浅析变电站综合自动化系统

专版Ｉ藿　技术专版　浅析变电站综合自动化运行管理　李海成　（广东省广州市５１００００）　摘要：变电站是电力系统中联系发电厂与用户之间不可缺少的环节。变电站的安全运行是电力系统安全运行的重要组成部分．如果变　电站发生事故会直接影响电网的安全运行，迫使电力系统的运行方式发生变化，严重时会导致供电中断’造成大面积停电。变电运行工作　平凡而责任重大．确保变电站综合自动化系统的运行是变电运行工作的重中之重。　关键词：变电站；综合自动化系统；运行管理　’　１变电站监控系统的运行管理　变电站监控系统是把变电站中的中央信号、事故音响、运　行数据、倒闸操作等功能综合起来。进行统一管理，将各种信息　进行分析、筛选和归类．以利于进行正常的监控和操作。变电站　综合自动化监控系统的运行管理可分为日常管理、交接班、倒　闸操作、验收和故障处理等。　１．１日常管理　１．１．１一般规定　（１）核对　四遥”即遥测、遥信、遥控、遥调的正确性。进行通　信网络测试、标准时钟校对等维护．发现问题及时处理并做好记　录。　（２）进行变电站例行遥控传动试验和对上级调度自动化系　统信息及功能有影响的工作前，应及时通知有关的调度自动化　值班人员，并获得许可。　（３）一次设备变更（比如设备的增减、主接线的变更、互感　器变比改变等）后，修改相应的画面和数据等内容时　应以经过　批准的书面通知为准。　（４）运行中严禁关闭监控系统报警音箱　应将音箱音量调至　适中位置。　（５）未经调度或上级许可，值班人员不得擅自将监控系统退　出（除故障外），如有设备故障退出．必须及时汇报调度员。　（６）五防解锁钥匙应统一管理．由上级主管授权使用。　（７）每隔半年将主机历史数据进行备份。该工作应由站长联　系公司远动班完成，如条件允许，应采用磁盘阵列的方式进行　备份。　（８）保持监督控制中心和周围环境的整齐清洁。　１．１．２日常监控　监控系统的日常监控，是指以微机监控系统为主、人工为辅　的方式，对变电站内的日常信息进行监视、控制、以掌握变电站　一次主设备、站用电及直流系统、二次继电保护和自动装置等　的运行状态，保证变电站正常运行的目的。日常监控是变电站最　基本的一项工作，每个运行人员都必须了解微机监控系统日常　监控的内容并掌握其操作方法。　监控系统的日常监视的内容：各子站一次主接线及一次设　备；各子站继电保护及自动装置的投入情况和运行情况：电气运　行参数（如有功功率、无功功率、电流、电压和频率等）　各子站潮　流流向；光字牌信号动作情况，并及时处理：主变分接开关运行位　１３０　厂东科技２０１０．３总第２３３期　置：每小时查看日报表中各整点时段的参数（如母线电压，线路　电流、有功及无功功率，主变温度，各侧电流、有功功率及无功功　率等）；电压棒型图、各类运行日志：事故信号、预告信号试验检　查：五防系统网络的运行状态；ＵＰＳ电源的运行情况：直流系统的　运行情况。　１．１．３操作监控　操作监控是指操作人员在变电站内进行倒闸操作、继电保　护及自动装置的投退操作以及其他特殊操作工作时，监控人员　对操作过程中监控系统的各类信息进行监视、控制．以保证各种　变电设备及操作人员在操作过程中的安全。　操作监控的内容有一次设备的倒闸操作．继电保护及自动　装置连接片的投退操作。　１．１．４事故处理异常监控　事故监控是指变电站在发生事故跳闸或其他异常情况时，　监控人员对发生事故或异常情况前后某一特定时间段内的信　息进行监视、分析及控制．以迅速正确地判断处理各类突发情　况，使电网尽快恢复到事故或异常情况前的运行状态，保证本站　设备安全可靠地运行，确保整个系统的稳定。　事故监视的内容一般有主变压器、线路断路器继电保护动　作跳闸处理的监视：主变压器过负荷的异常运行监视：主变压器　冷却器故障的处理：主变压器油温异常的监控洛曲线图中超出　上、下限值的监视及处理：音响失灵后监控：系统发生扰动后的　监控；光字牌信号与事故、异常监控等。　１．２交接班和倒闸操作管理　监控中心交接班与原常规站交接班内容基本相同，要明确　设备运行方式、倒闸操作、设备检修、继电保护自动装置运行情　况、设备异常事故处理、工作票执行情况等方面的内容。需要特　别注意的有两个事项：网络的测试情况和所有工作站病毒检查　情况。通讯一旦中断或网络发生异常监控中心对各变电站将会　束手无策。倒闸操作一般应在就地监控微机上进行＿监控值班人　员在就地监控微机上进行任何倒闸操作时。仍要严格遵守　ＤＩＡ－０８—１９９１《电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）》　的规定。一人操作，一人监护。监控值班人员必须按规定的权限　进行操作．严禁执行非法命令或超出规定的权限进行操作。　１．３验收管理　就地监控微机要求有与现场设备一致的一次主接线图，在　图中可以调用和显示电压、负荷曲线、电压的棒图或保护的状　态，能对断路器进行控制，投退保护压板，调整主变分接头，

