变电系统变电站自动化技术胡月 Summary：伴随着科学技术的发展，计算机网络技术和通信技术在各行各业中得到了普遍应用。变电系统引入自动化技术，在市场多元化发展态势下，对于系统的性能和可靠性都有所改进，从而提高了变电站的经济效益。本文针对变电系统的特点，对变电站综合自动化系统结构及其软件系统进行分析，并对其未来的发展趋势做简要展望。Keys：变电系统；自动化技术；电网一、变电站综合自动化系统结构1.1集中式系统结构采用模块化、集中式立柜结构，各控制保护功能均集中在专用的采集、控制保护柜中，所有控制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。集中模式一般要用功能和配置很强的计算机系统，各功能模块与硬件无关，用模块化软件连接实现。在硬件方面，集中采集信息，集中处理运算，各个控制单元的信号都用控制电缆送到主控室。其主要优点是信号采集处理集中，这种模式扩充性和维护性都较差而且投资大。1.2分布式系统结构分层分布式在逻辑上将变电站自动化系统划分为三层，即管理层（所级监控单元）、站控层和间隔层（间隔单元）。间隔层中各数据采集单元、控制单元（I/O单元）和保护单元分散安装在开关柜上或其它一次设备附近，各单元设备相互独立，通过通信网络互连，并与管理层和站控层通信，能在间隔层完成的功能，一般不依赖通信网络（如保护功能本身不依赖通信网络）。采用装设前置机，专门处理由各功能模块采集的信息，并将处理好的信息送到主机，以提高整个系统的处理能力。各单元之间用网络电缆或光缆连接起来构成一个分散式的监控系统，各单元相互独立，互不影响。整个功能模块集中于一个装置内，各机箱之间仅有通讯电缆连接，机箱与开关柜的连接可在出厂前作为开关柜的元件之一进行安装。这种系统的优点是：节省电缆，有很强的抗干扰能力，压缩了二次设备的占地面积。该模式在安装配置上即可就地分散安装，也可在控制室集中组屏或分散组屏。分层分布式结构由于没有外部电缆引接，施工中二次电缆敷设工作量大为减少，消除了施工中的人为事故因素，也减少了相应的投资。1.3分散分布式结构分散分布式结构采用“面向对象”设计。所谓面向对象，就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备，间隔层中数据、采集、控制单元（I/O单元）和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近，相互间通过通信网络相连，与监控主机通信。目前，此种系统结构采用的较多，主要原因是：利用了现场总线的技术优势，省去了大量二次接线，控制设备之间仅通过双绞线或光纤连接，设计规范，设备布置整齐，调整扩建也很简单，成本低，运行维护方便。二、变电站自动化系统的软件系统2.1采集与监控软件采集与监控软件的功能性在于承担着设备的温度、电压、气压、功率等等信号数据采集工作，对于数据进行处理后，通过分析判断事故，整理打表、控制输出。其监控的功能主要体现在做好变电站设备运行的各个环节的监控工作，不但要坚实运行的安全可靠性，还要对于运行状态做好记录。2.2管理软件管理软件的控制主要是由管理人员来操作的，其工作任务就是将信息数据进行整合，根据所显示信息来调整设备运行状态，以及承担着故障处理工作。管理软件所获取的信息是通过网络通讯装置来完成的，对于所接受到的信息进行处理之后，将相应的命令传输给工控机。2.3网络通讯软件网络通讯软件承担着监控管理层与单元之间，以及各个单元之间的通信工作。在变电站自动化系统中，网络通讯是基础，除了承担着信息的传输任务之外，还调度中心与管理层之间所建立起来的远程联系，也需要网络通讯来完成，而且还强化了监控作用。