摘要：變電站綜合自動化是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用。通過采集到比較齊全的數據和信息,利用計算機的高速計算能力和邏輯判斷能力,可方便的監視和控制變電站內各種設備的運行和操作。本文利用現代計算機技術、通信技術將變電站的二次設備經過功能的組合和優化設計,采用多臺微型計算機和大規模集成電路組成的自動化系統,改變常規的測量和監視儀表,代替常規控制屏、信號系統和遠動屏,用微機保護代替常規的繼電保護屏,從而改變了常規的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷,實現了對全站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護,以及與調度通信等綜合性的自動化功能。

關鍵詞：變壓站；綜合自動化系統；系統設計；變壓站改造

1變電站綜合自動化的基本功能

1.微機保護系統的功能

      變電站綜合自動化系統具有保證、可靠供電和提高電能質量的自動控制功能。電壓和頻率是電能質量的重要指標,因此,電壓、無功控制的具體調控目標如下:(1)維持供電電壓在規定的范圍內;(2)保持電力系統穩定和合適的無功平衡;(3)保證電壓合格的前提下使電能損耗為[5]。在變電站中,對電壓和無功的自動控制,主要是自動調節有載變壓器的分接頭位置和自動控制無功補償設備的投、切或控制其運行工況。電力系統的頻率是電能質量重要的指標之一。電力系統頻率偏移過大時,發電設備和用電設備都會受到不良的影響。因而當系統發生有功功率缺額的事故時,迅速地切斷部分負荷,減小系統的有功缺額,使系統頻率維持在正常水平或允許的范圍內。在具有兩路電源供電的變電所中,電源進線可分為工作電源進線和備用電源進線兩種。備用電源自投裝置就是當工作電源因故障被斷開后,能自動的而迅速的將備用電源投入工作的裝置。

2變電站綜合自動化系統的硬件結構特點

      變電站自動化系統的結構形式有集中式、分層分布式、分散與集中相結合三種類型,本文采用的是分散與集中相結合的結構。對于10kV～35kV的配電線路,可以將這個的保護、測量、控制單元分散安裝在各個開關柜中,然后由監控主機通過光纖或電纜網絡,對它們進行管理和交換信息。至于高壓線路保護裝置和變壓器保護裝置,仍可采用集中組屏安裝在控制室內。因此,本文所采用的硬件結構是:(1)10kV～35kV饋線保護采用分散式結構,就地安裝,節約控制電纜;(2)高壓線路保護和變壓器保護采用集中組屏,保護屏安裝在控制室內,通過現場總線于保護管理機通信;(3)其它自動裝置中,備用電源自投控制裝置和電壓、無功控制裝置采用集中組屏結構,安裝于控制室或保護室內。

2 安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動化系統

2.1方案綜述

       Acrel-1000變電站綜合自動化監控系統在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設備組成，并用分層、開放式網絡系統實現連接。站控層設備包括監控主機，提供站內運行的人機聯系界面，實現管理控制間隔層設備等功能，形成全站監控，并與遠方監控、調度通信；間隔層由若干個二次子系統組成，在站控層及站控層網絡失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監控功能。

針對工程具體情況，設計方案具有高可靠性，易于擴充和友好的人機界面，性能價格比*，監控系統由站控層和間隔層兩部分組成，采用分層分布式網絡結構，站控層網絡采用TCP/IP協議的以太網。站控層網絡采用單網雙機熱備配置。

3.2應用場所：

適用于公共建筑、工業建筑、居住建筑等各行業35kV以下電壓等級的用戶端配、用電系統運行監視和控制管理。

3.系統結構

4.系統功能

4.1 實時監測

Acrel-1000變電站綜合自動化系統，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態及有關故障、告警等信號。

4.2 報警處理

監控系統具有事故報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號；預告報警包括一般設備變位、狀態異常信息、模擬量或溫度量越限等。

1）事故報警。

次事故報警發生階段，允許下一個報警信號進入，即次報警不覆蓋上一次的報警內容。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能。

2）對每一測量值（包括計算量值），由用戶序列設置四種規定的運行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分別定義作為預告報警和事故報警。

3）開關事故跳閘到次數或開關拉閘到次數，推出報警信息，提示用戶檢修。

4）報警方式。

報警方式具有多種表現形式，包括彈窗、畫面閃爍、聲光報警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式，用戶根據自己的需要添加或修改報警信息。

4.3 調節與控制

操作員對需要控制的電氣設備進行控制操作。監控系統具有操作監護功能，允許監護人員在操作員工作站上實施監護，避免誤操作。

操作控制分為四級：

第控制，設備就地檢修控制。具有優先級的控制權。當操作人員將就地設備的遠方/就地切換開關放在就地位置時，將閉鎖所有其他控制功能，只進行現場操作。

級控制，間隔層后備控制。其與第三級控制的切換在間隔層完成。

第三級控制，站控層控制。該級控制在操作員工作站上完成，具有遠方/站控層的切換。

第四級控制，遠方控制，優先級。

原則上間隔層控制和設備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執行，并在站級層設置操作員、監護員口令及線路代碼，以確保操作的性和正確性。對任何操作方式，保證只有在上一次操作步驟完成后，才進行下一步操作。同一時間只允許一種控制方式。

納入控制的設備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開關及帶電動機構的接地開關；站用電380V斷路器；主變壓器分接頭；繼電保護裝置的遠方復歸及遠方投退連接片。

3）定時控制。操作員對需要控制的電氣設備進行定時控制操作，設定啟動和關閉時間，完成定時控制。

4）監控系統的控制輸出。控制輸出的接點為無源接點，接點的容量對直流為110V（220V）、5A，對交流為220V、5A。

4.4 用戶權限管理

系統設置了用戶權限管理功能，通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作系統可以定義不同操作權限的權限組（如管理員、維護員、值班員組等），在每個權限組里添加用戶名和密碼，為系統運行、維護、管理提供可靠的保障。

4 系統硬件配置

5 結語

變電站綜合自動化系統能代替常規的二次設備,變電站微機保護的軟、硬件設置既要與監控系統相對獨立,又能相互協調。微機保護裝置具有串行接口或現場總線接口,向計算機監控系統提供保護動作信息或保護定值等信息。系統的可擴展性和適應性要好,利用數字通信的優勢,實現數據共享。