科　科ｌ技Ｉ论ｌ坛　浅析变电站综合自动化系统的应用　王耀辉　（中铁二十局电气化公司，陕西成阳７１２０００）　摘要：科学技术的不断发展，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为电力系统的发展趋势。目前，变电站综合自动化系统　的研究、开发及应用已形成热潮。分析了国内外变电站综合自动化的发展情况，阐述了综合自动化系统的几种主要结构形式、主要功能、特点及其评　价标准。分析比较了变电站综合自动化的特点ｖｚｔｇｔ．实现综合自动化所面临的问题，提出相应的措施。　关键词：变电站；综合自动化系统；应用　电力系统变电所综合自动化，又称变电站　计算机监控系统，经过十多年的技术发展已经　达到一定的水平，在我国城乡电网改造与建设　中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无　人值班，而且在２２０ｋＶ及以上的超高压变电　站建设中也大量采用自动化新技术，从而大大　提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电　和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总　造价，这已经成为不争的事实，也是目前变电　站建设的主要模式。　１发展变电站综合自动化的必要性　变电站作为整个电网中的—个节点，担负　着电能传输、分配的监测、控制和管理的任　务。变电站继电保护、监控自动化系统是保证　上述任务完成的基础。在电网统一指挥和协调　下，电网各节点（如变电站、发电厂）具体实　施和保障电网的安全、稳定、可靠运行。因　此，变电站自动化是电网自动系统的一个重要　组成部分。作为变电站自动化系统，它应确保　实现以下要求：　（１）检测电网故障，尽快隔离故障部分。　（２）采集变电站运行实时信息，对变电站　运行进行监视、计量和控制。　（３）采集一次设备状态数据，供维护一次　设备参考。　’　（４）实现当地后备控制和紧急控制。　（５）确保通信要求。　因此，要求变电站综合自动化系统运行高　效、实时、可靠，对变电站内设备进行统一监　测、管理、协调和控制。同时，又必须与电网　系统进行实时、有效的信息交换、共享，优化　电网操作。提高电网安全稳定运行水平，提高．　经济效益，并为电网自动化的进一步发展留下　空间。　发展变电站综合自动化的必要性体现以下　几个方面：一是随着电网规模不断扩大。新增　大量的发电厂和变电站，使得电网结构日趋复　杂，这样要求各级电网调度值班人员掌握、管　理、控制的信息也大量增长。电网故障处理和　恢复却要求更为迅速和准确；二是现代工业技　术的发展，特别是电子工业技术的发展，计算　机技术的普遍应用，对电网可靠供电提出了更　高的要求；三是市场经济的发展，使得整个社　会对环保要求更高，这样也对电网的建设、运　行和管理提出许多的要求，如，要求电力企业　参与市场竞争，降低成本，提高经济效益；要　求发电厂、变电站减少占地面积。要解决上述　问题，显然仅依靠各级电网调度运行值班人员　是难以解决的。现代控制技术的发展，计算机　技术、通信技术和电力电技术的进步与发展，　电网自动化系统的应用，为上述问题提供了解　决的方案。这些技术的综合应用造就了变电站　综合自动化系统的产生与发展。　２变电站综合自动化系统的发展过程　现有的变电站有三种形式：第一种是传统　的变电站；第二种是部分实现微机管理、具有　一定自动化水平的变电站；第三种是全面微机　化的综合自动化变电站。变电站自动化的发展　可以分为以下三个阶段。由分立元件构成的自　动装置阶段、以微处理器为核心的智能化自动　装置阶段和变电站综合自动化系统的发展阶　段。　我国是从２Ｏ世纪６ｏ年代开始研制变电站　自动化技术。到７Ｏ年代初，便先后研制出电　气集中控制装置和集保护、控制、信号为一体　的装置。在８Ｏ年代中期，由清华大学研制的　３５ｋＶ变电站微机保护、监测自动化系统在威　海望岛变电站投入运行。