變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選型問(wèn)題的探討

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選型問(wèn)題的探討摘要:闡述了關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選型中存在的若干問(wèn)題和應(yīng)遵循的原則，介紹了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、功能、通訊網(wǎng)絡(luò)和傳輸規(guī)約等內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)了抓好選型工作的重要性。關(guān)鍵詞:變電站自動(dòng)化系統(tǒng)；站內(nèi)監(jiān)控功能；通訊規(guī)約近年來(lái)，隨著“兩網(wǎng)”改造的深入和電網(wǎng)的運(yùn)行水平的提高，大量采用遠(yuǎn)方集中控制、操作等自動(dòng)化技術(shù)的變電站投入運(yùn)行，既提高了勞動(dòng)生存率，又減少了人為誤操作的可能。采用變電站自動(dòng)化技術(shù)是變電站計(jì)算機(jī)應(yīng)用的方向，也是電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)，值得大力推廣。但工程實(shí)際當(dāng)中，部分變電站自動(dòng)化系統(tǒng)功能不能充分發(fā)揮出來(lái)，存在問(wèn)題較多，無(wú)法正常運(yùn)行，不僅可以節(jié)省投資、節(jié)約材料，而且由于系統(tǒng)功能全、質(zhì)量高，其可靠性高、可信度大，更便于運(yùn)行操作。因此，把好變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的選擇關(guān)意義十分重大。基于改造經(jīng)驗(yàn)，本文總結(jié)了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)、功能、通訊網(wǎng)絡(luò)的選擇方法，同時(shí)也分析了該產(chǎn)品目前存在的問(wèn)題。一、變電站結(jié)構(gòu)形式的選擇目前應(yīng)用較廣泛的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要有集中式、分散與集中相結(jié)合和全分散式三種類型?，F(xiàn)將三種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下。集中式集中式結(jié)構(gòu)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是指采用不同檔次的計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展其外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開(kāi)關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算與處理，分別完成微機(jī)控制、微機(jī)保護(hù)和一些自動(dòng)控制等功能[1]。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可減少占地面積，造價(jià)低，適用于對(duì)35kV或規(guī)模較小的變電站，但運(yùn)行可靠性較差，組態(tài)不靈活。分散與集中相結(jié)合分散與集中相結(jié)合的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是將配電線路的保護(hù)和測(cè)控單元分散安裝在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，而高壓線路和主變壓器保護(hù)裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)形式較常用，它有如下特點(diǎn)：（1）10～35kV饋線保護(hù)采用分散式結(jié)構(gòu)，就地安裝，可節(jié)約控制電纜，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與保護(hù)管理機(jī)交換信息。（2）高壓線路保護(hù)和變壓器保護(hù)采用集中組屏結(jié)構(gòu)，保護(hù)屏安裝在控制室或保護(hù)室中，同樣通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與保護(hù)管理機(jī)通信，使這些重要的保護(hù)裝置處于比較好的工作環(huán)境，對(duì)可靠性較為有利。（3）其他自動(dòng)裝置中，備用電源自投控制裝置和電壓、無(wú)功綜合控制裝置采用集中組屏結(jié)構(gòu)，安裝于控制室或保護(hù)室中。1.3全分散式全分散式的變電站自動(dòng)化是以一次主設(shè)備如開(kāi)關(guān)、變壓器、母線等為安裝單位，將控制、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。站控單元通過(guò)串行口與各一次設(shè)備相連，并與管理機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信。它有如下特點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。（2）減少了施工和設(shè)備安裝工程量。