的相关原理

从图中我们能够了解到，二次设备的控制层之中的IED和生产之中的一次设备接口，按照对应的规约可以直接完成信息的采集以及控制调节，最后进行转发与储存，IED可以经过光纤或者是现场总线和有关的通信管理层进行连接，从而完成在信息方面的分配以及收集，不同种的IED对于二次设备的控制层无法直接进行信息上的交换，而是需要经过不同的现场总线经过前置机的相关网关来实施信息的交换工作。通信管理层之中的整个前置机系统能够同时接入多个电力通信规约的相关总线设备，同时向上挂接在上部的信息管理层的有关网络上，这是局域网之中的一个非常重要的节点，它起到收集站内相关生产信息的上传以及下发有关管理层的实际控制信息的作用。

结束语

二次设备的相关控制层在实际接入一个彻底开放的总线网络之后，可以让硬件的更换以及增减更加便捷，强化了各个节点的独立性以及自治性；信息管理层之中经过服务器和工程师工作站等有关计算机共同组成LAN，方便和其他的一些网络系统互相关联，进而使得整个系统能够具有更高的安全性、可维护性以及开放性。新型变电站综合自动化的方案的设计实现能够进一步的提升区域内的供电质量。

变电站综合自动化技术分析 篇7

变电站综合自动化系统大致有两方面的原则:一是中低压变电站采用自动化系统, 以便更好地实施无人值班, 达到减人增效的目的;二是对高压变电站 (220k V及以上) 的建设和设计来说, 是要求用先进的控制方式, 解决各专业在技术上分散、自成系统, 重复投资, 甚至影响运行可靠性。并且在实际的工程中尚存在以下主要问题:

功能重复, 表现在计量, 运动和当地监测系统所用的变送器各自设置, 加大CT, PT负载, 投资增加, 并且还造成数据测量的不一致性;运动装置和微机监测系统一个受制于调度所, 一个是服务于当地监测, 没有做到资源共享, 增加了投资且使现场造成复杂性, 影响系统的可靠性。

缺乏系统化设计。而是以一种“拼凑”功能的方式构成系统, 致使整个系统的性能指标不高, 部分功能及系统指标无法实现。

2 变电站综合自动化系统应能实现的功能

微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护, 包括线路保护, 变压器保护, 母线保护, 电容器保护及备自投, 低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能:故障记录;存储多套定值;显示和当地修改定值;与监控系统通信台根据监控系统命令发送故障信息, 动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统, 选择或修改定值, 校对时钟等命令。通信应采用标准规约。

数据采集。包括状态数据, 模拟数据和脉冲数据

状态量采集。状态量包括:断路器状态, 隔离开关状态, 变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统, 也可通过通信方式获得。

保护动作信号则采用串行口 (RS-232或RS485) 或计算机局域网通过通信方式获得。

模拟量采集。常规变电站采集的典型模拟量包括:各段母线电压, 线路电压, 电流和功率值。馈线电流, 电压和功率值, 频率, 相位等。此外还有变压器油温, 变电站室温等非电量的采集。

模拟量采集精度应能满足SCADA系统的需要。

脉冲量。脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲, 也采用光电隔离方式与系统连接, 内部用计数器统计脉冲个数, 实现电能测量。

事件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录, 开关跳合记录。其SOE分辨率一般在1ms~1Oms之间, 以满足不同电压等级对SOE的要求。

控制和操作闭锁。操作人员可通过CRT屏幕对断路器, 隔离开关, 变压器分接头, 电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备, 在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。操作闭锁应具有以下内容:电脑五防及闭锁系统;根据实时状态信息, 自动实现断路器, 刀闸的操作闭锁功能;操作出口应具有同时操作闭锁功能;操作出口应具有跳合闭锁功能。

同期检测和同期合闸。该功能可以分为手动和自动两种方式实现。可选择独立的同期设备实现, 也可以由微机保护软件模块实现。

电压和无功的就地控制。无功和电压控制一般采用调整变压器分接头, 投切电容器组, 电抗器组, 同步调相机等方式实现。操作方式可手动可自动, 人工操作可就地控制或远方控制。

无功控制可由专门的无功控制设备实现, 也可由监控系统根据保护装置那量的电压, 无功和变压器抽头信号通过专用软件实现。

3 变电站综合自动化的结构及模式

目前从国内、外变电达综合自动化的开展情况而言, 大致存在以下几种结构:

分布式系统结构。按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备, 将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。这是一种较为理想的结构, 要做到完全分布式结构, 在可扩展性、适用性及开放性方面都具有较强的优势, 然而在实际的工程应用及技术实现上就会遇到许多目前难以解决的问题, 如在分散安装布置时, 恶劣运行环境、抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上存在的问题等等, 就目前技术而言还不够十分成熟, 一味地追求完全分布式结构, 忽略工程实用性是不必要的。

