唐旭東
摘要：科學技術的不斷發(fā)展，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。本文就變電站綜合自動化系統(tǒng)的概念，在工業(yè)項目中的應用進行了闡述。
關鍵詞：變電站 綜合自動化系統(tǒng) 應用
隨著科學技術的不斷發(fā)展，計算機已滲透到了世界每個角落。電力系統(tǒng)也不可避免地進入了微機控制時代，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為當前電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。
1 變電站綜合自動化系統(tǒng)的概念
變電站綜合自動化系統(tǒng)以其簡單可靠、可擴展性強、兼容性好等特點逐步為國內用戶所接受，并在一些大型變電站監(jiān)控項目中獲得成功的應用。
1.1 系統(tǒng)概念
1.1.1系統(tǒng)設計思想
完整的變電站綜合自動化系統(tǒng)除在各控制保護單元保留緊急手動操作跳、合閘的手段外，其余的全部控制、監(jiān)視、測量和報警功能均可通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)來完成。變電站無需另設遠動設備，監(jiān)控系統(tǒng)完全滿足遙信、遙測、遙控、遙調的功能以及無人值班之需要。從系統(tǒng)設計的角度來看有以下特點：
(1)分布式設計。
系統(tǒng)采用模塊化、分布式開放結構，各控制保護功能均分布在開關柜或盡量靠近開關的控制保護柜上的控制保護單元，所有的控制、保護、測量、報警等信號均在就地單元內處理成數據信號后經光纖總線傳輸至主控室的監(jiān)控計算機，各就地單元相互獨立，不相互影響。
(2)集中式設計。
系統(tǒng)采用模塊化、集中式立柜結構，各控制保護功能均集中在專用的采集、控制保護柜，所有的控制、保護、測量、報警等信號均在采集、控制保護柜內處理成數據信號后經光纖總線傳輸至主控室的監(jiān)控計算機。
(3)簡單可靠。
由于用多功能繼電器替代了傳統(tǒng)的繼電器，可大大簡化二次接線。分布式設計在開關柜與主控室之間接線；而集中式設計的接線也僅限于開關柜與主控室之間，其特點是開關柜內接線簡單，其余接線在采集、控制保護柜內部完成。
(4)可擴展性。
系統(tǒng)設計可考慮用戶今后變電站規(guī)模及功能擴充的需要。
(5)兼容性好。
系統(tǒng)由標準化之軟硬件組成，并配有標準的串行通訊接口以及就地的I/O接口，用戶可按照自己的需要靈活配置，系統(tǒng)軟件也能容易適應計算機技術的急速發(fā)展。
1.1.2系統(tǒng)規(guī)范
采用目前最為流行的工業(yè)標準軟件，UNIX操作系統(tǒng)，X窗口人機接口及TCP/IP網絡通訊規(guī)約。為滿足開放系統(tǒng)之要求，系統(tǒng)設計一般采用：可攜性軟件設計——容許硬件技術發(fā)展后之軟件轉換；標準計算機產品——容許整個系統(tǒng)高度兼容性能。
1.2 系統(tǒng)功能
系統(tǒng)與用戶之間的交互界面為視窗圖形化顯示，利用鼠標控制所有功能鍵等標準方式，使操作人員能直觀地進行各種操作。一般來說，系統(tǒng)應用程序菜單為樹狀結構，用戶利用菜單可以容易到達各個控制畫面，每個菜單的功能鍵上均有文字說明用途以及可以到達哪一個畫面，每個畫面都有報警顯示。
所有系統(tǒng)之原始數據均為實時采集。
系統(tǒng)應用程序的每一項功能均能按用戶要求及系統(tǒng)設計而改編，以符合實際需要，并可隨變電站的擴建或運行需要而靈活地進行擴充和修改。一般情況下系統(tǒng)可按以下基本功能配置：(1)系統(tǒng)配置狀況；(2)變電站單線圖；(3)報警表；(4)事件表；(5)遙控修改繼電器整定值；(6)操作閉鎖；(7)電量報表；(8)趨勢圖。
1.2.1變電站單線圖
單線圖可顯示變電站系統(tǒng)接線上各控制對象的運行狀態(tài)并動態(tài)更新，例如：
(1)饋線開關之狀態(tài)，開關的狀態(tài)可用顏色區(qū)別。
(2)開關的操作由鼠標選擇對應之開關或刀閘。
(3)每路饋線之測量值可在同一畫面上顯示。
(4)繼電器整定值可修改。
1.2.2數據采集、處理
采集有關信息，如開關量、測量量、外部輸入訊號等數據，傳至監(jiān)控系統(tǒng)作實時處理，更新數據庫及顯示畫面，為系統(tǒng)實現(xiàn)其他功能提供必需的運行信息。
1.2.3運行監(jiān)視
系統(tǒng)的運行狀況可通過文字、表格、圖像、聲音或光等方式為值班人員及時提供變電所安全監(jiān)控所必需的全部信息。
(1)報警。
按系統(tǒng)實際需要，用戶可以指定在某些事件發(fā)生時或保護動作時自動發(fā)出報警，如一般可設置在以下情況發(fā)出報警：開關量突變(如保護跳閘動作)；斷路器位置錯位；模擬量超過整定值；變壓器保護動作(如瓦斯、溫度)。
