變電站自動(dòng)化是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，國(guó)外在20世紀(jì)80年代已有分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)問(wèn)世。我國(guó)的變電站自動(dòng)化工作起步較晚，與*水平相比，大約有10年的差距。
為加快我國(guó)變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展步伐，創(chuàng)造更大的效益，有必要論述和探討我國(guó)變電站自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則、工作模式和發(fā)展策略，以期達(dá)成共識(shí)。
一．變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
1．變電站自動(dòng)化系統(tǒng)作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的一個(gè)子系統(tǒng)，應(yīng)服從電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的總體設(shè)計(jì)。其配置、功能包括設(shè)備的布置應(yīng)滿(mǎn)足電網(wǎng)安全、、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及信息分層傳輸、資源共享的原則。
2．分散式系統(tǒng)的功能配置宜采用下放的原則。凡可以在間隔層就地完成的功能如保護(hù)、備用電源自投、電壓控制等，無(wú)須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)去完成。
3．按我國(guó)的實(shí)際情況，目前變電站還不大可能*無(wú)人值守。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮遠(yuǎn)方與就地控制操作控制并存的模式(pattern)。同樣，保護(hù)單元亦應(yīng)具有遠(yuǎn)方、就地投切和在線修改整定值的功能，以遠(yuǎn)方為主，就地輔，并應(yīng)從設(shè)計(jì)、制造上保證同一時(shí)間只允許其中一種控制方式有效。
4．站內(nèi)自動(dòng)化及無(wú)人值班站的接入系統(tǒng)(system)設(shè)計(jì)，應(yīng)從技術(shù)上保證站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件接口滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)試儀結(jié)合廣大使用者反饋的意見(jiàn)，而開(kāi)發(fā)的全自動(dòng)化儀器。本儀器選用單片機(jī)為主導(dǎo)，先設(shè)定后開(kāi)機(jī)測(cè)試的方法，全部過(guò)程由微機(jī)自動(dòng)運(yùn)行控制，操作簡(jiǎn)單，方便適用。在運(yùn)行中，絕緣油由于受到氧氣、高溫度、高濕度、陽(yáng)光、強(qiáng)電場(chǎng)和雜質(zhì)的作用，性能會(huì)逐漸變壞，致使它不能充分發(fā)揮絕緣作用，為此必須定期地對(duì)絕緣油進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)，以鑒定其性能是否變壞。
5.要積而慎重地推行保護(hù)、測(cè)量、控制一體化設(shè)計(jì)，確保保護(hù)功能的相對(duì)獨(dú)立性和動(dòng)作可靠性
6.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先采用交流采樣技術(shù)，減輕t
A、tv的負(fù)載，提高測(cè)量精度。絕緣油耐壓測(cè)試儀真正實(shí)現(xiàn)了絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)定的全自動(dòng)化，將原來(lái)繁瑣而危險(xiǎn)的工作變得安全而簡(jiǎn)便。該儀器采用特殊軟硬件抗干擾措施，消除了易出現(xiàn)的死機(jī)現(xiàn)象。體積更小，方便攜帶到現(xiàn)場(chǎng)使用。同時(shí)，可取消光字牌屏和中央信號(hào)屏，簡(jiǎn)化控制（control)屏，由計(jì)算機(jī)承擔(dān)信號(hào)監(jiān)視功能，使任一信息做到一次采集、多次使用。
7.目前的分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，各部件之間的聯(lián)系絕大部分采用串行口通信方式，其通信速率和資源共享程度均受到限制。故建議采用局域網(wǎng)通信方式，尤其是平等網(wǎng)絡(luò)，如總線型網(wǎng)。
8.從抗電磁干擾角度考慮，在選擇通信介質(zhì)時(shí)可優(yōu)先采用光纖(Fiber)通信方式方法，這對(duì)分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)(system)尤為適用。
