变电站综合自动化探索

摘要：变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。运用变电站综合自动化系统可以采集到比较齐全的数据和信息，通过计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，可方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。

关键词：变电站；综合；自动化

中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A

变电站综合自动化是将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）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。变电站综合自动化系统，即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，它能代替常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，弥补了常规继电保护装置不能与外界通信的缺陷。因此，变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。

1传统变电站存在的问题

1.1安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求

传统的变电站大多数采用常规的设备，尤其是二次设备中的继电保护和自动装置、远动装置等（有不少变电站没有自动装置和远动装置）采用电磁型或晶体管式，结构复杂、可靠性不高，本身又没有故障自诊断的能力，只能靠一年一度的整定值的校验发现问题，才进行调整与检修或必须等到保护装置发生拒动或误动后才能发现问题。

1.2供电质量缺乏科学的保证

随着国民经济的持续发展，人民生活水平和生活质量不断提高，家用电器、个人计算机越来越多地进入各家各户。不仅各工矿企业，而且居民用户对保证供电质量的要求也越来越高。衡量电能质量的主要指标是频率和电压，目前还应考虑谐波问题。频率主要由发电厂调节、保证。而电压的合格，不能单靠发电厂调节，各变电站，特别是枢纽变电站也应该通过调节分接头位置和控制无功补偿设备进行调整，使其运行在合格范围内。但传统的变电站，大多数不具备调压手段，至于谐波污染造成的危害，还没有引起足够的重视和采取有力的解决措施，且缺乏科学的电能质量考核办法，不能满足目前发展的电力市场的需求。

1.3占地面积大，增加了征地投资

实现了综合自动化的变电站与传统的变电站相比，在一次设备方面，目前还没有多大的差别，而差别较大的是二次设备。传统的变电站，二次设备多数采用电磁式或晶体管式，体积大、笨重，因此，主控制室、继电保护室占地面积大。这对于人口众多的我国，特别是对人口密度很大的城市来说，是一个不可忽视的问题。如果变电站实现综合自动化，则会大大减少占地面积，这对国家眼前和长远的利益都是很有意义的。

2变电站综合自动化的优点

2.1提高供电质量，提高电压合格率。

由于在变电站综合自动化系统中包括有电压、无功自动控制功能，故对于具备有载调压变压器和无功补偿电容器的变电站，可以大大提高电压合格率，保证电力系统主要设备和各种电器设备的安全，使无功潮流合理，降低网损，节约电能损耗。

2.2提高变电站的安全、可靠运行水平

变电站综合自动化系统中的各子系统，绝大多数都是由微机组成的，它们多数具有故障诊断功能。除了微机保护能迅速发现被保护对象的故障并切除故障外，有的自控装置并兼有监视其控制对象工作是否正常的功能，发现其工作不正常及时发出告警信息。更为重要的是，微机保护装置和微机型自动装置具有故障自诊断功能，这是当今的综合自动化系统比其常规的自动装置或四遥装置突出的特点，这使得采用综合自动化系统的变电站一、二次设备的可靠性大大提高。

2.3提高电力系统的运行、管理水平

变电站实现自动化后，监视、测量、记录、抄表等工作都由计算机自动进行，既提高了测量的精度，又避免了人为的主观干预，运行人员只要通过观看屏幕，对变电站主要设备和各输、配电线路的运行工况和运行参数便一目了然。综合自动化系统具有与上级调度通信功能，可将检测到的数据及时送往调度中心。使调度员能及时掌握各变电站的运行情况，也能对它进行必要的调节与控制，且各种操作都有事件顺序记录可供查阅，大大提高运行管理水平。

3变电站综合自动化系统技术探索

3.1后台监控机机型的选择

由于后台监控机要求实时运行，处理的数据量比较大，响应速度快，而且处在强电磁环境，所以一般普通计算机无法满足要求，在选择时应选择高性能工控机。高性能工控机能够在强电磁环境工作，抗干扰性能强，能够实时运行，硬件设备工作稳定性好，能够满足变电站后台监控系统的要求。目前在一些变电站，由于后台监控机使用商用机、家用机和其它计算机，已经出现后台监控机损坏而不能工作情况。高性能工控机能够保证变电站后台监控系统的安全稳定运行。

3.2后台监控机不间断电源的解决方案

在一些变电站中，没有为后台监控机配置不间断电源，使用的是站用变交流电源。使用站用变交流电源存在下列弊端：一是当系统停电时，后台监控机失去电源，不能工作；二是站用变交流电压波动较大，电压质量有时不合格，有时电压高，烧毁计算机，有时电压低，计算机不能工作，不能给后台监控机提供合格的电源；三是当站用变一次熔断器熔断时，后台监控机失去电源；四是当10 kV系统接地时，站用变交流电源受到严重的谐波干扰，影响后台监控机的正常工作。所以，综自变电站后台监控系统应配备不间断电源，以防止站用电出现故障时确保监控系统正常工作，特别是在发生事故后可以保证各种信息不至于丢失。但是，配置不间断电源会增加变电站的建设成本，而且，电池的使用寿命也较短，容量也不大，故而可以采用如下方案：配置能将直流逆变成交流的逆变器，以站内直流蓄电池为逆变器的直流电源，逆变成交流后供给后台监控机使用，容量选择1 000 VA左右。配置这种逆变器，不用另外购置直流蓄电池，节省投资，而且变电站蓄电池具有容量大、寿命长、输出稳定等优点。

3.3保护监控系统事故和预警音响信号

一些变电站的保护监控系统的事故和预警音响信号受后台监控系统的控制，当后台监控机不能工作时，事故和预警音响信号则不能发出，不能提示值班人员处理事故或故障，严重影响变电站的安全运行，对于这种情况，应与厂家联系，共同处理，将保护监控系统的事故和预警音响信号独立出来，不受后台监控系统控制，防止发生后台监控机不工作时发不出保护事故和预警音响信号情况。

结语

配电自动化是城网建设和改造中现代化管理的重要手段。目前电力供应主要的问题是城市进户线路截面小，电表容量不足，供电质量难以满足生活用电需求。农网也有结构薄弱、线损过大、可靠性不高、收费不合理等问题，因此，加强城网和农网的建设和改造是提高供电质量、开拓电力市场、促进用电消费及拉动国民经济增长的一项重要措施。城网和农网的建设和改造必须依靠科技的进步，采用先进的技术。配电自动化主要包括变电站自动化和馈线自动化。因此，发展变电站综合自动化也是当前城网和农网建设和改造的基础环节之一。

参考文献

[1]广东省电力设计研究院. 电力设计技术优秀论文集 （下册）[M].中国地质大学出版社， 2008.

[2]付周兴. 电力系统自动化[M].中国电力出版社 ， 2006.

[3]刘家军.微机远动技术[M]. 中国水利水电出版社 ， 2001.