由于安裝在開(kāi)關(guān)柜的保護(hù)和測(cè)控單元在開(kāi)關(guān)柜出廠前已由廠家安裝和調(diào)試完畢，再加上敷設(shè)的數(shù)量大大減少，因此現(xiàn)場(chǎng)施工、安裝和調(diào)試的工期隨之縮短。（3）簡(jiǎn)化了變電站二次設(shè)備之間的互聯(lián)線，節(jié)省了大量連接電纜。（4）全分散式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便，且抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。上述三種變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的推出，雖有時(shí)間先后，但并不存在前后替代的情況，變電站結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)根據(jù)各種系統(tǒng)特點(diǎn)和變電站的實(shí)際情況，予以選配。如以RTU為基礎(chǔ)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可用于已建變電站的自動(dòng)化改造，而分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，更適用于新建變電站。二、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)功能很多，在選擇時(shí)，除了必須保證所選系統(tǒng)功能滿足變電站的需要之外，而且要求技術(shù)有一定的先進(jìn)性，防止由于功能欠缺影響系統(tǒng)以后的安全運(yùn)行或很快過(guò)時(shí)?，F(xiàn)將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能概括如下：（1）站內(nèi)監(jiān)控功能（SCADA功能）此功能包括站內(nèi)數(shù)據(jù)采集與處理、運(yùn)行監(jiān)視及報(bào)警記錄、設(shè)備檢測(cè)與診斷、報(bào)表編輯生成修改與打印、人機(jī)交互聯(lián)系及系統(tǒng)維護(hù)管理、計(jì)算統(tǒng)計(jì)、歷史數(shù)據(jù)記錄、事件順序記錄（SOE）、事故追憶、遠(yuǎn)方通信等常用SCADA功能。（2）控制和調(diào)節(jié)通過(guò)鍵盤在屏幕所顯示的畫(huà)面上對(duì)各可控設(shè)備進(jìn)行開(kāi)/合，投/退等控制操作，對(duì)各可調(diào)設(shè)備進(jìn)行升/降、定值設(shè)定等調(diào)節(jié)控制?？刂崎_(kāi)關(guān)時(shí)可以按選擇一返校一執(zhí)行的方式實(shí)現(xiàn)每次操作一個(gè)對(duì)象的控制，也可以按批次控制、順序控制的方式一次對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行控制（無(wú)論那種控制方式，都要具備完整的控制閉鎖功能）：進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)可以一次調(diào)節(jié)一檔，也可以一次調(diào)節(jié)多檔，但同樣要具備完整的調(diào)節(jié)閉鎖和邊界報(bào)警功能。（3）電壓無(wú)功控制對(duì)于110kV電壓等級(jí)以上變電站，要求變電站自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分布式站內(nèi)自動(dòng)電壓無(wú)功控制（VQC）。對(duì)于35kV變電站，站內(nèi)自動(dòng)電壓無(wú)功控制功能不作要求，但應(yīng)滿足遠(yuǎn)方調(diào)整電壓無(wú)功，即通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)可在當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)或調(diào)度端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方手動(dòng)調(diào)整變壓器分接頭和投切電容器功能。（4）對(duì)時(shí)系統(tǒng)對(duì)時(shí)要求是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的最基本要求。110kV樞紐站和220kV站要求系統(tǒng)具有GPS對(duì)時(shí)功能，要求對(duì)變電站層設(shè)備和間隔層IED設(shè)備（包括智能電度表等）均實(shí)現(xiàn)GPS對(duì)時(shí)。并具有時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)傳輸校正措施。110kV終端站、35kV變電站不要求GPS對(duì)時(shí)功能，但要求具有一定精度的站內(nèi)系統(tǒng)對(duì)時(shí)功能，定時(shí)完成由系統(tǒng)主機(jī)或由調(diào)度端發(fā)出的對(duì)站內(nèi)間隔層設(shè)備的對(duì)時(shí)功能。（5）故障錄波故障錄波的數(shù)據(jù)和波形是電網(wǎng)事故運(yùn)行分析的重要參數(shù)。35kV變電站和一般的110kV終端站可以不要求安裝故障錄波，一些分析信息可從保護(hù)裝置的簡(jiǎn)短記錄和SOE中提取。但110kV樞紐站要求具有故障錄波功能。（6）小電流接地選線該功能要求配備三相C