二．變電站自動(dòng)化系統(tǒng)工作模式
1.傳統(tǒng)模式這種模式就是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用普遍的遠(yuǎn)方終端裝置（rtu）加上當(dāng)?shù)乇O(jiān)控（監(jiān)視）系統(tǒng)（又稱(chēng)當(dāng)?shù)毓δ埽?，再配上變送器、遙信轉(zhuǎn)接、遙控執(zhí)行、ups等屏柜。當(dāng)采用交流采樣rtu時(shí)，可省去變送器屏柜。站內(nèi)保護(hù)裝置的信息，可通過(guò)遙信輸入回路（即硬件方法）進(jìn)入rtu，亦可通過(guò)串行口按約定的規(guī)約通信（即軟件方法）進(jìn)入rtu。此模式適合35～500千伏各種電壓等級(jí)、不同規(guī)模的變電站。
2.老站改造模式采用rs485星形結(jié)構(gòu)，構(gòu)成分布式的rtu。其特點(diǎn)是不增加屏柜位置，無(wú)需改動(dòng)原有二次回路，適用于老站改造。這類(lèi)產(chǎn)品有g(shù)r?90、tg5?700和mwy?c3a等分布式rtu等。
3.集中配屏模式該模式與傳統(tǒng)模式相比，的區(qū)別在于將rtu的遙控、信號(hào)、測(cè)量、電能計(jì)費(fèi)、通信等功能分別組屏，而由1個(gè)或2個(gè)總控單元通過(guò)串行通信口rs232，rs422，rs485）與各功能單元（屏柜）以及微機(jī)保護(hù)、故障錄波、上位機(jī)等通信。
4.全分散式該模式主要特點(diǎn)是以一次主設(shè)備如開(kāi)關(guān)、變壓器（Transformer）、母線等為安裝單位，將控制（control)、i／
O、閉鎖、保護(hù)等單元分散，就地安裝在一次主設(shè)備（屏柜）上。站控單元（在主控室內(nèi)）通過(guò)串行口（光纖通信）與各一次設(shè)備屏柜（在現(xiàn)場(chǎng)）相連，并與上位機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信。具體實(shí)施又分為兩種模式：一種是保護(hù)相對(duì)獨(dú)立，控制（control)和測(cè)量合一。另一種是保護(hù)、控制和測(cè)量合一。
5.局部分散式此模式綜合了集中式與分散式的特性，采用了分散式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而控制和保護(hù)仍集中配屏。通常將集中配屏安裝在分散的設(shè)備(shèbèi)小間內(nèi)。設(shè)備小間在一次設(shè)備附近，根據(jù)變電站的電壓等級(jí)和規(guī)?？稍O(shè)數(shù)個(gè)設(shè)備小間，就近管理，節(jié)省(spare)電纜（Cable)。此模式可用于各種電壓等級(jí)的變電站，尤其適用于500千伏及大型220千伏變電站。
三．變電站自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施方法
在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的具體實(shí)施過(guò)程(guòchéng)中，由于受現(xiàn)有專(zhuān)業(yè)分工和管理體制的影響而有不同的實(shí)施方法：一種主張站內(nèi)監(jiān)控以遠(yuǎn)動(dòng)為數(shù)據(jù)（data)采集和控制（control)的基礎(chǔ)，相應(yīng)的設(shè)備也是以電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化為基礎(chǔ)，保護(hù)相對(duì)獨(dú)立。另一種則主張站內(nèi)監(jiān)控以保護(hù)（微機(jī)保護(hù)）為數(shù)據(jù)采集和控制的基礎(chǔ)，將保護(hù)與控制、測(cè)量結(jié)合在一起。后者正在成為一種發(fā)展趨勢(shì)和共識(shí)。
從我國(guó)目前的運(yùn)行體制、人員配備、專(zhuān)業(yè)分工來(lái)看，前者無(wú)疑占有較大優(yōu)勢(shì)。因?yàn)闊o(wú)論從規(guī)劃設(shè)計(jì)、科研制造、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)等各方面，控制與保護(hù)都是相互獨(dú)立的兩個(gè)不同專(zhuān)業(yè)。因此，前者更符合我國(guó)國(guó)情。而后者因難以提供較清楚的事故分析和處理(chǔlǐ)的界面，一時(shí)還不易被運(yùn)行部門(mén)接受。但從發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)合理性及減少設(shè)備重復(fù)配置、簡(jiǎn)化維護(hù)工作量等方面考慮，后者又有其*性。
