[对变电站自动化系统的研究]变电站自动化系统

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摘 要随着我国居民用电量的上升，电力系统的各方面技术也进行了调整和完善，表现为自动化程度越来越高。下文中笔者将结合自身工作经验，从变电站综合自动化系统介绍、变电站自动化的调试的内容、目的与常见的故障、自动化调试的策略、调试策略的应用等几个方面，就变电站自动化系统谈谈自己的看法。

关键词电力；自动化系统

1、变电站综合自动化系统简介

1.1变电站自动化系统基本功能

(1)首先，微机保护功能，即自动化系统中的针对微机运行系统的各种保护功能，一般包括母线保护、电容器保护、变压器保护以及备用电源自投等。

(2)其次，数据的采集功能，根据数据形态的不同可以分为以下两种形式：

①模拟量的采集：所谓模拟量的采集，就是对变电系统中的各个回路中的电流和电压数据的采集；

②状态量的采集：所谓状态量的采集，就是对变电系统中的各个运行元件的制动状态的数据和信息的采集。

(3)再次，记录时间和录波的功能。即在变电站的运行出现障碍时，能够将事故发生的具体时间和事故发生的工作波长自动存储起来，方便了事故的排查和处理。

(4)其四，设置远方保定值的功能。这里所说的保定值一般都是整定后的，该功能的主要作用是为了能够自动切换系统的显示数据。

(5)其五，操作、控制功能。即操作人员可以根据系统的运行需要对各个接头进行调控、对隔离的开关进行控制。

(6)其六，备用电源的自动启用功能，即在主电源失效或者发生故障的时候，能够自动启用备用电源维持系统运作。

(7)其七，通信功能，主要指的是能够与远程的调控中心进行信息和数据的实时交流，这样不仅方便了执行调控中心的指令，还能够将系统运行数据及时的上传。

(8)其八，数据统计和存储功能，即能够在系统操作的过程中，同时记录数据的各种相关信息，主要包括输电线的功率、电压等。

(9)最后，人机通信功能。即系统在自动化运行的过程中可以和操作人员保持实施的信息交流。

1.2变电站自动化常见的通信方式

就目前我国的变电站自动化系统来看，以太网数据接口和串行数据接口仍然是最主要的接口方式。

2、变电站自动化的调试内容、目的以及常见故障

2.1调试的目的

对变电站的系统进行调试的最主要的目的，就是系统系统能够在无人操作的情况下完成对各个系统元件的控制，并根据运行需要对线路中的电压和电流情况进行监督。

2.2调试的内容

在调试的过程中，不仅要对系统中的各个设备的工作状态和设定情况进行调整，还要对监控系统以及后台运作控制中心的各项参数予以调整。

2.3常见的调试困难与故障

由于变电站系统的生产厂家不同，以及具体的设备型号不同等原因，在调试的过程中难免会遇到各种各样的困难和障碍，下面笔者将对常见的几种设备调试问题进行浅析：

(1)首先，在对系统的主运行设备进行调试的时候，由于设备本身涉及的运作环节较多，极易给故障的定位和查找带来困难。

(2)其次，变电站的系统调试不仅关系着该站的系统运行状况，还影响着所在局域网内的其他变电站的系统运行，所以在调试的过程中要严格的按照控制中心的指令进行。

(3)最后，不同的变电系统设备对于具体的控制和操作有着不同的要求，这给系统的统一调试带来了极大不便。

3、自动化调试的策略

3.1远程数据调试策略

作为计费计量自动化系统重要组成之一的电能的数据终端，是一种中间设备，介于费率装置以及计量主站当中，主要用来完成数据的采集与处理以及存储和转发功能。

3.2电压综合自动控制系统的调试策略

后台voc能对系统的运行模式以及一次接线的方式进行自动地识别，且根据系统工况和运行方式，采取相应优化措施，满足无功电压的制定范围，另外其闭锁的功能，能够保证系统的安全运行，用户能根据需要配置相应的信号，还可以对电容器进行投切顺序的控制。

4、调试策略的应用

变电站中自动装置以及智能装置安装完毕，参数的设置完毕，终端装置的通信规约的选定，调控数据库以及自动化控制系统的建立，等设置都已完毕之后，就能通过自动变电站系统进行联调和系统的无人值班调试工作。

变电站自动化调试主要包括：本体调试、与调度联调。其中，本体调试又分保护测控通讯调试、遥信信息调试、遥测数据调试、遥控调试、ERTU(电量采集系统)通讯调试、VOC(电压无功综合控制系统)调试等等。以下是调试策略在变电站中应用的效果：

(1)本体的调试过程：①当只进行调档的控制时，主变既发生急停的动作又发生调档的动作。可以采用本体的调试小的遥控的故障调试的策略，能够先排除二次回路故障的可能性，并发现装置收到的只是自动化系统的调档的命令，不用急停，说明数据库是正确的，问题在于装置的测控上面，此时可以检查参数的设置，可以发现时间的判断设置比较短。②当监控装置的装置告警的信号不能被系统及时收到时，可以采用本体调试当中遥信故障调试的策略，就能马上发现总控上面还没收到遥信位报文，说明测控装置存在问题，把测控装置的CPU板重新换上一个之后，故障就被排除了。

