变电站新型综合保护与监控系统研究

毛彦龙

摘 要：变电站是电力系统的重要组成部分，对电网的安全运行有重大的作用。新型综合保护与监控系统应用于变电站，对变电站的稳定运行起重要作用，文章主要讲解了常规的变电站保护与监控系统存在的问题，以及变电站新型综合保护与监控系统构成、特点、功能、优势、原理等。

关键词：变电站；保护与监控；自动化

变电站是电力系统中必不可少的组成部分，担负着电能转换、分配、控制和管理的重要任务，对电网的安全、可靠运行起着举足轻重的作用[1]。对变电站保护和监控系统进行研究，保障变电站的稳定运行，为用户提供稳定持续的电能服务至关重要。

1 变电站常规保护与监控系统

常规的变电站保护与监控系统功能独立。这种系统存在几点问题：保护与监控系统功能独立，各部分单独进行，不能进行信息共享，导致部分电能信息重复收集；各部收集信息装置重复配置，造成大量的资源浪费；大量使用二次电缆，成本高还会造成信息干扰；需要二次接线，程序复杂，增加工作人员的工作量。

2 变电站新型综合保护与监控系统

2.1 系统组成部分

2.1.1 数据收集。新型综合保护与监控系统实行资源共享，将收集到的数据进行汇总、共享，包括CT、PT保护与测量信息，电能开关量信息等，并将收集到的数据进行转换与保护。

2.1.2 数据集中。新型综合保护与监控系统同时向各部发送数据采集指令，收集到的数据信息进行同步处理，保障了信息收集、上传、利用的同步性。

2.1.3 集中保护与监控。新型综合保护与监控系统根据需要增加服务器的数量，优化系统配置，集中保护与监控数据信息，实现多部位的保护与监控等功能，是新型保护与监控系统的重要突破。

2.2 系统特点

2.2.1 本地保护设置。本地保护部分采用分散式结构，在当地进行安装，降低了控制电缆的成本。该装置集保护、监控功能于一体，既可保护设备、数据等本地信息资源，还可以通过网络对LPU运行的信息交换与管理进行监控。

2.2.2 集中保护与监控设置。集中保护与监控设置将各设备集中组装在主控制室内，将其中比较重要的保护与监控设备放在环境良好、受感染性小、可靠性高的地方，对装置进行集中保护，对收集到的信息资源进行统一处理、全面监控。

2.2.3 信息集成。新型系统的数据收集单元安装分散，收集各部位的电能转换等信息，然后将这些信息进行集中，再根据需要上传，这样既避免了对信息的重复收集，减少工作量，还减少了采集装置重置造成的资源浪费，真正完成信息的集成、共享。

2.2.4 系统硬件、功能集成。新型综合保护与监控系统可以根据需要设置多台计算机，打破了系统各部位的间隔，实现了系统硬件与功能的集成。首先，一台计算机可以具有一个电力元件的信息收集、保护、监控等功能，多台计算机就可以应用于多个电力元件；其次，所有电力元件的某一功能，如所有电力元件的信息收集可以集中在一台计算机中，不同计算机进行不同功能的集中运行；最后，随着计算机技术的发展，一台计算机就可以进行所有电力元件所有功能的集成运作。系统硬件与功能进行集成，优化硬件配置，提高系统装置利用率，减少二次接线，降低了所需成本。

2.3 系统功能

2.3.1 数据实时收集及处理功能。数据收集单元分散安装，可及时对电能转换等信息进行收集及处理，然后可以将经过处理的信息上传。

2.3.2 监控功能。对电压、电流等进行测量，对电容器投切、电压控制等装置进行安全控制。

2.3.3 保护功能。对收集到的各种数据信息的保护，装置设备的保护，电流、电压保护等。

2.3.4 故障记录功能。新型综合保护与监控系统发生故障时，可以准确记录下当时的开关量、流动量等，为维修人员进行调控提供参考数据。

2.3.5 其他功能。系统管理、信息查询、绘图等功能。

2.4 系统优势

2.4.1 节约成本，提高收益。新型综合保护与监控系统应用PCI-E技术，减少了二次接线，降低了电缆的使用量，避免了CT、PT配置的重叠。随着计算机技术的研究发展，新型综合保护与监控系统可以应用很少的服务器对整个变电站实现测量、保护、监控等功能，提高了计算机的使用率，节约了硬件成本，提高了经济收益。

2.4.2 可靠性较高。CT、PT、交换机等设备使用的逐渐减少，简化了二次接线，减少了工作人员测试、维护等工作的工作量。综合监控与保护系统具有独立的监控、保护功能，当某一部位出现故障时，可以保障二次系统的正常运行，另外，可以根据日常所需，将比较重要、使用频繁的功能进行重叠设置，一个出现故障还有备用的保障系统的正常运行。优化的系统程序以及重要功能的重叠配置，保障了新型综合保护与监控系统具有较高的可靠性。

2.4.3 自动化程度高。新型综合保护与监控系统运用先进的计算机技术，自动实现数据的收集、处理、绘图等功能，节约了人力、物力成本，满足了变电站的基本需求，而且保证系统运行可靠、迅捷，对于促进变电站系统的现代化管理有重要的意义。

2.5 系统应用原理

2.5.1 站域后备保护原理——相电气量。基于相电气量的保护原理运作包含：保护电流、电压元件，保障电能的转换；设置失灵保护设备，当某一部位出现故障时，自动断电避免引起火灾等隐患；电压器、通电线路之间进行配合测试，选出最合适的合作运行时间，减少操作延时，保证出现故障时能最短时间内切断操作；定期检查记录故障设备，随时记录并解决运行故障，减少断电时间。该原理运作所遵循的原则为：重要部位双重保护，保证所有部位都有保护设备；变电站内一定间隔设置切断装置，保障出现故障时可及时、有选择的切断运行。

2.5.2 站域后备保护原理——序分量。基于序分量的保护原理系统主要对发生的故障进行定位与记录，并分为对称故障和不对称故障两种，其中不对称故障采用基于负序分量的定位、记录方法，对称故障采用基于正序分量的定位、记录方法，这两种方法可以选择，但都要保障使用设备的灵敏性，要能够做到迅速、及时、准确的切断故障。

3 结束语

文章具体介绍了变电站新型综合保护与监控系统的构成、特点、功能、优势以及应用原理等，让我们对变电站应用的新型综合保护与监控系统有个全面的了解。但是我们要确信随着科学技术的发展，新型系统在节约变电站运行、维护成本，优化系统程序，自动化程度高等方面必将有更大的突破。变电站的数字化应用管理必将更成熟、更全面。

参考文献

[1]王媛.变电站新型综合保护与监控系统的研究[D].华北电力大学，2013.