從信息流的角度看，保護(hù)（包括故障錄波等）和控制（control)、測(cè)量的信息源都是來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)t
A、tv二次側(cè)輸出，只是要求不同而已。保護(hù)主要采集一次設(shè)備的故障（fault）異常狀態(tài)信息，要求t
A、tv測(cè)量范圍較寬，通常按10倍額定值考慮，但測(cè)量精度要求較低，誤差在3％以上。而控制和測(cè)量主要采集運(yùn)行狀態(tài)信息，要求t
A、tv測(cè)量范圍(fànwéi)較窄，通常在測(cè)量額定值附近波動(dòng)，對(duì)測(cè)量精度（度）有一定的要求，測(cè)量偏差要求在1％以?xún)?nèi)?？偪貑卧苯咏邮諄?lái)自上位機(jī)（當(dāng)?shù)兀┗蜻h(yuǎn)方的控制輸出命令，經(jīng)必要的校核后可直接動(dòng)作至保護(hù)操作回路，省去了遙控輸出、遙控執(zhí)行等環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了設(shè)備，提高了可靠性。
從無(wú)人值班角度看，不僅要求簡(jiǎn)化一次主接線和主設(shè)備，同時(shí)也要求簡(jiǎn)化二次回路和設(shè)備。因此，保護(hù)和控制（control)、測(cè)量的一體化，有利于簡(jiǎn)化設(shè)備和化減少日常維護(hù)工作量。對(duì)110千伏及以下，尤其是10千伏配電站，除了電量計(jì)費(fèi)、功率總加等有測(cè)量精度要求而須接量測(cè)t
A、tv外，其他量測(cè)僅作監(jiān)視運(yùn)行工況之用，*可與保護(hù)t
A、tv合用。此外，在局域網(wǎng)上各種信息可以共享，控制、測(cè)量等均不必配置各自的數(shù)據(jù)采集硬件。常規(guī)的控制屏、信息屏、模擬(定義:對(duì)真實(shí)事物或者過(guò)程的虛擬)屏等亦可取消。
變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和無(wú)人值班運(yùn)行模式(pattern)的實(shí)施，在很大程度上取決于設(shè)備的可靠性。這里指的設(shè)備不僅是自動(dòng)化設(shè)備，更重要的是電氣主設(shè)備。根據(jù)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)，建議主管部門(mén)制定出有關(guān)設(shè)備制造、接口的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。自動(dòng)化設(shè)備制造廠商應(yīng)與電氣主設(shè)備制造廠商加強(qiáng)合作，提供技術(shù)合一的產(chǎn)品，以方便設(shè)計(jì)、運(yùn)行部門(mén)選型。
對(duì)數(shù)量較多的10千伏配電站，由于接線簡(jiǎn)單，對(duì)保護(hù)的要求相對(duì)較低，為簡(jiǎn)化設(shè)備、節(jié)省投資，建議由rtu來(lái)完成線路保護(hù)及雙母線切換（備自投）等保護(hù)功能。變壓器油介損測(cè)試儀設(shè)有自動(dòng)檢測(cè)功能，開(kāi)機(jī)自動(dòng)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)執(zhí)行調(diào)壓器回零；根據(jù)用戶(hù)需求可改變測(cè)試次數(shù)、攪拌靜置時(shí)間、聲控光控提醒連續(xù)打印與非打??；本儀器采用全自動(dòng)磁振子攪拌，消除油樣的不均勻和氣泡；采用了微型TPU－A面板式打印機(jī)，自動(dòng)打印輸出。為此，需在rtu軟件中增加保護(hù)運(yùn)行判斷功能。如備用電源自投功能，可通過(guò)(tōngguò)對(duì)相應(yīng)母線段失壓和相關(guān)開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)的邏輯(Logic)判斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。
今后，變電站自動(dòng)化的運(yùn)行模式將從無(wú)人值班、有人值守逐步向無(wú)人值守過(guò)渡（transition)。因此，遙視警戒技術(shù)（防火、防盜、防漬、防水汽泄漏及遠(yuǎn)方監(jiān)視等）將應(yīng)運(yùn)而生，并得到迅速發(fā)展。
隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，站內(nèi)rtu／ltu或保護(hù)監(jiān)控單元將直接上網(wǎng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)機(jī)及工作站通信。取消傳統(tǒng)的前置處理機(jī)環(huán)節(jié)，從而*消除通信;瓶頸;現(xiàn)象。
上一篇 串聯(lián)諧振裝置在發(fā)電機(jī)交流耐壓試驗(yàn)中的應(yīng)用 下一篇 廢舊線間變壓器巧制電源變壓器