集中式系统结构。系统的硬件装置、数据处理均集中配置, 采用由前置机和后台机构成的集控式结构, 由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能, 后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式, 这种结构有以下不足:前置管理机任务繁重、引线多, 降低了整个系统的可靠性, 即在前置机故障情况下, 将失去当地及远方的所有信息及功能, 这种结构形成的原由是变电站二次产品早期开发过程是按保护、测量、控制和通信部分分类、独立开发.没有从整个系统设计的指导思想下进行, 随着技术的进步及电力系统自动化的要求, 在进行变电站自动化工程的设计时, 大多采用的是按功能"拼凑"的方式开展, 从而导致系统的性能指标下降以及出现许多无法解决的工程问题。

站工程师工作台 (EWS) :可对站内设备进行状态检查、参数整定、调试检验等功能, 也可以用便携机进行就地及远端的维护工作。上面是按大致功能基本分块, 硬件可根据功能及信息特征在一台站控计算机中实现, 也可以两台双备用, 也可以按功能分别布置, 但应能够共享数据信息, 具有多任务时实处理功能。

段级在横向按站内一次设备 (变压器或线路等) 面向对象的分布式配置, 在功能分配上, 本着尽量下放的原则, 即凡是可以在本间隔就地完成的功能决不依赖通讯网, 特殊功能例外, 如分散式录波及小电流接地选线等功能的实现。

这种结构相比集中式处理的系统其有以下明显的优点:

可靠性提高, 任一部分设备故障只影响局部, 即将"危险"分散, 当站组系统或网络故障, 只影响到监控部分, 而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行;段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断, 比如长期霸占全站的通信网络。

可扩展性和开放性较高, 利于工程的设计及应用。

站内二次设备所需的电缆大大减少, 节约投资也简化了调试维护。

基本的模式c

基本配置。 (1) 集中处理集中布置:将集控式屏、台都集中布置在主控制室。C (2) 分布处理集中布置:将分布式单功能设备集中组屏仍集中布置在主控制室。 (3) 分布处理分散布置:将分布式单功能设备布置在一次设备的机柜内或采用就地就近组屏分散设置的方式。

基本模式。 (1) 对于新建变电站的自动化系统的设计方式:对于容量较大、设备进出线回路数较多、供电地位重要且投资较好的变电站, 可采用分层分布式结构的双机备用系统, 辅之相应的保护、测量、控制及监测功能, 并完成远方RTU的功能。

A.对于容量较小, 主接线简单, 供电连续性要求不高的变电站, 宜取消常规的配置及前置机, 采用单机系统, 完成保护、测量、控制等功能的管理, 并完成远方RTU的功能。

(2) 对于扩建及改造现有的按常规二次系统设计的自动化系统设计方式:

A.改造项目可采用新配置的具有三遥 (或四遥) 功能的RTU, 完成对老站保护动作信息、设备运行状态及部分功能的测量, 并对原有的常规二次设备进行必要的改造或RTU增加数据采集板, 使之能与增设的自动化设备构成整体。

B.当扩建项目的范围较大, 用户对自动化的要求较高, 投资又允许时, 通常采用自动化系统方案。

摘要：随着数字化保护设备的成熟及广泛应用, 调度自动化系统的成熟应用, 变电站自动化系统已被电力系统用户接受使用, 本文对变电站综合自动化系统的功能及结构模式进行了分析。

浅谈变电站综合自动化系统 篇8

关键词：变电站；自动化系统；结构；功能

前言： 变电站综合自动化系统是利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表、控制屏、中央信号处理系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，避免了常规继电保护装置不能与外界通信的缺陷。变电站综自系统是一项降低运行维护成本，提高经济效益，提高变电站安全系数，提升变电站稳定运行水平，并向用户提供高质量电能服务的一项综合措施。目前，随着计算机技术、通信技术、自动化技术和网络技术等高科技的飞速发展，综合自动化系统技术有了很大的提升和发展，是目前电力系统发展的新的趋势。

一、变电站自动化的优点

（一） 控制和调节由计算机完成，减轻了劳动强度，避免了误操作；

（二） 简化了2次接线，整体布局紧凑，减少了占地面积，降低了变电站建设投资；

（三） 通过设备监视和自诊断，延长了设备检修周期，提高了运行可靠性；

（四） 减少了人的干预，因而人为事故大大减少；

（五） 降低了变电站运行维护成本；设备可靠性增加，维护方便；减轻和替代了值班人员的大量劳动；延长了供电时间，减少了供电故障。

二、变电站自动化系统的结构

变电站综合自动化系统的发展过程与计算机技术、集成电路技术、通信技术紧密相连。随着这些相关技术的不断进步与发展，综合自动化系统的体系结构及其性能、功能和可靠性等也不断随之发生变化。纵观国内外综自系统的发展，其结构形式主要分为三种，分别为集中式、分布式与分层分布式。

（一）集中式结构

集中式结构采用功能强大的计算机并扩展其I/O接口，采用此方式可对变电站的模拟量、开关量和数字量等信息进行集中采集，同时对所采集的数据进行集中计算和处理，并分别完成微机保护、微机控制和自动控制等功能。集中式系统的主要特点有：

