变电站综合自动化论文

关于变电站综合自动化的综述

摘要：本文主要介绍了变电站综合自动化系统的功能、原理、结构以及相关技术和应用，介绍了变电站综合自动化系统的重要性，提出了变电站综合自动化基本概念，并对系统结构、能实现的基本功能和输入输出系统、子系统、数据通信系统及变电站自动化的发展前景进行分析。

关键词：变电站综合自动化系统结构功能

Abstract: this paper mainly introduces the substation integrated automation system function, principle, structure and related technology and application, this paper introduces the importance of substation integrated automation system, and puts forward the basic concept of substation integrated automation, and the system structure, can realize the basic functions and the

input/output system, subsystem, data communication system and substation automation development prospect were analyzed.

Keywords: substation Integrated automation system structure function

引言：

改革开放以来，随着我国国民经济的快速增长，电力系统也获得了前所未有的发展，传统的变电站已经远远不能满足现代电力系统管理模式的需求。因此变电站综合自动化技术在电力行业中引起了越来越多的重视，并逐渐得到了广泛的应用。

一、概述

变电站综合自动化是指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，实现对变电站主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护以及调度通信等综合自动化功能。

1.1变电站综合自动化发展过程

（1）分立元件的自动装置阶段

（2）微机型智能自动装置阶段

（3）变电站综合自动化阶段

1.2变电站综合自动化的优越性

由于传统变电站随着社会的发展，不断出现新的问题，则采用更先进的技术改造变电站是一种必然趋势。这使得变电站综合自动化逐渐取代了传统的变电站，其优越性主要在于提高供电质量、提高电力系统的运行管理水平、降低造价减少总投资、促进无人值班变电站管理模式的运行。

1.3变电站综合自动化的基本功能

实现变电站综合自动化的目标是全面提高变电站的技术水平和管理水平，提高供电质量和经济效益，促进配电系统自动化的发展。要完成一系列指标则需要变电站综合自动化系统应该具有以下功能：

（1）继电保护功能

（2）操作控制功能

（3）测量与监视功能

（4）事件顺序记录与故障录波和测距功能

（5）人机联系功能

（6）电压、无功综合控制功能

（7）低频减负荷控制功能

（8）备用电源自投控制

（9）通信功能

1.4变电站综合自动化系统的特点

变电站综合自动化系统的特点主要包括：功能自动化，分层、分布化结构，操作监视屏幕化，运行管理智能化，通信手段多元化，测量显示数字化。

二、变电站综合自动化系统的结构

根据综合自动化系统设计思想和安装的物理位置的不同，其硬件结构可以分为很多类。但从国内外变电站综合自动化系统的发展过程来看，其结构形式大致可分为集中式结构形式、分层分布式系统集中组屛的结构形式、分散与集中相结合和分布分散式结构形式等几种。

2.1集中式结构形式

集中式结构的综合自动化系统采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能。其主要功能和特点如下：

（1）能及时采集变电站中各种模拟量、开关量，完成对变电站的数据采集、实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。

（2）能完成对变电站主要设备和进、出线的保护功能。

（3）系统具有自诊断和自恢复功能。

（4）结构紧凑，体积小，可大大节省占地面积。

（5）造价低，实用性强，适合小型变电站的新建和改造。

集中式结构也存在以下缺点：

（1）每台计算机的功能较集中，如果一台计算机出现故障，影响面大。因此必须采用双机并联运行的结构才能提高可靠性。

（2）所使用的软件复杂，修改工作量大，系统调试麻烦。

（3）组态不灵活，对不同主接线或不同规模的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大，不利于批量生产。

（4）集中式保护与传统保护相比不直观，调试维护不方便，程序设计麻烦，只适合于保护算法比较简单的情况。

2.2分层分布式系统集中组屛的结构形式

分层分布式结构采用“面向对象”设计。所谓面向对象，就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备，间隔层中数据、采集、控制单元(I/O单元)和保护单元就地分散安装

在开关柜上或其他一次设备附近，相互间通过通信网络相连，与监控主机通信。目前，此种系统结构在自动化系统中较为流行，主要原因是：①现在的IED设备大多是按面向对象设计的，如专门的线路保护单元、主变保护单元、小电流接地选线单元等，虽然有将所有保护功能综合为一体的趋势，但具体在保护安装接线中仍是面向对象的；②利用了现场总线的技术优势，省去了大量二次接线，控制设备之间仅通过双绞线或光纤连接，设计规范，设备布置整齐，调整扩建也很简单，成本低，运行维护方便；③系统装置及网络鲁棒性强，不依赖于通信网和主机，主机或1台IED设备损坏并不影响其它设备的正常工作，运行可靠性有保证。系统结构的特点是功能分散，管理集中。

分层分布有两层含义：其一，对于中低压电压等级，无论是I/O单元还是保护单元皆可安装在相应间隔的开关盘柜上，形成地理上的分散分布，如文献[2]所示的系统；其二，对于110kV及以上的电压等级，即使无法把间隔单元装在相应的开关柜上，也应集中组屏，在屏柜上明确区分相应间隔对应的单元，在物理结构上相对独立，以方便各间隔单元相应的操作和维护。

变电站的一、二次设备分层结构示意图