浅谈电气设备自动化系统石磊

浅谈电气设备自动化系统石磊

石磊

（身份证：23010219810304xxxx黑龙江哈尔滨150060）

摘要：本文主要论述了变电站自动化系统的作用，分析了自动化系统的安全性，可靠性及电力系统，并对提高变电站的可控性，进而要求更多地采用远方集中控制，操作做出了探讨。

关键词：变电站；自动化系统；电力系统

0引言

近年来．随着电网运行水平的提高，变电站综合自动化已成为一门自动化领域内的分支技术，其内容正在不断成熟和完善。变电站实现综合自动化是我国电网调度自动化发展的必然趋势，也是我国电网建设和调度管理的发展方向。各级调度中心要求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况。即采用无人值班的管理模式，以提高劳动生产率，减少人为误操作的可能，提高运行的可靠性。另一方面，当代计算机技术。通讯技术等先进技术手段的应用，已改变了传统二次设备的模式，为简化系统，信息共享，减少电缆，减少占地面积，降低造价等方面已改变了变电站运行的面貌。基于上述原因．变电站自动化由“热门话题”已转向了实用化阶段。电力行业各有关部门把变电站自动化做为一项新技术革新手段应用于电力系统运行中来．各大专业厂家亦把变电站自动化系统的开发做为重点开发项目，不断地完善和改进相应地推出各具特色的变电站综合自动化系统，以满足电力系统中的要求。

1配电自动化简介

配电自动化指：利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。

配电自动化包含以下几个方面：

1.1馈线自动化。馈线自动化完成馈电线路的监测、控制、故障诊断、故障隔离和网络重构。其主要功能有：运行状态监测、远方控制和就地自主控制、故障区隔离、负荷转移及恢复供电、无功补偿和调压等。

1.2变电站自动化的基本功能有：数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、与继电保护交换信息、自动控制的协调和配合、与变电站其他自动化装置交换信息和与调度控制中心或集控中心通信等项功能。

1.3配电自动化及管理系统是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行集成，构成完整的自动化管理系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。它是实时的配电自动化与配电管理系统集成为一体的系统。

2变电站电力系统

相对于普通的工业应用场合，电力系统对其控制系统的要求是快速、灵敏、可靠、安全。显然，应用于变电站自动化的无线通信系统．要考虑在强电磁场环境下采用何种抗电磁干扰措施才能保证系统的正常数据通信。通信的可靠性、安全性问题尤为突出。

可以通过多种途径提高无线通信的可靠性。其中主要是：提高无线通信的差错处理能力。降低误码率；增强网络结构的健壮性。改善无线网络的结构可以提高传输的可靠性。让每个节点使用多跳路径进行传输．以便链路出现故障时不会影响整个网络。在传统的点对多点网络中．节点的接入采用星型结构，其中某一节点出现故障。特别是中心节点出现故障。将会影响整个网络的正常工作。因此。应采用网状结构，赋予每个网络节点自动选择路径的功能，则每个节点可使用的链路数大大增加。如果其中某一条链路出了故障，节点便可以自动转移到其他可选链路接入。因而网络可靠性大大提高。

3变电站数字化

数字化变电站采用低功率、数字化的新型互感器代替常规互感器，将高电压、大电流直接变换为数字信号。站内设备之间通过高速网络进行信息交互，二次设备不出现功能重复的I／O接口，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块。以实现数据及资源共享。目前国际上已确定IEC61850为变电站自动化通信标准。此外，数字化变电站对原来分散的二次系统装置进行了信患集成及功能优化处理，因此可以有效地避免常规变电站的监视、控制、保护、故障录波、量测与计量等装置存在的硬件配置重复、信息不共享及投资成本大等问题的发生。

在数字化变电站中，可以有效地获取电网运行状态数据以及各种1ed装置的故障和动作信息，实现对操作及信号回路状态的有效监视。数字化变电站中几乎不再存在未被监视的功能单元，设备状态特征量的采集没有盲区。设备检修策略可以从常规变电站设备的“定期检修”变成“状态检修”。从而大大提高系统的可用性。