(2)调度联调的过程：①当调度端开关的位置不对时，通常采用调度联调的上送遥信的调试策略，通过检测上传的报文，可以很快发现远动的总控早就发出遥信传报文，所以问题确定故障出现在调度端，可以明确的告知变电站端已经正确的上传，可以开始调度端的检查。②当SOE信息错误，而调度端事故总信号COS信息却没有错误时，可以采用调度的联调卜送遥信过的故障调试的策略。③当在区训系统的通讯不能正常进行时，通过采用调度的联调的上传通讯的故障调试的策略，能够很快发现调度两台前置机的控制权问题，自动化系统的不稳定，所以就会出现此故障。

5、结束语

综上所述，变电站系统的自动化是电力系统的发展的必然要求，也是高新技术在电力系统中引入的必然结果，操作人员应该认真分析和研究变电站自动化系统的运行状况和特点，按照有关要求对各种运行故障进行排查和处理，保障变电运行的安全。

参考文献

[1]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算[M].北京:中国电力出版社2004

1、术语和定义 GB/T 2900.15、GB/T 2900.50、GB/T 2900.57、DL/T 860.1和DL/T 860.2中确立的以及下列术语和定义适用于本导则。

1.1智能变电站 smart substation

采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。

1.2智能组件 intelligent combination

对一次设备进行测量、控制、保护、计量、检测等一个或多个二次设备的集合。

1.3测量单元 measurement unit

实现对一次设备各类信息采集功能的元件，是智能组件的组成部分。

1.4控制单元control unit

接收、执行指令，反馈执行信息，实现对一次设备控制功能的元件，是智能组件的组成部分。

1.5保护单元 protection unit

实现对一次设备保护功能的元件，是智能组件的组成部分。

1.6 计量单元 metering unit

实现电能量计量功能的元件，是智能组件的组成部分。

1.7状态监测单元 detecting unit

实现对一次设备状态监测功能的元件，是智能组件的组成部分。

1.8智能设备 intelligent equipment

一次设备与其智能组件的有机结合体，两者共同组成一台（套）完整的智能设备。

1.9全景数据 panoramic data

反映变电站电力系统运行的稳态、暂态、动态数据以及变电站设备运行状态、图像等的数据的集合。

1.10顺序控制 sequence control

发出整批指令，由系统根据设备状态信息变化情况判断每步操作是否到位，确认到位后自动执行下一指令，直至执行完所有指令。

1.11站域控制substation area control

通过对变电站内信息的分布协同利用或集中处理判断，实现站内自动控制功能的装置或系统。

1.12站域保护substation area protection

一种基于变电站统一采集的实时信息，以集中分析或分布协同方式判定故障，自动调整动作决策的继电保护。

新一代智能变电站

新一代智能变电站采用了隔离式断路器等新型一次设备，优化主接线设计和总平面布局，节省占地面积；采用智能电力变压器等一次设备，近期集成了状态检测传感器和智能组件，远期可进一步集成电子互感器，一次设备的智能化水平大幅提升。

采用稳定可靠的电子互感器技术，解决了电子互感器的长期运行稳定可靠性不足以及抗干扰能力较差等问题，提高电子互感器的应用成熟度，实现电压、电流采样的源端数字化，提升智能变电站数字化水平，保障电网可靠运行。

采用就地化装置，解决环境、电磁干扰等对保护装置的影响，减少了数据传输环节，提高就地装置的运行可靠性；采用合并单元智能终端一体化装置、整合型测控装置，简化了二次电缆布线，全站集成化水平大幅提升。层次化保护控制系统应用取得突破，实现站域后备保护和站域智能控制策略，突破了间隔化保护控制的局限性，拓展了变电站的智能化应用。

构建一体化监控系统，深化信息综合分析、智能告警、一键式顺控等高级应用功能，解决目前存在的系统功能分散、集成度低、维护工作量大等问题，提升变电站监控系统的集成化和智能化水平。

采用数据通信网关机，提供面向主站的实时数据服务和远程数据浏览，满足主厂站信息交互的“告警直传、远程浏览、数据优化、认证安全”的新要求，支撑调控一体化的业务需求。

采用基于虚拟装置、数字化工具的一体化监控集成调试环境，大大简化调试工作量，缩短变电站建设调试周期。采用全站运行状态监测和远程可视化技术，通过数字化工具简化变电站日常运行和维护工作量，提高智能变电站运维的便利性。

总体上，新一代智能变电站采用集成化智能设备和一体化业务系统，采用一体化设计、一体化供货、一体化调试模式，实现“占地少、造价省、可靠性高”的目标，打造“系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体”新一代智能变电站。

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