变电站自动化系统选型问题的探讨.doc

变电站自动化系统选型问题的探讨姓名 单位 摘 要阐述了关于变电站自动化系统选型中存在的若干问题和应遵循的原则，介绍了变电站自动化系统的结构形式、功能、通讯网络和传输规约等内容，强调了抓好选型工作的重要性。 关键词变电站自动化系统站内监控功能通讯规约 一、变电站结构形式的选择目前应用较广泛的变电站自动化系统的结构形式主要有集中式、分散与集中相结合和全分散式三种类型。现将三种结构形式的特点简述如下。（一）集中式集中式结构的变电站自动化系统是指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，集中进行计算与处理，分别完成微机控制、微机保护和一些自动控制等功能1。这种系统结构紧凑，体积小，可减少占地面积，造价低，适用于对35kV或规模较小的变电站，但运行可靠性较差，组态不灵活。（二）分散与集中相结合分散与集中相结合的变电站自动化系统是将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，而高压线路和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统结构。此结构形式较常用，它有如下特点：1、1035kV 馈线保护采用分散式结构，就地安装，可节约控制电缆，通过现场总线与保护管理机交换信息。2、高压线路保护和变压器保护采用集中组屏结构，保护屏安装在控制室或保护室中，同样通过现场总线与保护管理机通信，使这些重要的保护装置处于比较好的工作环境，对可靠性较为有利。3、其他自动装置中，备用电源自投控制装置和电压、无功综合控制装置采用集中组屏结构，安装于控制室或保护室中。（三）全分散式全分散式的变电站自动化是以一次主设备如开关、变压器、母线等为安装单位，将控制、I/O、闭锁、保护等单元分散，就地安装在一次主设备（屏柜）上。站控单元通过串行口与各一次设备相连，并与管理机和远方调度中心通信。上述三种变电站自动化系统的推出，虽有时间先后，但并不存在前后替代的情况，变电站结构形式的选择应根据各种系统特点和变电站的实际情况，予以选配。如以RTU为基础的变电站自动化系统可用于已建变电站的自动化改造，而分散式变电站自动化系统，更适用于新建变电站。二、变电站自动化系统的主要功能变电站自动化系统功能很多，在选择时，除了必须保证所选系统功能满足变电站的需要之外，而且要求技术有一定的先进性，防止由于功能欠缺影响系统以后的安全运行或很快过时。现将变电站自动化系统所应具备的功能概括如下：（一）站内监控功能（SCADA功能）此功能包括站内数据采集与处理、运行监视及报警记录、设备检测与诊断、报表编辑生成修改与打印、人机交互联系及系统维护管理、计算统计、历史数据记录、事件顺序记录（SOE）、事故追忆、远方通信等常用SCADA功能。（二）控制和调节通过键盘在屏幕所显示的画面上对各可控设备进行开/合，投/退等控制操作，对各可调设备进行升/降、定值设定等调节控制。控制开关时可以按选择一返校一执行的方式实现每次操作一个对象的控制，也可以按批次控制、顺序控制的方式一次对多个对象进行控制（无论那种控制方式，都要具备完整的控制闭锁功能）：进行调节时可以一次调节一档，也可以一次调节多档，但同样要具备完整的调节闭锁和边界报警功能。（三）电压无功控制对于110kV电压等级以上变电站，要求变电站自动化系统实现分布式站内自动电压无功控制（VQC）。对于35kV变电站，站内自动电压无功控制功能不作要求，但应满足远方调整电压无功，即通过自动化系统可在当地监控系统或调度端实现远方手动调整变压器分接头和投切电容器功能。（四）对时系统对时要求是变电站自动化系统的最基本要求。110kV枢纽站和220kV站要求系统具有GPS对时功能，要求对变电站层设备和间隔层IED设备（包括智能电度表等）均实现GPS对时。并具有时钟同步网络传输校正措施。110kV终端站、35kV变电站不要求GPS对时功能，但要求具有一定精度的站内系统对时功能，定时完成由系统主机或由调度端发出的对站内间隔层设备的对时功能。