淺析變電站綜合自動化系統(tǒng)

摘 要：本文簡要介紹了變電站綜合自動化系統(tǒng)之重要性和發(fā)展趨勢，提出了變電站綜合自動化基本概念，并對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通訊方式和能實現(xiàn)之基本功能及變電站自動化之發(fā)展前景進(jìn)行分析
    關(guān)鍵詞：變電站綜合 自動化系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 功能
    一、 概述
    電網(wǎng)是一個不可分割之整體，對整個電網(wǎng)之一、二次設(shè)備信息進(jìn)行綜合利用，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大之意義。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)之一項措施。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：隨著自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技之飛速發(fā)展，一方面綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)之變電站二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為必然趨勢。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：另一方面，保護(hù)本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視和控制管理等更強(qiáng)健之功能。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：發(fā)展和完善變電站綜合自動化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展之新之趨勢。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    二、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    目前從國內(nèi)、外變電站綜合自動化之開展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)：
    １．分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布之多臺計算機(jī)單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源之網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)分布式處理。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之 大特點是將變電站自動化系統(tǒng)之功能分散給多臺計算機(jī)來完成。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：分布式模式一般按功能設(shè)計，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件之能力，解決了CPU運(yùn)算處理之瓶頸問題。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級之網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸之瓶頸問題，提高了系統(tǒng)之實時性。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊正常運(yùn)行。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)自問世以來，顯示出強(qiáng)大之生命力。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上之問題等。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    ２．集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    集中式一般采用功能較強(qiáng)之計算機(jī)并擴(kuò)展其I／O接口，集中采集變電站之模擬量和數(shù)量等信息，集中進(jìn)行計算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動控制等功能。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測等功能，后臺機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：目前國內(nèi)許多之廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)有以下不足：
    （1） 前置管理機(jī)任務(wù)繁重、引線多，降低了整個系統(tǒng)之可靠性，若前置機(jī)故障，將失去當(dāng)?shù)丶斑h(yuǎn)方之所有信息及功能。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    （2） 軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試煩瑣。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    （3） 組態(tài)不靈活，對不同主接線或規(guī)模不同之變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計，工作量大并且擴(kuò)展一些自動化需求之功能較難。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    ３．分層分布式結(jié)構(gòu)
    按變電站之控制層次和對象設(shè)置全站控制級——變電站層(站級測控單元)和就地單元控制級——間隔層(間隔單元）之二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理之系統(tǒng)具有以下明顯之優(yōu)點：
    （1）可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將“危險”分散，當(dāng)站級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而 重要之保護(hù)、控制功能在段級仍可繼續(xù)運(yùn)行；段級之任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站之通信中斷，比如長期霸占全站之通信網(wǎng)絡(luò)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    （2） 可擴(kuò)展性和開放性較高，利于工程之設(shè)計及應(yīng)用。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    （3） 站內(nèi)二次設(shè)備所需之電纜大大減少，節(jié)約投資也簡化了調(diào)試維護(hù)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    三、常見通訊方式
    目前國內(nèi)常采用以太網(wǎng)通訊方式，在以太網(wǎng)出現(xiàn)之前，無論RS-232C、EIA-422/485都無法避免通信系統(tǒng)繁瑣、通訊速度緩慢之缺陷。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：現(xiàn)場總線之應(yīng)用部分地緩解了便電站自動化系統(tǒng)對通信之需求，但在系統(tǒng)容量較大時依然顯得捉襟見肘，以太網(wǎng)之應(yīng)用，使通訊問題迎刃而解。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：常見之通訊方式有：
    1） 雙以太網(wǎng)、雙監(jiān)控機(jī)模式，主要是用于220-500kV變，在實現(xiàn)上可以是雙控機(jī)+雙服務(wù)器方式，支撐光/電以太網(wǎng)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    2） 單以太網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機(jī)模式。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    3） 雙LON網(wǎng)，雙監(jiān)控機(jī)模式。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    4） 單LON網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機(jī)模式。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    四、變電站自動化系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)之功能
    １. 微機(jī)保護(hù)：是對站內(nèi)所有之電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，括線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動裝置。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：各類保護(hù)應(yīng)具有下列功能： １）故障記錄


    ２）存儲多套定值
    ３）顯示和當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ?br/>    ４）與監(jiān)控系統(tǒng)通信。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息，動作序列。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：當(dāng)前整定值及自診斷信號。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值，校對時鐘等命令。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：通信應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    ２.　數(shù)據(jù)采集及處理功能
    括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)
    １）狀態(tài)量采集
    狀態(tài)量括：斷路器狀態(tài)，隔離開關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號及變電站一次設(shè)備告警信號、事故跳閘總信號、預(yù)告信號等。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過通信方式獲得。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
    ２）模擬量采集
    常規(guī)變電站采集之典型模擬量括：各段母線電壓、線路電壓，電流和有

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