模擬量之越限值可在線修改。每個報警均有時間、報警信息及確認狀態(tài)顯示。
(2)事件。
系統(tǒng)中所有動作事件，如繼電保護動作，斷路器、隔離開關、接地刀閘的操作等。均可自動打印及存入系統(tǒng)硬盤記憶，如設置對以下情況的事件進行記錄：所有報警信息；操作人員確認有關報警；開關的操作；繼電器動作和狀態(tài)信息；系統(tǒng)通訊狀況。
每個事件均有時間及有關信息文字說明，并可自動打印記錄。
1.2.4調整繼電器整定值
可通過系統(tǒng)主機或集中控制柜修改各繼電器的保護功能和整定值。所有遙改功能均為在線方式，修改完成后的定值將直接傳回對應的繼電器儲存。
1.2.5操作閉鎖
系統(tǒng)對所有操作對象均可設定閉鎖功能，以防止操作人員誤操作。
1.2.6模擬量采集及報表產生
采集的數據儲存於系統(tǒng)硬盤作為編輯報表的基礎。按變電站實際輸入的信號，可制作出不同的報表：有功電量日、月、年報表；饋線電流日、月、年報表。
1.2.7趨勢圖
趨勢圖提供操作人員快速及直觀的數據統(tǒng)計，趨勢圖可分為圖形式或表格式兩種。
2 變電站綜合自動化系統(tǒng)在工業(yè)項目中的應用
2.1 國產化變電站綜合自動化系統(tǒng)運用現(xiàn)狀
國產化的變電站綜合自動化系統(tǒng)在我院設計中用得并不多，其主要原因如下：(1)由于甲方、設計院對傳統(tǒng)的繼電器控制保護系統(tǒng)有長期的運行、設計和維護經驗，故一般認為老系統(tǒng)的可靠性高；(2)國產化的變電站綜合自動化系統(tǒng)目前在國內尚未普及，僅在個別地區(qū)供電部門的大力推薦下，在當地的一些變電站中開始嘗試這一新技術；(3)進口的變電站綜合自動化系統(tǒng)價格昂貴，只有部分大型新建的并由外資貸款的工程，由于外方對技術水平的要求，全套引進這部分的技術及設備；(4)目前操作人員的素質不高，對新系統(tǒng)缺乏了解。由于以上一些原因制約了變電站綜合自動化系統(tǒng)在變電站的發(fā)展和運用。
2.2 變電站微機保護裝置系統(tǒng)應用實例
在我院一個35kV變電所改造工程中，成功地將國產的變電站微機保護裝置系統(tǒng)運用于終端變電站。施工圖設計初期采用的是傳統(tǒng)的電磁式繼電器保護，并設置了信號屏。
2.2.1微機保護系統(tǒng)與傳統(tǒng)保護系統(tǒng)的比較
傳統(tǒng)的保護系統(tǒng)與微機保護裝置系統(tǒng)的主要區(qū)別，在于用微機控制的多功能繼電器替代了傳統(tǒng)的電磁式繼電器，并取消了傳統(tǒng)的信號屏等裝置，相應的信號都輸入至計算機。為便于集中控制，采用集中式設計——將所有的控制保護單元集中布置，整個變電站二次系統(tǒng)結構非常簡單清晰，所有設備由微機保護屏、微機采集屏、交直流屏和監(jiān)控系統(tǒng)組成。屏柜的數量較傳統(tǒng)的設計方式大量減少。由于各種微機裝置均采用網絡通訊方式與當地的監(jiān)控系統(tǒng)進行通訊而不是傳統(tǒng)的接點輸出到信號控制屏，因此二次接線大量減少。同時由于采用了技術先進的當地監(jiān)控系統(tǒng)來取代占地多、操作陳舊的模擬控制屏，使得所有的操作更加安全、可靠、方便。
2.2.2微機保護的系統(tǒng)配置及監(jiān)控系統(tǒng)
系統(tǒng)保護由下列裝置組成：
(1)線路保護裝置。
(2)主變保護裝置——可完成變壓器的主、后備保護。
(3)綜合保護裝置。
(4)線路保護裝置。
(5)電容器保護裝置。
(6)備用電源自投裝置。
(7)小電流接地檢測裝置。
(8)綜合數據采集裝置。
(9)監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能——數據采集、控制操作、畫面制作、監(jiān)視顯示、事故處理、制表與打印。
2.2.3設計微機保護系統(tǒng)時應注意的問題
(1)由于控制和保護單元都是采用微機裝置，故一些必要的開關量和模擬量應從開關柜引至微機采集、保護屏。根據控制和保護要求的不同，輸入的量也不同。
(2)開關柜與微機裝置之間的端子接線較簡單，大量的二次接線在微機采集控制單元和保護單元內部端子連接。
(3)傳統(tǒng)的繼電保護整定計算結果不能直接輸入到計算機，須轉換為計算機整定值。
該變電所投產運行后，除開始操作人員對微機系統(tǒng)不熟悉原因使用過控制保護單元的緊急手動按鈕外，基本上都在微機裝置和監(jiān)控計算機上操作，整個系統(tǒng)運行良好。
3 結束語
變電站微機自動化系統(tǒng)目前運用得還不夠廣泛，但在先進技術不斷發(fā)展的今天，變電站自動化系統(tǒng)以其系統(tǒng)化、標準化和面向未來的概念正逐步取代了繁瑣而復雜的傳統(tǒng)控制保護系統(tǒng)。