与此同时南京京自动　化研究院也开发出了２２０ｋｖ梅河口变电站综　合自动化系统。此外，国内许多高等校及科研　单位也在这方面做了大量的工作。推出一些不　同类型、功能各异的自动化系统。为国内的变　电站自动化技术的发展起到了卓有成效的推动　作用。　３变电站微机自动化系统的集成应用　电力系统的综合自动化控制系统应具有可　靠性高、抗干扰能力强、实时性好及维护简单　等特点。分层分布离散式控制方式的变电站综　合自动化控制系统是一种集控制、保护、测量　及远动等功能为一体的微机控制系统。它是一　种以计算机为主的、将变电站的二次设备（包　括测量、信号、控制、保护、自动装置和远　动）经过功能组合而形成的标准化、模块化、　网络化和功能化的现代化计算机综合控制系　统，适应了现代生产发展和能源管理的要求。　下面就该综合控制系统中的几个主要部分的设　计进行分析和介绍。　３．１系统结构与控制方案　３．１．１系统结构　系统应能对变电站的控制、保护、测量、　信号传递、远动等功能实现综合自动控制和管　理。我们采用国际上最为流行的分层分布离散　式控制方式，控制和保护单元均由独立的　ＣＰＵ构成，采用一对一结构，每一个回路由　独立的ＣＰＵ完成，相互之间又采用站内通讯　网联接在一起，可构成一个变电站集控制、保　护、测量、信号传送和远动为一体的综合自动　化系统。我们在实际应用中采用的是一个由多　层网络组成的分层分布式综合自动化系统。整　个系统从上到下依次可分为变电站层管理站、　计算机网络、间隔层管理站、工业级实时网　络、现场监控、保护和远动控制单元。　整个系统在硬件配置上采用了分层分布式　结构，在软件上采用了面向对象的程序设计方　法。因此整个系统组态灵活、人机界面友好、　功能齐全、使用方便及维护容易，满足了工程　运用的要求。　３．１．２系统控制方案　根据电力系统的运行要求，对于１１０ｋＶ　变电站我们采用微机远动、监控和微机保护分　离的综合自动化控制的方案。这样设计主要是　从可靠性考虑，ｌ　１０ｋＶ设备一般是液压操作机　构，其监控及保护部分较复杂，将远动监控与　保护分开是最佳的方案。同时两者之间又通过　Ｎｏｖｅｌｌ网相连，每一个间隔均由一套微机远　动、监控装置和一套微机保护装置构成，而间　隔层采用ＲＳ４８５或ＲＳ４２２总线网。对于　３５ｋＶ、１０ｋＶ变电站综合自动化控制系统一般　可采用微机远动、监控和微机保护合一的结构　型式，其特点是可以减少现场二次电缆并简化　接线，同时，由于３５ｋＶ或１０ｋＶ线路可靠性　要求比ｌ１０ｋＶ线路要低，把部分合并成一个　微机单元，技术上是可行的，且节省了大量投　资。只将中间隔层、保护管理机、远动监控管　理机及现场控制单元合并成一套即可。　３．２系统的实现　３．２．１系统的主要硬件设备　（１）微机远动监控系统　该系统由现场远动监控系统和Ｎｏｖｅｌｌ网上　的后台机（间隔层管理机）构成。现场远动监　控系统由十个回路的微机远动监控单元组成，　每一个单元就是一套８０Ｃ１９６单片机系统，它　包含有ＣＰＵ、开关量人、开关量出、ＭＤ转　换、通讯及驱动输出等电路。它完成现场设备　的监控远动功能。其控制方式采用一对一原则　或二对一原则，每一个回路由一个或两个现场　远动监控单元组成，每个单元都是独立的，任　何一个单元出现故障或进行检修都不会影响其　他单元的正常工作。其主要功能如下：ａ．全部　电量的测量功能；ｂ．负荷监控功能；ｃ．通讯功　能；ｄ．定值参数的远方整定功能。而Ｎｏｖｅｌｌ网　上的后台机完成数据、图表、电量参数的显示　与记录；电量变化过程曲线、趋势分析、人工　置数及事故、事件、顺序记录、报警等功能。　（２）现场微机保护单元　该系统中间隔层微机保护装置是由若干个　微机保护单元构成，每一个单元也是一套　８０Ｃ１９６单片机系统，它包含ＣＰＵ、开关量人、　开关量出、ＭＤ转换、通讯及驱动输出等电　路。这些单元除与站内通讯网进行通讯以外，　还实时监控电气设备的运行情况，一旦发生异　常，保护电路立即动作，同时将保护动作情况　

