提高变电站电力系统自动化的技术途径探讨

提高变电站电力系统自动化的技术途径探讨

封耀朋

（中国南方电网超高压输电公司贵阳局550081）

摘要：变电站是电力系统的核心组成部分，其主要职能为分配电能和变电，对电力系统安全、经济运行有直接影响。在社会信息化进程不断加快的背景下，变电站电力系统自动化运行水平关乎到了整个电站的可持续发展，因此对电力系统自动化技术进行研究意义重大。本文结合目前变电站工作实际，对提高变电站电力系统自动化水平的技术途径进行了研究，希望能为变电站工作人员提供借鉴。

关键词：变电站电力系统；自动化技术；探讨

电力系统是指由变电、发电、输电、配电、用电等环节组成的系统，其主要目的是对电能的生产与消费进行集中管理，其中变电任务属于整个电力生产的首要环节，由变电站实现，变电站将发电厂的电进行电压增减，从而减少电能输送过程中的电能损耗，便于将电能输送到更远的地方。在电力系统中变电站起着承上启下的关键作用，因此提高变电站电力系统电气自动化技术对减少线损，提高输电效率，保障电能供应有重要意义，以下将结合目前变电站电力系统工作实际，对自动化技术的应用进行探讨。

1、变电站电力系统自动化运行现存技术问题

1.1后台监控问题

目前针对变电站是否设置后台监控存在意见分歧：一种观点认为需要设置后台监控机，当前变电站自动化技术虽然发展迅速，但仍然不能完全排除有人值班的现状，在后台设置监控机可提高现场监管能力，有利于对事故记录进行调整和查询；另一种观点则认为后台无需设置监控机，变电站运行最终一定会编程无人值班的形式。但在实际工作中，有很多变电站存在一次设备状况和旧设备改造的问题，均为完全建立自动调度系统，无法立即实现无人值班的目标，即使日后这一目标得以实现，仍然需要较长一段时间通过人为操控进行调整。这种分歧会导致变电站电力系统自动化程度滞后，若无法结合实际工况进行考虑，甚至会增加不必要的投资。

1.2数据信息发送问题

变电站自动化系统的远方数据信息需通过后台监控层发送到主站，若监控层无法正常工作，则数据信息无法及时发送，因此需在对系统进行保护和监控的通讯单元直接将数据信息发送到调度主站，越过后台监控层的控制。但由于远方数据信息发送仍然处于后台监控层的控制范围内，若后台监控层故障，停止向主站传送信息，那么这种故障只能留待生产厂家技术人员进行处理，从而影响到自动化水平的提升。

1.3录波装置设置问题

目前在某些变电站保护监控系统中未设有故障录波装置，作为自动化系统，故障录波装置应该是必备的，当配出线故障跳闸时，装置能记录故障跳闸前后或者更多周波内的电流变化幅值以及故障发生时准确的瞬间电流值，从而帮助检修人员找出故障原因。若系统不具备故障录波装置，不仅会导致线路输电损耗增多，而且在出现故障时要花费大量人力进行故障排除，降低了生产效率。

2、提高变电站电力系统自动化的技术途径

2.1设置变电站后台监控系统

以某变电站综合自动化为例，在整个变电站电力后台系统中，大致可分为现层与站控层两大部分（如图1所示），具体应用技术如下：①现地层按变电站内一次设备，如主变、线路等进行分布式配置，采用微机保护，保护测控器则全部集中到主控制室内，各保护单元可独立完成其保护功能，并通过通讯接口直接朝监控系统传送保护信息。②站控层则有MODEM、通信保护管理器等元件构成，通过该层可对整个变电站进行控制监视和远程维护，该层所有模拟量、数据量、脉冲量的实时采集和处理均按照通信规约要求上传至各个调度段，并对处于间隔层的设备下达各种指令，实现自动化管理。

2.2数据信息发送技术

在采集过程中，需包括状态数据、脉冲数据和模拟数据，状态量则包括断路器、隔离开关、变压器分接头信号、变电站一次设备告警信号等。目前这些数据信息均采用光电隔离的方式直接传输进电力系统，也可通过通讯的方式获取数据信息，通常情况下变电站需采集的典型模拟量包括各线路的母线电压、电流以及有功功率值和无功功率值。收集到上述数据信息后，可在引入现场总线技术的前提下，解决多CPU系统的信息传输问题，测控单元与通讯单元之间实现数据信息互联互通和突发事件优先传输的功能，在媒介选择方面以光纤通信为主，从而提高传输速度，减少信息延时。

2.3故障录波技术

变电站故障录波具体可通过两种方式实现，一种是集中式配置的专用故障录波器，并可与监控系统相互通信，另一种是分散性装置，即使用微机保护装置兼作记录和测距计算，得出数字化波型和测距结果后将其传输到监控系统中进行存储分析。故障录波的系统结构如图2所示，分为GOOSE接收单元、解析单元、数据处理器单元、录波处理单元和管理单元，各单元之间的数据流通以及内部数据流程均用方向线表明。

以某220kV的数字户变电站为例，该站所采用的是无同步脉冲电子互感器和过程层GOOSE网络，并配置3台故障录波器，利用同步追踪插值技术对数据进行同步处理。在实际应用过程中，在硬接线、回路、网络拓扑不改变的条件下，用户可利用嵌入的配置工具自由定制和扩展数据通道，录波过程中GOOSE事件的分辨率≤1ms，与采样值的同步偏差范围在1m以内，并可实现连续记录。

结束语

提高变电站电力系统自动化技术对系统的安全稳定和经济运行意义重大，在自动化技术的应用过程中，具体可从监控系统、数据信息采集输送以及故障录波等关键技术入手，并积极做好新技术的开发应用事宜，提高变电站输变电工作的自动化水平。

参考文献：

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[2]曲志远，张鹏.浅谈变电站电力系统自动化智能控制技术[J].装饰装修天地，2016，（6）：413.

[3]陈松.浅谈变电站电力系统自动化智能控制技术[J].军民两用技术与产品，2016，（8）：88.