网络系统是数字化变电站自动化系统的命脉．它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。常规变电站自动化系统中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个CPU控制下进行的。使得同步采样、A／D转换。运算、输出控制命令整个流程快速，简捷，而金数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的。如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题，其最基本的条件是网络的适应性，关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。另外，城网和农网建设和改造工程为配电网自动化带来勃勃生机，许多厂家也以此为契机。开发了许多配电自动化产品。作为运行单位要全面分析本单位的具体情况．是否具备运行配电自动化系统的基础条件，技术力量如何，功能投运的经济效益怎样。条件尚不成熟时，首先做好基础工作，再选购配电自动化系统，系统投运就应实用。

4变电站自动化系统应用

而变电站实现综合自动化后．无论是有人值班还是无人值班，操作人员不是在变电站内就是在主控站或调度室内。面对显示器进行变电站的全方位监视和操作。所以监控系统能否保持长时问稳定无故障的运行。对提高变电站的运行管理水平和安全可靠性是非常重要的。

变电站实现综合自动化后，很多的运行维护工作都需要通过微机装置来完成。但综合自动化装置的硬件更新换代非常快．所选用的设备可能很快就变成落后产品；监控软件有时会存在难以发现的缺陷，以至导致监控维护工作不能正常进行。影响了变电站的安全运转。随着综合自动化技术的不断进步．这些问题都会逐步得到解决。这也提醒设计人员在选择综自产品及后台监控系统时，要综合考虑多方面因素，选出一种程序运行稳定。功能齐全，硬件配置相对超前的综自产品。

5电力自动化管理系统

5.1规划和建设好配电网架规划和建设好配电网架，是实现配电自动化及管理系统的基本条件。常用的配网接线有树状、放射状、网状、环网状等形式，其中环网接线是配网最常用的一种形式。将配电网环网化，并将10kV馈线进行适当合理的分段；保证在事故情况下，110kV变电容量、10kV主干线和10kV馈线有足够的转移负荷的能力。

5.2加强领导，统筹安排，分步实施配电自动化及管理系统的开发和应用，是从传统的管理方式向现代化管理方式的飞跃，其涵盖的内容十分广泛，涉及部门诸多，为此，必须加强领导，统一规划，因地制宜，分步实施，以实现最佳的投入产出比。

5.3解决好实时系统与管理系统的一体化问题由于配电自动化（DA）涉及的一次设备成本较大，目前一般仅限于重要区域的配网使用，而AM／FM／GIS则可在全部配网使用。若使用一体化可通过AM／FM／GIS系统在一定程度上弥补DA在这方面的不足，故配电自动化及管理系统的实时SCADA和AM／FM／GIS的一体化颇为重要。

5.4配置合理的通信通道通信系统信道的选用，应根据通信规划、现有通信条件和配电自动化及管理系统的需求，按分层配置、资源共享的原则予以确定。信道种类有光纤、微波、无线、载波、有线。主干线推荐使用高中速信道，试点项目建议使用光纤。

5.5选择可靠的一次设备对一次开关设备除满足相应标准外，还应满足配电自动化及管理系统的要求。

6结束语

变电站实现综合自动化是今后发展的一种必然趋势。其优越性在电能质量，变电站的安全、可靠运行水平等方面均有较好的体现。但由于综自设备整体的技术还不够成熟、稳定．所以在实施运行中总会出现各种不同的问题。本文旨在抛砖引玉．希望各位同仁能把自己工作中的经验拿出来共同分享．以完善我们的综合自动化技术。

参考文献：

[1]梁王月峰，张子仲，陆巍巍，等.配电管理系统中地理信息一体化处理方法［J］.电力自动化设备.2010.21（12）：43-45.

[2]俞宝美，仲晓军，王晓东.AM／FM／GIS与DA的一体化［J］.供用电.2009.19（4）：34－35.