變電站綜合自動(dòng)化概述

1、變電站綜合自動(dòng)化概述變電站綜合自動(dòng)化，也就是我們常說(shuō)的綜自系統(tǒng)，是二次系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。也是保證變電站安全。經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一種重要技術(shù)手段。隨著智能站的推廣，綜自系統(tǒng)和保護(hù)的界限越來(lái)越模糊，其的重要性越來(lái)越高。近幾期就和大家一起來(lái)學(xué)習(xí)一些綜自方面的相關(guān)知識(shí)。本期介紹一些總體的概念。1綜自的概念變電站綜合自動(dòng)化就是將變電站的二次設(shè)備（包括測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置、信號(hào)系統(tǒng)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)東裝置等）的功能綜合于一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站主要設(shè)備的監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)以及與調(diào)度通信等自動(dòng)化功能。綜自系統(tǒng)包括微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)、微機(jī)自動(dòng)裝置、微機(jī)五防等子系統(tǒng)。它通過(guò)微機(jī)化保護(hù)、測(cè)控單元采集變電站的各種信息（如母線電壓

2、、線路電流、斷路器位置、各種遙信等）。并對(duì)采集到的信息進(jìn)行分析處理，并借助通信手段，相互交換和上傳相關(guān)信息。綜自所謂的綜合，既包括橫向綜合，即講不同間隔、不同廠家的設(shè)備相互連接在一起；也包括縱向綜合，即通過(guò)縱向通信，將變電站與控制中心、調(diào)度之間緊密集合。2綜自的布局綜自系統(tǒng)按照設(shè)備的布局來(lái)劃分，可以分為集中式、局部分散式、分散式三種。（1）集中式通過(guò)集中組屏的方式采集變電站的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，并同時(shí)完成保護(hù)、控制、通信等功能。這種布局形式早期應(yīng)用的比較多，因?yàn)樵缙诰C自設(shè)備技術(shù)不成熟，對(duì)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的條件要求比較高，所以只能在環(huán)境比較良好的主控室中安裝。集中式布局的主要缺點(diǎn)是，所有與綜自

3、系統(tǒng)相連的設(shè)備都需要拉電纜連接進(jìn)入主控室，電纜的安裝敷設(shè)工作量很大，周期長(zhǎng)，成本高，也增加了CT的二次負(fù)載。隨著綜自設(shè)備技術(shù)的成熟，已經(jīng)用的很少。（2）局部分散式將高壓等級(jí)的保護(hù)、測(cè)控裝置集中安裝在主控室，而將低壓等級(jí)的保護(hù)綜自設(shè)備就近集中安裝于高壓室內(nèi)或?qū)Ｓ美^保小室內(nèi)。這種布局形式是一種綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行環(huán)境的方案，現(xiàn)在較多的用在超高壓變電站中。比如一個(gè)500kV站，分為主控室、500kV繼保小室、220kV繼保小室，各二次設(shè)備電纜就近連接到相應(yīng)的繼保小室中，各個(gè)繼保小室的保護(hù)測(cè)控設(shè)備間再通過(guò)光纖進(jìn)行通信聯(lián)系。（3）分散式隨著保護(hù)測(cè)控裝置技術(shù)的日漸提高，將保護(hù)測(cè)控裝置分散安裝于開關(guān)柜或機(jī)構(gòu)

4、箱成為可能。分散式布局將高壓等級(jí)的保護(hù)、測(cè)控設(shè)備集中安裝于主控室，低壓等級(jí)的保護(hù)綜自設(shè)備就直接分散安裝在開關(guān)柜上，各設(shè)備之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線或以太網(wǎng)進(jìn)行通信。這種布局方式極大地減少了電纜鋪設(shè)的工作量，提高了經(jīng)濟(jì)性。目前35kV以下電壓等級(jí)的保護(hù)綜自設(shè)備基本都能滿足分散式要求，而110kV以上主要還是在主控室集中組屏。3綜自的結(jié)構(gòu)層次關(guān)于綜自的結(jié)構(gòu)，我們經(jīng)常說(shuō)“三層兩網(wǎng)”。“三層”自上向下即：站控層（主要指后臺(tái)、五防、遠(yuǎn)動(dòng)等）、間隔層（包括保護(hù)、測(cè)控裝置和其它電子智能設(shè)備）、過(guò)程層（包括開關(guān)，變壓器，儀用互感器等一次設(shè)備）?！皟删W(wǎng)”也就是站控層網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。按照站控層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，我們可以將綜自系

5、統(tǒng)分為兩類：三層式和兩層式。（1）三層式按照間隔層、通信控制層、站控層，三層式結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)運(yùn)行。其中通信控制器是整個(gè)綜自系統(tǒng)的核心通信單元，站控層設(shè)備包括SCADA監(jiān)控機(jī)、五防機(jī)、操作員站等；間隔層設(shè)備包括保護(hù)裝置、測(cè)控裝置。結(jié)構(gòu)圖如下：三層式早期是主流結(jié)構(gòu)，但通過(guò)機(jī)構(gòu)圖可以看出，這種結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)就是，間隔層設(shè)備和站控層設(shè)備的通信必須都通過(guò)通信控制器，一旦通信控制器失效，就會(huì)造成間隔層與站控層通信中斷。這樣通信控制器的性能就成為整個(gè)系統(tǒng)的通信瓶頸，隨著變電站內(nèi)設(shè)備的增多，通信量也越來(lái)越大，因此這樣的結(jié)構(gòu)也會(huì)暴露出越來(lái)越多的問題。目前已經(jīng)應(yīng)用的較少。（2）兩層式隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，兩層式結(jié)構(gòu)逐漸取代了三層式結(jié)構(gòu)。兩層式省去了總控單元，只有間隔層和站控層，采用雙以太網(wǎng)組網(wǎng)。間隔層的保護(hù)、測(cè)控裝置直接與站控層網(wǎng)絡(luò)相連。計(jì)時(shí)站控層或網(wǎng)絡(luò)失效，間隔層也能獨(dú)立完成就地?cái)?shù)據(jù)采集控制功能。結(jié)構(gòu)圖如下：對(duì)于不具備條件的分散式低壓保護(hù)測(cè)控裝置，采用一種折衷的方式，將其采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式組網(wǎng)，再通過(guò)通信控制器接入站控層網(wǎng)絡(luò)。這樣低壓保護(hù)測(cè)控裝置的通信瓶頸問