变电站自动化技术应用浅析

张路

（河南省电力公司商丘供电公司，河南 商丘 476000）

1 变电站自动化技术的应用现状

1.1 变电站管理层横向按功能可分为当地监控 (五防系统)，保护信息管理及远方通信。变电站层功能分布的形式取决于网络层的结构、变电站电压等级以及用户的实际要求。当地监控功能作为变电站内运行人员的人机交互窗口，以图形显示、报表打印、语言报警、事件记录等各种方式实现对变电站运行状况进行实时监视，通过“五防”系统控制开关及刀闸的分合，并实现与管理信息系统(MIS)连接。保护信息管理功能作为继电保护人员的人机交互窗口，也是以图形显示、报表打印、语言报警、故障数据及波形记录等各种方式实现对继电保护及安全自动装置的运行情况，如装置自检情况，定值是否变化，数据采样是否准确，开关量输入状态是否与实际一致等进行实时监视与分析，可以根据运行需要决定保护功能的投退和保护定值的修改，故障发生后可通过故障录波及保护动作信息进行事故分析和判断。

1.2 站内通信网络层完成信息传递和系统对时功能。通过系统交换，实现信息共享，可减少变电站内二次设备配置，提高变电站自动化系统安全性和经济性。目前，国内变电站自动化系统流行2种网络层结构：即双层网和单层网结构。双层网是指间隔层设备通过第1层网络(多为现场总线网)与通信控制单元通信，由通信控制单元与变电站层通过第2层网络(以太网)实现信息交换；单层网是指间隔层设备与变电站层之间通过一层网(多为以太网)联结，取消通信控制系统。二者各有优缺点，因视具体应用场合而定，不可一概而论。

2 变电站自动化技术应用中存在的问题

2.1 技术先进性与实用性、可靠性的协调

2.1.1 先进的技术需要仔细论证、反复试验得到认可能够满足电力工程实际需要后，才能小批量投入电网使用，取得运行经验后再逐步向电网推广使用。现在的情形是只要是一种先进的技术或一个先进的概念，就会不经认真探讨积极推广这样的技术应用，然后出现问题不断修补、不断完善，电网成了各类新技术和新产品的试验场，给电网的安全运行带来了很大的风险。电网的安全和稳定运行需要成熟的产品和运行经验，积极试用和慎重推广新技术和新产品需要相关各方认真思考并承担相应责任。

2.1.2 大规模的城乡电网改造催生了许多电力自动化产品供应商，这些靠借用或引进先进技术生产各类自动化产品的公司缺乏足够的从业经验和队伍，没有深刻理解和领会变电站自动化技术的要求，导致变电站自动化技术的应用只能做到形似，本质上却不能保证产品的质量和规范，造成前期城农网改造中大量使用的变电站自动化系统不能满足要求而面临二次改造的尴尬局面。因此，伴随着变电站自动化系统应用的增多，无论是新建、扩建或技改工程，变电站自动化系统的选型都应该严格执行有关选型规定，力求做到选型规范化。经选用的变电站自动化系统不仅要技术先进、功能齐全、性能价格比高，系统的扩展性和适用性好，而且要求生产厂家具有相当技术实力，有一定运行业绩和完整的质量保证体系以及完善的售后服务体系。

2.1.3 变电站自动化技术的研究只重视计算机技术和通信技术等高新技术，忽视了一些基础性应用研究，例如传感器特性、电磁兼容技术等，导致变电站自动化技术的应用存在许多缺陷和安全隐患。

2.2 站内通信成为变电站自动化技术的

主要缺陷变电站自动化技术目前主要采用分层分布式结构，分为间隔层、站内通信层和变电管理层。对间隔层设备(各类继电保护装置、自动装置、测量控制装置等)的各项性能和功能要求，各个层面都比较重视(从设计院、制造商到使用单位)，同时这些设备还需要经过各类检测中心的检测鉴定，其性能和功能基本上可以有保证。站内通信层设备是变电站自动化系统的重要组成，由于对此类设备没有规范和标准要求，加上站内通信的模拟和测试相对比较困难，站内通信没有引起足够的重视，已经成为制约变电站自动化技术的应用和发展的重要因素。

2.3 变电站的设计理念

变电站的设计理念需适应自动化技术的要求近几年来，变电站自动化技术的应用与发展基本上依赖产品供应商和高等院校的积极努力推进，大规模的市场应用起到了很大的推动作用，但电力设计院作为电力系统二次设备应用和选型的主要参与单位一直没有主动积极参与工作，设计理念没有适应变电站自动化技术不断发展的要求。

2.4 变电站自动化系统调试验收和定期校验问题

自变电站自动化技术应用以来，变电站自动化系统的调试验收和定期校验一直是基建和生产运行部门的难题，没有相应的国家标准或行业规范可以参照，只能按照相关的行业标准、招标技术协议要求和制造厂家的技术说明书、图纸资料进行调试验收，存在着一定的局限性。再加之自动化技术发展和设备更新速度太快，对专业人员及运行管理人员的培训不到位，导致自动化系统的运行可靠性对厂家的依赖太多，存在较大的风险。对变电站二次设备的定期校验也存在一定的认识误区，变电站运行设备存在显性缺陷和隐性缺陷，显性缺陷是指缺陷发生或存在时，设备能通过告警的方式反映出来，及时加以排除；隐性缺陷发生或存在时自动化系统及二次设备没有任何信息反映，很难发觉或分析判断。从现场运行的统计数据分析，自动化系统中智能二次设备具有一定的硬件自诊断能力，能及时发现自身硬件问题并报警，同时智能二次设备的功能实现是靠固化在存储器中的软件完成的，电气性能指标比较稳定。

2.5 变电站自动化系统的运行维护和管理

变电站自动化技术的发展，使得继电保护、远动、计量、变电运行等各专业相互渗透，传统的技术分工、专业管理已不能适应变电站自动化系统的管理需要，变电站远动与保护专业虽然有明确的专业设备划分，但其内部联系已经成为不可分割的整体。

在专业管理上，变电站自动化设备的运行、检修、检测，尤其是远动系统的实时性、遥测精度、遥信变位响应速度、信号复归和事故总信号等问题仍需要规范和加强；对传动实验及通道联测的实现、软件及图纸资料管理等需引起足够的重视。解决好现行的变电站自动化系统管理体制和技术标准等问题的同时，还要培养出一批高素质的专业队伍。目前变电站自动化系统绝大部分设备的维护依靠厂家，在专业管理上几乎没有专业队伍，从而造成缺陷处理不及时等一系列问题。因此，要想维护、管理好变电站自动化系统，一是要成立一支专业化的队伍，培养出一批能跨学科的复合型人才，加宽相关专业之间的了解和学习；二是变电站自动化专业的划分应尽快明确，对于加强电网管理水平，防止电网事故具有重大意义。

结语

本文结合实际工作指出了目前变电站自动化系统存在的一些问题和缺陷，从变电站自动化系统的设计规范和要求、系统性能的比较、站内通信的可靠性和标准化、系统的标准规范和运行维护的管理要求等方面提出了一些看法，希望各有关方面共同努力重视现阶段存在的这些问题，切实改进各项工作，让变电站自动化技术得到更好的应用，为电网的安全和稳定运行发挥更大的作用。

[1]伍军.变电站自动化远程通信安全体系研究[D].湘潭大学，2005-05-01.

[2]曾嘉树.变电站综合自动化系统中嵌入式通讯管理机的设计与实现[D].电子科技大学，2010.