变电站自动化系统发展的思考

　　摘要：回顾变电站自动化系统的发展，综合变电站自动化系统的现状，展望变电站自动化系统发展的趋势，提出现今存在的一些问题及解决问题的建议。
　　关键词：变电站，自动化，现状，发展
　　1．变电站自动化系统的发展及现状
　　变电站自动化系统由最初的集中控制式RTU，即通过变送器及一些数字接口电路对变电二次系统的一些测量和信号进行采集，采集量送至单片机或工控机进行集中处理。
　　随着电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展，现今变电站将各独立的间隔控制器和间隔继电保护装置通过高速的通信网络组合起来，实现各间隔层独立工作、数据共享，上位机对共享数据进行集中处理和传输，形成了一个集电气量的采集、电气设备(如断路器)的状态的监视、控制和调节、变电站的正常运行的监视和操作、事故时瞬态电气量的采集、监视和控制(由继电保护、故障录波等所完成)、事故后的变电站恢复正常运行的操作于一体的强大的综合系统。
　　随着技术的进步，在不久的未来还应包括高压电气设备本身的监视信息(如断路器、变压器、避雷器等的绝缘和状态监视等),需要从变电站得到信息的单位,除了调度中心、运行方式科、继电保护工程师之外，还需要传送到检修或维修中心,为电气设备的监视和为制定维修计划而收集原始数据提供先进的手段。虽然在发展的前期各自为政，但随着发展和不断深化整合，必将在统一的通信规约下，成为一个强大互补的整体系统。
　　2．存在的问题及解决问题的思考
　　变电站自动化系统经过各级专业人员多年的努力，已形成了各独立的间隔控制器和间隔继电保护装置通过高速的通信网络组合起来，实现各间隔层独立工作、数据共享，上位机对共享数据进行集中处理和传输的强大的综合系统。
　　由于变电站自动化系统是一个多专业合作的事业，涵盖了保护、自动化、通信等多个专业，系统在运行中存在许多方面的问题拭待解决：
　　一．数据采集方面的问题
　　系统对数据采集的要求是不失真地传变交流量的前提下保证数据的精确度。而保护和测控所要求的有所不同：保护装置要求在任何情况下不失真（包括事故情况下的大的交流量），而对数据的精确度要求不是太高（大于0.5级即可）；测控装置要求较高的精确度（大于0.2级），而故障情况下的大的交流量不要求精确传变。现在的低压（35KV、10KV）装置将保护和测控做到了一体化，即共用了一个数据采集模块，保护和测控要求不同的矛盾就将体现，在优先满足保护要求的前提下（使用保护专用TA）必将牺牲精确度。
　　为了解决这一矛盾，建议采用双采样模块，将保护和测控的交流采样分开。
　　二．抗干扰的问题
　　从一开始，微电子产品在现场运行的干扰问题就一直引起我们的关注。现在我们通过一系列措施，如现场接地、抗干扰端子、强弱电隔离、抗干扰电路等，取得了很大成效；交流输入的干扰我们已经能很好地控制，既遥测的干扰基本得到解决；现场对开关量输入、输出回路的干扰，造成误发遥信的问题比较普遍，这也是当前要解决的主要问题：
　　1．系统波动时，如系统运行方式变化、负荷变化、雷击、各种故障情况下，误发遥信的问题；
　　2．系统故障点较多时，信息传输量较大，造成通道阻塞，有重复信息、无用信息、误发信息上传，而有用信息上传滞后或不能上传。
　　解决问题的几点建议：
　　1．可靠的二次接地铜排网。在站内构建一个一点接地的可靠的接地铜排网，所有的二次系统通过铜排网接地；现在我们的控制室设备都做到了，但下放到间隔设备上的间隔控制器和间隔继电保护装置还没有引起足够重视。
　　2．加强站内通信网络的抗干扰和防雷措施。我们的间隔层与站控层的通信是通过站内构建以太网、LAN网或其他，现在对其的抗干扰或防雷我们考虑极少或根本不考虑，造成变电站在系统波动时遥信误发、通信网卡雷击损坏。
　　3．各专业均衡协调，对遥信量规范管理。现在我们的变电站遥信量少则几百点，多则上千点，这在站内通信有高速以太网、LAN网或其他，不存在问题，但在自动化主站和子站的通信数据流大时，问题就明显暴露。这就要求我们对遥信量规范管理：
　　（1）各专业均衡协调，精简遥信点。避免意思相近或重复的信息量，将一些专业的信息量在监控中归总，专业信息量通过单独系统上传，如建立继电保护信息管理系统。
　　（2）对于上传的信号甄别分级，按照实际情况分为三级
　　a．出现信号后必须马上到现场处理的即事故告警信号
　　b．出现信号允许经过一段时间到现场处理的即预告告警信号
　　c．出现信号可在远方复归无需赶到现场的即日常预告信号
　　根据上述分类可分别设置事故、预告信号画面。
　　a类信号应设置为最高优先级，具备事故音响和画面，除了包括常规变电站的事故信号之外，还应包括运动通道中断、直流母线失压、保护回路直流电源消失、10（35）kV母线接地等信号。
　　b类信号为次优先级，显示方式与事故信号一致，主要包括应及时消除的缺陷信号如开关机构故障、控制回路断线、充电装置故障、直流电压过高过低、直流接地、交流电压异常、通讯远动电源消失等等。
　　c类信号作为普通的预告信号，显示预告信号画面，主要包括除a、b类外的上传信号。
　　三．遥控方面的问题：
　　由于相对重视，遥控的成功率较高，尚能满足需要，遥控的不成功多由通道中断引起。目前暴露了两个问题：
　　1．遥控操作在单机上进行，操作监护形同虚设，实行双人双机监控操作能很好解决问题。
　　2．由于部分自动化子站的软件问题，在系统故障下子站系统程序紊乱，造成了遥控命令的误发。
　　四．通信方面的问题：
　　随着变电站自动化的推广应用，通信问题逐步暴露：
　　1．通信电源故障造成整个通信中断时有发生，其影响极大。所以建立通信电源监控系统和加强通信电源维护，提高通信电源稳定性意义极大。
　　2．通信通道问题，尽管通信通道故障率低，但通道故障往往发生在系统故障多发时，一旦中断，给系统的事故判断和处理带来难以想象的困难。
　　3．通信规约的问题。1801规约的数据位12位，而变电站数据16位，造成数据采集误差；遥控有时存在不明原因的拒动；有的变电站开关变位信号有时捕捉不到，直流系统、电压无功优化系统等小系统的规约与综合自动化规约配合不够顺畅。
　　3．结束语：
　　变电站自动化系统是一个多专业合作的事业，需要我们统一规划、多专业协调合作、规范通信规约和系统管理，通过各专业的共同努力来发现和解决存在的问题。
　　
　　参考文献：
　　1．袁季修：保护通信接口标准介绍(一)(二),电力系统自动化
　　2．杨泽羽.变电站自动化系统技术发展主导趋向.电力系统自动化
　　3．陶晓农.分散式变电站监控系统中的通信技术方案.电力系统自动化
　　