變電站自動化系統(tǒng)選型問題的探討

變電站自動化系統(tǒng)選型問題的探討摘要:闡述了關于變電站自動化系統(tǒng)選型中存在的若干問題和應遵循的原則，介紹了變電站自動化系統(tǒng)的結構形式、功能、通訊網(wǎng)絡和傳輸規(guī)約等內容，強調了抓好選型工作的重要性。關鍵詞:變電站自動化系統(tǒng)；站內監(jiān)控功能；通訊規(guī)約近年來，隨著“兩網(wǎng)”改造的深入和電網(wǎng)的運行水平的提高，大量采用遠方集中控制、操作等自動化技術的變電站投入運行，既提高了勞動生存率，又減少了人為誤操作的可能。采用變電站自動化技術是變電站計算機應用的方向，也是電網(wǎng)發(fā)展的趨勢，值得大力推廣。但工程實際當中，部分變電站自動化系統(tǒng)功能不能充分發(fā)揮出來，存在問題較多，無法正常運行，不僅可以節(jié)省投資、節(jié)約材料，而且由于系統(tǒng)功能全、質量高，其可靠性高、可信度大，更便于運行操作。因此，把好變電站自動化系統(tǒng)的選擇關意義十分重大。基于改造經驗，本文總結了變電站自動化系統(tǒng)應具備的結構、功能、通訊網(wǎng)絡的選擇方法，同時也分析了該產品目前存在的問題。一、變電站結構形式的選擇目前應用較廣泛的變電站自動化系統(tǒng)的結構形式主要有集中式、分散與集中相結合和全分散式三種類型?，F(xiàn)將三種結構形式的特點簡述如下。集中式集中式結構的變電站自動化系統(tǒng)是指采用不同檔次的計算機，擴展其外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開關量和數(shù)字量等信息，集中進行計算與處理，分別完成微機控制、微機保護和一些自動控制等功能[1]。這種系統(tǒng)結構緊湊，體積小，可減少占地面積，造價低，適用于對35kV或規(guī)模較小的變電站，但運行可靠性較差，組態(tài)不靈活。分散與集中相結合分散與集中相結合的變電站自動化系統(tǒng)是將配電線路的保護和測控單元分散安裝在開關柜內，而高壓線路和主變壓器保護裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結構。此結構形式較常用，它有如下特點：（1）10～35kV饋線保護采用分散式結構，就地安裝，可節(jié)約控制電纜，通過現(xiàn)場總線與保護管理機交換信息。（2）高壓線路保護和變壓器保護采用集中組屏結構，保護屏安裝在控制室或保護室中，同樣通過現(xiàn)場總線與保護管理機通信，使這些重要的保護裝置處于比較好的工作環(huán)境，對可靠性較為有利。（3）其他自動裝置中，備用電源自投控制裝置和電壓、無功綜合控制裝置采用集中組屏結構，安裝于控制室或保護室中。1.3全分散式全分散式的變電站自動化是以一次主設備如開關、變壓器、母線等為安裝單位，將控制、I/O、閉鎖、保護等單元分散，就地安裝在一次主設備（屏柜）上。站控單元通過串行口與各一次設備相連，并與管理機和遠方調度中心通信。它有如下特點：（1）簡化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。（2）減少了施工和設備安裝工程量。由于安裝在開關柜的保護和測控單元在開關柜出廠前已由廠家安裝和調試完畢，再加上敷設的數(shù)量大大減少，因此現(xiàn)場施工、安裝和調試的工期隨之縮短。（3）簡化了變電站二次設備之間的互聯(lián)線，節(jié)省了大量連接電纜。（4）全分散式結構可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便，且抗干擾能力強，可靠性高。上述三種變電站自動化系統(tǒng)的推出，雖有時間先后，但并不存在前后替代的情況，變電站結構形式的選擇應根據(jù)各種系統(tǒng)特點和變電站的實際情況，予以選配。如以RTU為基礎的變電站自動化系統(tǒng)可用于已建變電站的自動化改造，而分散式變電站自動化系統(tǒng)，更適用于新建變電站。二、變電站自動化系統(tǒng)的主要功能變電站自動化系統(tǒng)功能很多，在選擇時，除了必須保證所選系統(tǒng)功能滿足變電站的需要之外，而且要求技術有一定的先進性，防止由于功能欠缺影響系統(tǒng)以后的安全運行或很快過時?，F(xiàn)將變電站自動化系統(tǒng)所應具備的功能概括如下：（1）站內監(jiān)控功能（SCADA功能）此功能包括站內數(shù)據(jù)采集與處理、運行監(jiān)視及報警記錄、設備檢測與診斷、報表編輯生成修改與打印、人機交互聯(lián)系及系統(tǒng)維護管理、計算統(tǒng)計、歷史數(shù)據(jù)記錄、事件順序記錄（SOE）、事故追憶、遠方通信等常用SCADA功能。（2）控制和調節(jié)通過鍵盤在屏幕所顯示的畫面上對各可控設備進行開/合，投/退等控制操作，對各可調設備進行升/降、定值設定等調節(jié)控制?？刂崎_關時可以按選擇一返校一執(zhí)行的方式實現(xiàn)每次操作一個對象的控制，也可以按批次控制、順序控制的方式一次對多個對象進行控制（無論那種控制方式，都要具備完整的控制閉鎖功能）：進行調節(jié)時可以一次調節(jié)一檔，也可以一次調節(jié)多檔，但同樣要具備完整的調節(jié)閉鎖和邊界報警功能。（3）電壓無功控制對于110kV電壓等級以上變電站，要求變電站自動化系統(tǒng)實現(xiàn)分布式站內自動電壓無功控制（VQC）。對于35kV變電站，站內自動電壓無功控制功能不作要求，但應滿足遠方調整電壓無功，即通過自動化系統(tǒng)可在當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)或調度端實現(xiàn)遠方手動調整變壓器分接頭和投切電容器功能。（4）對時系統(tǒng)對時要求是變電站自動化系統(tǒng)的最基本要求。110kV樞紐站和220kV站要求系統(tǒng)具有GPS對時功能，要求對變電站層設備和間隔層IED設備（包括智能電度表等）均實現(xiàn)GPS對時。并具有時鐘同步網(wǎng)絡傳輸校正措施。110kV終端站、35kV變電站不要求GPS對時功能，但要求具有一定精度的站內系統(tǒng)對時功能，定時完成由系統(tǒng)主機或由調度端發(fā)出的對站內間隔層設備的對時功能。（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裝置的簡短記錄和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