1、能对变电站各种开关量、模拟量的信息进行实时采集。

2、完成对变电站主设备以及进线、出线的保护任务。

3、体积小、结构紧凑。

4、造价低，较适用于35KV及以下变电站。

（二）布式结构

采用分布式结构的综自系统是将变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备连接到能共享资源的网络上，实现分布式处理。此系统的主要特点有：

1、不同电气设备均单独安装对应的微机保护装置和微机型CPU，其任何一装置出现故障，均不影响系统的正常工作；

2、系统内装置间信息的传送均为数字信号，抗干扰能力强；

3、分布式系统为多CPU工作方式，各装置都具有一定的数据处理能力，大大减轻了主控制机的负担；

4、系统扩充灵活方便；

5、系统自诊断能力强，能自动对系统内所有装置巡检，发现故障能自动检出，并加以隔离；

6、具有事件顺序记录功能（SOE），分辨率可达1mS，为事故分析提供了有效的数据。

（三）分层分布式结构

采用此种结构的综自系统是按变电站的控制层次和对象设置全站控制级（站级）和就地单元控制级（段级）的二层分布控制系统结构。站控系统具有快速的信息响应能力及相应的信息处理分析功能，能够完成站内的运行管理及控制。这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点：

1、可靠性有了很大程度的提高，设备的部分故障只影响局部， 即段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断。

2、系统的可扩展性和开放性得到了很大的提高，因此便于工程的设计及应用。

3、站内2 次设备所需的电缆大大减少，降低了投资也简化了调试维护。

三、变电站自动化系统主要功能

（一）微机保护

（二）数据采集及处理功能

（三） 事件记录和故障录波测距

（四）控制和操作

（五）防误闭锁功能

（六）系统的自诊断功能

（七）数据处理和记录

（八）电压和无功控制功能

（九）远动功能

四、我国变电站综合自动化系统存在的一些问题

尽管变电站综合自动化技术在逐渐的推广，但综合自动化技术尚未完全成熟，其运行过程中难免出现一些不尽如人意的地方，主要表现在以下几个方面：

（一） 接口问题：接口的问题是综合自动化系统中非常重要的问题，包括RTU、保护、小电流接地装置、故障录波、无功装置等与通信控制器、通信控制器与主站、通信控制器与模拟盘等设备之间的通信。这些不同厂家的产品的数据要在同一个系统中使用时，其数字交换接口始终难以统一，在110KV及以下的电压等级的系统中问题不是很明显，但是在220KV和500KV的电压等级的变电站中，不同功能模块的数据接口就难以协调了。

（二）变电站综合自动化系统的传输规约问题：由于国内各个地区、县之间情况不统一，变电站和调度中心之间的信息传输采用各种形式的规约。不同厂家通信规约的不同，对软件的适应性提出了较高的要求。

（三）变电站综合自动化系统的抗干扰问题：变电站内高压电器设备的操作、低压交流、直流回路电气设备的操作、雷电引起的浪涌电压、电气设备周围静电场、电磁波辐射和输电线路故障所产生的瞬间过程等会产生电磁干扰，这些干扰进入变电站内的综合自动化统或其他电子设备，就可能引起自动化系统工作不正常，甚至损坏某些部件或元器件。

五、 对变电站综合自动化系统的建议

因目前部分变电站综合自动化系统存在的问题，使得某些功能不能得到充分发挥，这也反映出目前自动化系统依然需要进行进一步考虑各设备的质量和系统协调工作的能力：

（一）如果所有厂家的综合自动化产品的数据接口遵守一个统一的、开放的数据接口标准，这个问题就可以得到解决。

（二）关于变电站传输规约问题，在签订合同时就应该与厂家协商好，变电站综合自动化系统应向调度主站系统的接口技术靠拢，以免在设置安装后再需软件人员花费很大精力去协调数据格式、通信规约等技术问题。

（三）变电站综合自动化系统的抗干扰措施是保证综合自动化系统可靠和稳定运行的基础，选择产品时应注意，除满足一般检验项目外，主要还应通过高低温试验、耐湿热试验、雷电冲击电压试验、动模试验，而且还要重点通过其他电磁兼容试验。在实际的物理介质选材上，应首选光纤，因为光纤可以避免电磁干扰。

六、结论

虽然变电站微机自动化系统目前得到了广泛的运用，但在先进技术不断发展的今天，变电站自动化系统以其系统化、标准化和面向未来的概念正逐步取代了繁琐而复杂的传统控制保护系统，正因为依托于计算机技术、通信技术、自动化技术和网络技术等技术的迅速发展，也促使了变电站综合自动化系统的发展，因此网络化、综合智能化和多媒体化将是变电站综合自动化技术的发展趋势。

参考文献：

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[4] 丁书文 变电站综合自动化技术[M] 北京 中国电力出版社，2005

[5] 黄志球 浅谈变电站综合自动化系统[J] 科技信息；2008年33期