浅析变电站综合自动化系统关键技术及发展趋势

浅析变电站综合自动化系统关键技术及发展趋势[摘要]最近几年，自动化技术得到迅速发展，变电站综合自动化技术正朝着
多媒体化、综合智能化和网络化的方向发展，本文首先阐述了变电站综合自动化系统的核心技术并对其特点进行分析，并对它的发展趋势进行了分析。

【关键词】变电站；自动化系统
变电站综合自动化系统能够对信号系统、测量仪表、远动装置、自动装置和继电保护等二次设备进行功能组合和优化设计，完成对变电站内关键设备和配电线路、输电线路的动态监控、微机保护、测量、调度及和控制中心通信等综合功能。

同时，保护系统自身也实现了自检自查、事件记录、故障录波、控制管理及运行监视等功能。

随着通信技术、自动化技术、网络技术与计算机等高新企业的迅速发展，以通信技术、计算机控制为基础的综合自动化系统代替传统变电站的二次系统成为发展的必然趋势。

1、综合自动化系统的核心技术
1.1信息采集和处理技术。

通常采用交流采样方法和直流采样方法进行模拟量的采集，采集内容主要包括：馈线与进线端的功率、电压和电流，变压器油温度，母线电压及电流，直流屏的控制电压，电容器补偿电流信号等；目前常对光电隔离的开关量进行周期扫描或中断输入来取得状态量的数据，状态量的数据主要包括：变压器分接头的位置、隔离开关的位置、断路器的位置，报警信号、无功补偿电容器的投切及全部设备运行的状态信号；脉冲量指的是以脉冲信号表示的电能量，它的采集方式和状态量相同。

信息处理涵盖变电站相关参数的记录、统计、分析和核算。

1.2保护系统和操作闭锁。

微机保护包括变压器、线路、电容器、母线保护及备用电源自动合闸和自动投入操作。

接受控制系统的命令后，保护系统发出动作信息、故障信息、选择定值及保护类型并及时地对信息进行修改。

通过变电站的CRT屏可调节控制变压器的分接头、投切电容器组、控制隔离开关及控制断路器等。

为了避免PC机故障时无法对被控设备进行操作，可平行设置人工直接跳合闸装置。

操作闭锁包括并发性操作闭锁、出口跳合闭锁、适合一次设备现场控制的闭锁功能和五防操作，只有在CRT屏上输入正确的口令才能实现这些操作闭锁。

1.3数据库技术。

数据库能够对整个系统的全部数据与资料进行存储，其数据类型通常包括基本数据、对象数据及归档数据。

基本数据是数据库的基础，包括电流电压、断路器的分接头位置、无功和有功功率、变压器分接头位置、变压器油温度及环境温度等状态参数和运行参数；对象类数据是以基本数据为基础，把变压器数据和各种开关数据等一次设备及涉及的基本数据结合起来，作为一个整体来进行数据管理，使其它系统对数据的引用更为方便。

对基本数据和对象数据进行归档，并把它们存储在磁盘中，形成归档数据。

2、变电站综合自动化系统的主要功能
2.1信息采集和处理的功能。

信息采集主要包括模拟量、状态量和脉冲量的采集。

通常变电站典型的模拟量采集包括：各段线路电压、母线电压、电流、馈线电流、功率值、无功和有功功率值、电压、相位、频率等；状态量包括隔离开关状态、断路器状态、预告信号及报警状态、事故跳闸信号及变压器分接头信号等。

目前这些信号主要采用光电隔离方式或通信方式输入系统；而脉冲量是指脉冲电度表输出的脉冲，与系统连接方式选用光电隔离法，采用计数器进行内部脉冲个数的统计来完成电能的测量。

2.2故障处理功能。

故障录波主要包含：（1）集中型配置，同时能与监控系统实现通信；（2）分散型配置，微机保护装置进行记录和测距计算，再把数字化波形和测距数据传输到监控系统，之后监控系统进行存储及分析。

事件记录主要包含开关跳合记录和保护动作序列记录。

2.3操作及控制功能。

通常采用投切电容器组和调整同步调相机、电抗器组及变压器分接头等方法实现无功和电压控制。

可采用自动和手动的方式进行远程或者就地控制。

借助专门的无功控制装置来实现无功控制，也可借助专用软件由监控系统依据保护装置测出的变压器接头信号、无功、电压来实现控制。

操作人员可借助后台机CRT屏对隔离开关、断路器、电容器组投切、变压器分接头进行远程控制，也可以采用人工直接跳合闸方式。

操作闭锁的主要内容包括电脑五防和闭锁系统；依据实时状态数据，自动完成刀闸、断路器的闭锁；操作出口也应同时带有闭锁功能；操作出口要具备跳合闭锁的功能
2.4数据处理、记录及诊断功能。

数据处理主要包括：断路器动作频率、跳闸操作次数、故障时切除时断路器截断容量、输电线路的无功和有功值、每天峰谷值、母线电压定时记录的最小、最大值及时间、独立负荷无功和有功值、控制操作记录及修改整定值等。

根据运行需要，在设计时可在变电站就地实现或在调度中心远程实现。

系统装置本身和内部的插件应具有自诊断功能，并把诊断信息传输到后台调度中心，便于维修和维护。

3、综合自动化的发展趋势分析
3.1创建现代化的操作控制平台。

开发标准接口的软件平台和硬件平台，该平台带有数据一致性和开放性的特点，不同厂商可以相互接口。

通过用户自行设置算法来实现相关的保护功能，全部算法通过平台实现优化组合，进而节省了系统的资源，也便于操作管理。

3.2新网络型的应用。

故障录波等设备在传统的远动、保护及站级监控环节中，是按相应的功能来分散考虑的。

发展的趋势则是由原有的一个功能模块来统一管理多个间隔单元，发展成为由一个模块来管理一个间隔单元，从而实现了由于地理位置的不同造成的高度分散，这样不仅减小了由于故障的产生而对系统的影响，更增强了功能模块的适应性和独立性。

3.3开发现代化人机控制系统。

由原有的计算机单一控制，发展成为机电智能控制与保护为一体。

变电站的综合管理系统将开发出新型的电力控制与保护系统，这其中包含模糊逻辑控制与保护、神经局域网络的控制与保护及专家系统。

控制系统在以后要向系统多元化的方向发展，使自动化系统成为综合智能技术的系统。

3.4运用可视化的多媒体监视系统。

对于计算机的控制、通信技术及信息处理方面，要由现如今的静态数据处理方式，向声像等监控方向发展，以适应信息系统应急控制的需要。

将系统对实时监控的信息进行采集后，输入计算机，再与先前存入系统的关于各部分在正常工作或极限工作状态下的信息进行对比后做出判断，扑捉事故的全过程，并记录为图像和文字，充分降低人为的工作。

4、总结
随着高新技术的迅速发展，自动控制系统的硬件环境和软件环境不断得到改善，变电站综合自动化技术正朝着多媒体化、综合智能化和网络化的方向发展，随着应用范围的不断扩大，它的优越性也在不断的展示出来。

参考文献
[1]谭春雷.变电站综合自动化应用中的技术问题分析[J].中国科技信息，2006，（04）。