（五）故障录波故障录波的数据和波形是电网事故运行分析的重要参数。35kV变电站和一般的110kV终端站可以不要求安装故障录波，一些分析信息可从保护装置的简短记录和SOE中提取。但110kV枢纽站要求具有故障录波功能。（六）小电流接地选线该功能要求配备三相CT或专用零序CT，一般通过IED检出母线开口三角电压越限，主站在收到信号后调该母线各IED在接地瞬间记录的零序电压电流资料，汇总分析后作出判断。对于有35kV和10kV馈电线路的变电站，应装设分布的通过网络来实现的小电流接地选线系统。（七）五防闭锁五防闭锁功能是自动化必须考虑的主要问题之一。目前国内大多数变电站自动化没有实现隔离开关的自动控制，电动隔离开关机械转动的不可靠性是原因之一。这种由于一次设备带来的不完善的自动化系统，不仅给运行维护管理带来了麻烦，而且使得自动化系统的五防闭锁必须和一些厂家的现场智能钥匙（智能锁控器）扯在一起，目前还没有比较好的解决方案。随着一次设备的工艺质量提高，一些厂站电动隔离开关使用情况基本没有问题。隔离开关采用电动操作，自动化系统的五防闭锁方案是比较完善和可靠的，用户可根据自己的情况加以选择。（八）继电保护保护装置作为系统的有机部分要求和自动化系统保持相对独立，一般要求保证电磁兼容指标，设置专用熔断器（35kV电压等级以上）电源回路，保护CT与测量CT分开，A/D转换14位，可远方投退压板和控制字，在线修改定值，带简短的事故采样数据和动作记录。三、设备选型中的几个问题（一）不同产品的接口问题接口是自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一，不同厂家的产品要在数据接口方面沟通，需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通讯规约等问题。当不同厂家的产品、种类很多时，问题会很严重。如果所有厂家的自动化产品的数据接口遵循统一的、开放的数据接口标准，则上述问题可得到圆满解决，用户可以根据各种产品的特点进行选择，以满足自身的使用要求。（二）变电站自动化系统的抗干扰问题和采取的措施关于变电站自动化系统的抗干扰问题，亦即所谓的电磁兼容问题，是一个非常重要然而却常常被忽视的方面。变电站自动化系统的抗干扰措施是保证变电站自动化系统可靠和稳定地运行的基础，选择时应注意，合格的变电站自动化产品，除满足一般检验项目外，主要还应通过高低温试验、耐湿热试验、雷电冲击电压试验、动模试验，而且还要重点通过四项电磁兼容试验，分别是：1MHz脉冲干扰试验；静电放电干扰试验；辐射电磁场干扰试验；快速瞬变干扰试验。（三）设备选型应遵循的原则近些年来，变电站自动化方面的工作，既有经验也有教训。但实践证明，只要坚持按照“运行可靠、功能实用、技术先进、价格合理、维护方便、易于推广”的选型原则去实施，便会成效显著，偏离了这个原则，就收不到应有的效果。运行可靠体现在：（1）本身各模块能稳定协调地工作；（2）关键部分一定要有冗余、备份等措施，不因单个模块的故障而影响整个系统的正常运行；（3）抗干扰能力强。功能实用体现在：（1）基本功能、日常操作所需的功能必须完备、简明；（2）信息分流，哪一层需要的信息才送往哪一层。技术先进体现在：（1）采用当前的主流技术；（2）符合开放、分布分散分层的标准。一定要改变可靠的必然在技术上落后、技术先进的必然不可靠的观念。如果能够把握好设计开发、生产制造、安装投运的各个环节，是可以做到先进性与可靠性相统一的。另外，各电力公司所拥有的变电站自动化系统型号数量不宜过多，各电压等级的自动化系统不宜超过3种，否则不利于运行人员掌握和维护。四、结束语由于微处理器和通信技术的迅猛发展，变电站自动化系统的技术水平有了很大的提高，结构体系不断完善，全分布式自动化系统的出现为变电站自动化系统的选型提供了一个更广阔的选择余地。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国电公司下发的有关选型规定，力求做到选型规范化。经选用的变电站自动化系统不仅技术先进、功能齐全、性能价格比高，系统的可扩展性和适用性要好，而且要求