自动化综合变电站若干问题研究

2012-10-10陈昌慧

中国新技术新产品 2012年18期

陈昌慧

（1.华北电力大学电气与电子工程学院2010级硕士研究生，北京 102206；2.佳木斯电业局，黑龙江佳木斯 154002）

我国电力市场供需量在不断地扩大，加之我国电网联网的实现，同时对变电站等电力设施的自动化要求愈来愈高，导致变电站的自动化发展也愈来愈快。这样不但大幅度提高了我们的工作效率，也提高电网安全运转的可靠性。

1 自动化综合变电站的概述

自动化综合变电站系统是在现有的计算机系统及相关信息处理技术基础之上，配以现代电子技术以及快捷的通信技术，全面完成对变电站二次设备功能的优化、重组。充分实现了对变电站内部的全部设备的正常运行，还可以通过通信与信息技术来完成时时监控、协调、测量等综合性的自动化系统。变电站自动化的实现，替代了很多传统变电站常规的二次设备，更是全面简化了二次接线等工作；同时，还大幅度地提高了运行过程中的安全性、稳定性，也大幅降低了维护成本、提高了自身的经济效益与社会效益，并向所有的用电用户提供了更高质量电能。

自动化综合变电站的优势：首先，提高供电质量及电压的合格率。其次，提高变电站运行的可靠性、完全性及稳定性。第三，提高了整体电力系统的运行安全性及稳定性，并全面提高了对电力系统的管理水平。第四，大大降低了安装施工与维护的工作量，提高了工作效率，降低了总成本。第五，全面提升了运行管理自动化水平。

2 自动化综合变电站的结构

自动化综合变电站的结构非常清晰，通过科学、合理、有效的分工，并通过计算机系统实现对整个变电站的全面管理、控制与协调的工作，并为其正常运行提供了由维护人员进行人工干预与监控的相关技术手段。不但可以在通过远程控制其的断路器的分合操作，还可以及时向监控人员提供其运行的各种数据，如，接线图、相关的运行数据，还可以汇总成表，极大地方便了人工的监管与控制。其系统结构见图1。

图1 自动化综合变化站系统结构图

3 自动化综合变电站系统的主要功能

该系统的主要功能有：继电保护功能以及相关先进的、全面的数据采集、事件记录功能，同时还会对故障进行录波测距、控制和操作闭锁的功能，同时，还包括了对电压和无功就地控制、相关数据进行处理和记录，并可根据控制人员要求进行系统的自诊断和自恢复，如有必要还可以与远方的相关控制中心进行通信、传递信息的功能。

3.1 继电保护功能

任何的变电站都须具备继电保护，这不但是对站内电气设备进行保护，还要对线路、变压器、电容器、母线等进行相应的保护工作，以上的各类保护都可以实现自动化的故障记录与存储工作。远方的控制人员还可以进行适合当地修改定值等功能。

3.2 数据采集功能

自动化综合变化站还具有数据采集功能，可以对各种状态数据、模拟和脉冲数据进行收集。它对断路器、隔离刀闸以及接地刀闸等相关数据也进行了客观的采集工作；而对于所有系统电气量；直流系统的所有量，以及各种保护装置、自动化系统以及相关的公用系统都具有数据收集功能。完整地实现远方控制中心时时对变电所的监视、控制工作。如有需要还可以进行实时显示和实时打印各种所需要的信息与资料。

3.3 控制和操作闭锁功能

远方的操作人员还可以通过CRT屏幕对自动化综合变电站内的断路器、隔离开关以及变压器分接头等进行远方的时时控制与操作。为避免系统出现故障时，被控设备无法操控时，还保留了人工直接跳合闸功能。

同时，操作闭锁应具有以下内容：首先，电脑五防及闭锁系统；其次，操作出口也可进行操作闭锁功能；第三，远方操控人员可依据实时状态信息，实现断路器以及刀闸的闭锁功能等。

3.4 电压和无功的就地控制

无功和电压控制的操作方式可以进行手动，也可以进行自动控制操作。同时，无功控制一是可以由无功控制设备系统来得以完成，另一方面也可通过远方操作人员经过监控系统来实现。

3.5 相关的数据处理和记录功能

自动化综合变电站内会有许多数据需要处理，并对历史数据进行记录，其主要有：断路器动作的次数；输电线路的有功、无功的处理与记录，并对变压器的有功、无功以及母线电压进行最大、最小值及其时间的记录；独立负荷有功、无功以及峰谷值及其时间；断路器切除故障时，所截断容量和跳闸次数的记录。而控制操作以及进行相关的修改整定值的记录，则可以结合实际情况，既可以就地实现，也可以由远方的控制人员在高度中心加以实现。

3.6 自动化系统的自诊和自恢复

自动化综合变电站系统的各种插件基本都具备了自我诊断能力。其自诊信息也可以被传递到远方调度或操作控制中心。既能快速查找出装置内部的故障及缺陷，还可以提示或是直接指出故障位置。与此同时，自动化系统的自诊与自恢复功能还应具备基本的可扩展性及可维护性。

3.7 通信功能

自动化综合变电站的最大优势就可以实现其与远方操控中心的时时通信功能，在具备了“四遥”功能基础上，还设置了远方修改整定保护定值以及当故障发生时的故障录波与测距信号的远方传输功能等。这样一来，不但大大提高了故障维修的效率，还方便了相关技术人员原故障发生原因的客观分析与总结。

4 自动化综合变电站的未来发展方向

虽然，我国目前的自动化综合变电站的自主研发、科学技术水平已经逐于成熟，同时也广泛地应用于工作实践中，并在高、中、低压变电站中获得巨大成功以及良好的经验，全面、大幅度地提高了变电站整体的运行效率及可靠性。但是，我们再进一步与国外发达的自动化综合变电站系统相比之下，许多现有问题仍亟待加以改进和完善。这就要求我们国内的自动化综合变电站应向以下几方面发展：

首先，提高不同厂家的设备质量，并统一规格，逐步替代或升级陈旧设备，并提高其相应的功能；其次，加强、完善各类信息的综合处理分析能力，并扩展其实际需要的新功能。全面提高、增强自动化综合变电站内部与各个控制中心或是操控中心间的协调能力。第三，加大人工智能技术的研发工作，并尽快应用到实际工作中来。第四，加强控制中心对继电保护系统的进一步控制能力以及对在线诊断能力。同时，在对事故的分析能力方面也要进一步加强。第五，提高自动化综合变电站在电网故障发生后的自诊、自我恢复的能力。

在我国电网建设运行过程中，我们在自动化综合变电站的发展方向中，还要更多的考虑到电网建设的逐步复杂化、成本压力、效益压力以及电业行业的竞争压力，这些客观存在的问题，都需要我们在未来的自动化综合变电站的发展过程中，侧重提高其技术含量、实用性方向发展，并向状态检修方向发展，加快新功能的研发工作，并向着自动化综合变电站完全智能化的方向发展。