三、变电站自动化技术发展趋势变电站自动化系统国内外均是向全分散式系统发展，并与计算机技术、网络技术和通信新技术紧密相连，变电站自动化新技术动向主要表现在以下方面。3.1通信及规约典型的变电站综合自动化系统，可分为三个层次。第一层为分布式的综合设备，它们把模拟量、开关量数字化，实现保护功能，上送测量和保护信息，按收控制命令和定值参数，是系统与一次设备的接口：第二层次为站内通信网，它的任务是搜集各综合设备的上传信息，下达控制命令及定值参数等，是信息流动的动脉：第二层次是变电站层的监控及通信系统，它的任务是下与站内通信网相连，使全站数据进入数据库，并根据需要向上送往调度中心及控制中心，实现远方通信功能，同时，通过人机界面、数据处理能力，实现就地监控功能，是系统与运行人员的接口。其中通信层在这里起着举足轻重的作用更使变电站自动化系统发生了根本的变化，这些变化集中表现在以下几个方面。(1)在测控单元和通信单元之间。首先，引入现场总线技术。现场总线技术不仅具有高速(达1MHz及以上)传输特征，并且具备“多路侦听，自动上送”的功能，解决了多CPU系统的信息传输及突发事件的优先传输问题。变电站自动化己大规模推广并已有大量变电站实现无人值班。作为“枢纽工程”的通信系统，必须采用双网络来提高系统的可靠性。在通信媒介方面，光纤是较为理想的通信媒介，但由于价格及施工方便等方面的因素。双绞线仍将被普遍采用。(2)在当地计算机和通信单元方面。由于利用变电站自动化来实现无人值班，因此其传递的信息容量将很大(不仅要传递监控、保护的信息，还要传递数字电量、录波及其它安全自动装置的信息)。由于计算机(工作站)及LAN技术已十分成熟，利用LAN技术来传输信息已成为近距离计算机通信的优选方案。从系统整体的可靠性考虑。应配各双通信单元、双以太网、双计算机来实现信息的传输及管理，该方案的通信媒介大多采用双绞线。(3)与多个控制中心的连结。与控制中心(远方计算机)的连接突出表现在通道和通信协议上。在通信通道上，有传统的微波、载、波、光纤、卫星等传输链路，这些通道基本上是专线或临时专线。而近年发展起来的网络技术可为其提供一个或多个虚拟通道，尤其是国家电力一般数据网的建立，为这种数据传输方式提供了强有力的手段。由此可见，变电站自动化的信息传输已逐渐向网络方向发展，并将由局域网互联向广域网互联发展，由此而带来的电力系统信息共享的益处将是巨大的。3.2系统性能早期的变电站自动化系统仅是实现基本“四遥”，功能对基本的变电管理，而将来的变电站自动化系统将赋予一些新的功能。如今的变电站自动化系统测控技术已基本成熟，并且已使用网络技术将变电站之内的许多智能装置进行互联及实现信息共享。但系统之内的许多资源远没有充分利用(如：用于测控的CPU速率都很高，还远未发挥其作用：共享的资源十分丰富，却仅作一些统计之用)。因此，充分利用资源将是今后努力的方向，如在实时数据的基础上实现电压无功控制、小电流接地判别、防误操作、事故应急处理方案、多台主变的经济运行方案优化、线路同期、设备寿命管理、录波等功能。另外，随着城网、农网配电自动化的开展，变电站自动化亦将辅以一些配电自动化的功能要求。结论综上所述，变电站综合自动化系统正在发展，在城农网建设改造工作中，无论从其技术性、重要性、投资数和任务量都占有相当的地位，市场前景十分广阔，高新技术的应用和现场实际要求的有机结合，将促进变电站综合自动化技术更加完善。Reference1徐晓杰.电力系统变电自动化的技术发展历程J.理论探讨，2010(2).2冯俊.对变电站自动化技术应用与发展的探讨J.大科技，2013(3).3武学君，扬春华.论变综合自动化技术在变电站中的应用J.数字技术与应用，2010(11).4袁淦钦.综合自动化技术在变电站中的应用J.技术研发，2013，20(8). -全文完-