智能建筑变电站综合自动化的实施及相关阐述

智能建筑变电站综合自动化的实施及相关阐述

耿致刚

（国网山西供电工程承装有限公司山西太原030001）

摘要：随着我国电力行业的长期发展，变电站技术已经从空白逐渐成熟，自动化水平不断提升，并且在智能建筑中开始广泛应用，为我国电力事业的发展贡献出非常大的力量。本文首先对智能建筑的特点及对变电站综合自动化的要求进行了分析，然后具体阐述了智能建筑变电站综合自动化功能，最后论述了智能建筑变电站综合自动化的设计和实施。

关键词：智能建筑；变电站；综合自动化；实施

一、引言

电力是现代经济发展和人们日常生活需要的重要能源之一，社会对电力能源的需求不断增加，如何实现电能的循环利用逐渐成为电力行业关注的重点话题。变电站综合自动化在智能建筑供配电系统中直接影响着供电的质量，因此，电力行业应该对智能建筑变电站综合自动化系统的实施给予足够的重视程度，从而确保智能建筑供电方案的稳定性，满足全社会对电力能源的需求。

二、智能建筑概述

1.智能建筑的特点

智能建筑指的是利用计算机技术、通信技术与建筑艺术进行充分融合而建成的一种具有舒适性和高效性的新型建筑物。智能建筑通常是由BAS系统、CAS系统和OAS系统三部分组合而成的，这三个系统均具备独立的网络和主控设备，而且还实现了大型计算机和数据网络的高度集成，这种做法既可以发挥着系统各自的功能，又可以充发挥出它们的群体功能，智能建筑最核心的部分是BAS系统，BAS系统是利用计算机技术、通信技术和自动控制技术建立起来的自动化综合管理系统。

2.智能建筑对变电站综合自动化的要求

智能建筑中包含了数量众多的电子设备，要想确保这些电子设备能够安全稳定的运行，就必须以稳定运行的供电系统作为支撑，这也是智能建筑对变电站的一个基本要求。智能变电站处在整个供电系统的末端，立足于电网的整体来看，它属于终端型、低容量的中压变电站。智能建筑变电站综合自动化系统的应用场所、功能以及运行环境与电网中的高压枢纽变电站有很大的差别，这就对继电保护装置的灵活性提出了更高的要求，也需要通信网络数据传输系统具有较高的实时性，同时对系统的操作方便性以及成本提出了要求。

三、智能建筑变电站综合自动化的功能设计

1.继电保护功能

智能建筑变电站综合自动化系统不仅需要具备普通变电站的功能，而且还必须要有独立的监控系统，这样即便系统网络出现了问题，也不影响继电保护单元的正常运行。微机保护除了需要具备继电保护的常规功能外，还应该具有以下功能：系统内各个插件需要具有自诊断功能，在插件运行故障时可以自行对故障因素进行判断，以便尽快恢复运行；系统需要具有故障记录功能，当发生故障时可以显示故障的时间以及电流、电压的情况；与监控系统相连，并且可以接收到监控系统发出的命令；此外，系统还需具有操作权限闭锁功能、远方查询功能和整定保护定值功能。

2.自动装置功能

智能建筑变电站综合自动化系统应该能够实现无功自动调控，在自动控制中可以根据当前的电流和电压情况利用自动装置来调节变压器抽头。同期检测与分闸的功能不仅可以检测无压同期，而且还能满足系统正常运行时以及出现运行故障时的同期，同期装置需要与通信网络独立开来。电流接地选线功能同样需要独立于通信网络，不能过多依靠后台计算机的检测功能。根据相关要求，小规模电流系统在出现单相接地故障后可以在两小时内带故障运行，如果在两小时内依然没有将故障完全消除则必须切除故障线路，这种要求决定了电流接电选线功能需要独立于通信网络。

3.控制及闭锁功能

保护设备检查、设置整定值以及照明等附属设备的投入和退出都属于控制功能的一部分，上述功能的实现可以通过CRT屏幕进行操作，即便如此，手动操作方式也不能完全消除。为了充分确保危机通信系统在出现故障时依然能够保持基本运行状态，系统应该具备就地和远方闭锁开关。CRT屏幕才做和操作出口应该具备闭锁功能，而且后者还需具备跳合闭锁功能；立足于一次性设备的实际运行情况，断路器操作和隔离开关也需具备闭锁功能。

4.监视功能

监测功能主要包括以下几种：其一是环境温度监测；其二是一次设备绝缘在线监测；其三是火警监测；其四是主变压器油温监测。当监测的数据超过了设定值后，系统就会自动发出告警信号，同时对故障的相关信息进行记录。

5.报警功能

报警功能就是可以对变电站内出现的主电源故障、开关跳闸等各种异常情况发出预警信息，同时记录故障发生的详细信息。报警输出的形式主要涵盖画面告警、语音告警以及故障数据记录显示等。

6.人机接口功能

智能建筑变电站综合自动应该具有良好的人机界面，以便工作人员通过显示屏全面掌握系统的实际运行情况，同时展开相应的操作。人机之间应该具备数据输入、显示画面以及故障诊断和维护等联系，当有人员值守时，人机连接功能可以在监控下进行后台运行，在无人值守的情况下则可以在上级工作站内运行。

7.远程通信功能

智能建筑变电站综合自动化系统要能够通过通信网络将变电站的正常运行数据信息以及故障信息传送到调度中心，以便工作人员及时全面掌握电力设备的实际运行情况，并对故障进行处理。

四、智能建筑变电综合自动化设计实施

站控层可以与通信系统连接起来实现变电站信息的实时汇总、更新、储存和传递，通过间隔层将控制信号传递到过程层中来加强对变电站中一次设备的控制。站控层的操作人员以工作站的形式来对后台进行操作并分析显示的数据，而且站控层本身就具有维护过程层设备以及修改相关参数的作用。间隔层可以对信息进行实时汇总整理，而且还能按照既定方案对电流和电压进行调整。可以通过网络接口方式来提升信息通道的冗余度，从而加强通信信号的畅通性。以分布式为主的变电站综合自动化系统可以将原本需要在室内进行操作的开关以及变压器等转移到一次设备作业现场，并充分结合Lonworks技术。这种方式不仅可以有效减少电缆的使用量，而且还能降低控制室的面积以及设备的成本费用。间隔层采用的是单元控制形式，将各个单元的控制器全都安装在开关柜中，尽量选择光电式互感器，在互感器正常运行时，电流大小决定着测量应用的不同设备，电流较小和较大时应该分别采用铁心电流互感器和Rogowski线圈进行测量，从而最大程度确保回路与电流信号的精准性。单元控制器可以将测量与保护进行充分结合，在检测线路时可以同时开展测量、控制与保护，从而实现间隔层中各个开关柜功能的整合，如果一个单元出现了问题势必会影响其他单元。单元控制器的抗震性能和防潮性能比较强，可以保证其在分合闸时也可以保持良好的运行状态。单元控制器的集成电路建立在Neuron芯片宿主型基础上，其中主要包括了两个部分，一方面是数据收集处，另一方面是控制计算机通信。

五、结束语

综上所述，随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，智能建筑出现并逐渐普及开来。变电站综合自动化系统在智能建筑中的应用可以为整个建筑提供源源不断地电力供应，实现电力能源的优化配置，契合我国可持续发展的理念，本文针对智能建筑变电站综合自动化系统进行了各方面阐述，旨在为我国电力行业的发展提供一定的借鉴。

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