２０１３年第２１期　【总第２６４期）　两秦懒　ＮＯ－２１．２０１３　（ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ

．２６４）　

变电站综合自动化系统的问题浅析　

牧骑乐　

（内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局，内蒙古锡林浩特０２６０００）　

摘要：由于变电站各个子系统作为综合自动化内部的小系统，均采用低电平的弱电系统，但强电场所是它们工作　的主要环境，在这个环境里电磁干扰极其严重，如果可靠性这个问题不能得到考虑，又没有采取一些措施，那么　

在很强的电磁干扰下，这个自动化子系统就容易被破坏，不能正常工作，因此，运行过程中要考虑提高可靠性运　行等内容。文章将从变电站综合自动化系统的通讯内容和其意义以及影响系统通讯的因素三方面进行分析。　

关键词：综合自动化；电磁兼容；电磁干扰；接地　

中图分类号：Ｕ４１６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２３７４（２０１３）２１—０１２４—０２　

１　综合自动化信息传输的内容　

（１）变电站的各个间隔的一次设备与间隔对应的二　

次保护测控等装置之间的信息交换。当间隔层的设备有操　

作的时候，例如分合断路器和隔离刀闸的时候、设备的合　

位、分位指示，对变压器进行调档的时候，档位的指示以　及数值的变化，避雷器在雷雨天气遭受雷击计数的时候，　

数值的显示及变化，这些都是它们信息交换的内容。（２）　

在一个间隔内对应的二次保护、测控计量等设备之间的信　

息交换。在一个间隔层内同时存在保护装置、测控装置、　

计量装置等一些电力设备。这些设备在电力系统中起着互　

不相同的作用，但这些设备又不是独立工作的，它们之间　

需要一些信息的交换来组成综合自动化系统工作的完整　

性。（３）两个或者多个间隔层的设备之间也存在一些信息　

的交换。不同单元层之间的数据通讯及交换主要有：主保　

护和后备保护工作情况、互相之间的闭锁、相关保护动作　

闭锁电压无功综合控制装置等信息。（４）信息在单元层和　变压站层的通信。这两层之间所包括的通信内容有很多，　

浅谈变电站综合自动化

摘要：变电站是联系发电厂和用户的中间环节，是电网中线路的连接点，起着变换电压、交换功率和汇集分配电能、控制电力流向、调整电压的作用。自动化采用无人值班的管理模式，以保证劳动生产率提高，人为误操作减少，运行的可靠性加强。

关键词：变电站 可控性 可靠性

变电站综合自动化系统就是将变电站的二次设备利用计算机和现代通信高科技技术，通过功能组合和优化设计，对变电站实施自动监视、测量、控制和协调的一种综合性自动化系统，是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的应用。在技术上涉及到自动控制、运动、通信、测量、计量、信号及控制等二次系统，专业上涉及到自动化、继电保护、变电站运行等。

1 变电站综合自动化系统的特点

（1）功能综合化：是按变电站自动化系统的运行要求，将二次系统的功能综合考虑，在整个的系统设计方案指导下，进行优化组合设计，以达到协调一致的继电保护及监控系统。（2）系统构成的数字化及模块化：保护、控制、测量装置的数字化，有利于把各功能模块通过通信网络连接起来，便于接口功能模块的扩充及信息的共享。（3）结构分布分层化：综合自动化系统的基本功能和各子系统功能分别由不同的微机处理机完成。依据所完成的功能不同在结构上采用两层或三层式布置。（4）操作监视屏幕化：当变电站有人值班时，人机联系在当地监控系统的后台机(或主机)上进行，当变电站无人值班时，人机联系功能在远方的调度中心或操作控制中心的主机或工作站上进行，不管那种方式，操作维护人员面对的都是CRT屏幕，操作的工具都是键盘或鼠标。（5）测量显示数字化：常规指针仪表被CRT显示器上的数字显示所替代，人工抄录完全由打印机打印、报表取代，提高了测量的精度和管理的科学性。（6）通信局域网络化、光纤化：具有较强的抗电磁干扰能力，能够实现高速数据传输、实时报文、满足实时性要求，组态灵活，易于扩展、可靠性大大提高、减少了电缆用量、方便施工。（7）运行管理智能化：体现在无人值班、人机对话及操作的屏幕化、制表、打印、越限监视和系统信息管理、建立实时数据库和历史数据库、开关操作及防误操作闭锁等方面。