目前變電站綜合自動(dòng)化得到了迅速的發(fā)展，尤其是隨著電力系統(tǒng)“達(dá)標(biāo)創(chuàng)一流”的實(shí)施，全國(guó)已經(jīng)有許多變電站實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化，其中一些220 kV變電站、110 kV變電站的設(shè)備已經(jīng)具備了無人值守的條件。 　　下面對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的具體內(nèi)容作以介紹；對(duì)建設(shè)綜合自動(dòng)化變電站存在的問題加以分析；對(duì)下一步的繼續(xù)發(fā)展進(jìn)行探討。 [b]1　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本內(nèi)容 [/b]　　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本內(nèi)容包括：繼電保護(hù)、故障錄波、“五防”閉鎖、測(cè)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)五部分組成。 　　繼電保護(hù)包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)等。線路保護(hù)部分設(shè)有啟動(dòng)元件、零序電流元件、零序方向元件、距離元件、振蕩閉鎖元件、TV斷線報(bào)警、TA斷線報(bào)警、控制回路斷線報(bào)警及自動(dòng)重合閘；變壓器保護(hù)由差動(dòng)保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)、零序過電流保護(hù)、零序過電壓保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)及TV斷線保護(hù)幾部分組成；電容器保護(hù)由過電流保護(hù)、不平衡電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)及不平衡電壓保護(hù)幾部分組成。 　　故障錄波主要是記錄故障前后的電壓、電流的動(dòng)態(tài)變化過程及開關(guān)量的狀態(tài)。在管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，設(shè)有專家系統(tǒng)，可提供標(biāo)準(zhǔn)的操作票，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作的硬閉鎖。還可以利用專家系統(tǒng)方便、直觀地進(jìn)行反事故演習(xí)，而不會(huì)影響其他功能的正常運(yùn)行。綜合自動(dòng)化的變電站除了實(shí)現(xiàn)就地測(cè)控外，還設(shè)有比較完備的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的“四遙”要求在綜合自動(dòng)化的變電站中得到具體體現(xiàn)，無人值守的變電站更是如此。測(cè)控系統(tǒng)的主要內(nèi)容是開關(guān)控制、變壓器調(diào)壓、補(bǔ)償電容器調(diào)壓、低頻減載、變電站的參數(shù)采集。經(jīng)過通信聯(lián)網(wǎng)使變電站 實(shí)現(xiàn)了與調(diào)度系統(tǒng)的信息傳遞，從而完成“四遙”功能。 [b]2　變電站繼電保護(hù)與綜合自動(dòng)化 [/b]　　變電站繼電保護(hù)的安裝位置與以往相比發(fā)生了很大的變化，基本上考慮2種方式：①就地安裝；②集中安裝。有的變電站只考慮一種方式，有的則2種方式全用。作為一般的設(shè)計(jì)，10 kV線路保護(hù)安裝到開關(guān)柜上，變壓器以及高壓線路保護(hù)則集中于控制室，繼電保護(hù)裝置經(jīng)過通信線路與管理計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。這種考慮主要是由于10 kV開關(guān)柜一般為戶內(nèi)安裝，變壓器以及高壓線路開關(guān)為戶外安裝的緣故。微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，即單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使保護(hù)獨(dú)立于管理機(jī)之外，并與管理機(jī)建立通信聯(lián)系成為可能，如此，繼電保護(hù)并沒有成為以大型計(jì)算機(jī)為中心的內(nèi)部的一部分。繼電保護(hù)作為綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分，在結(jié)構(gòu)、功能上相互獨(dú)立，在管理上相互通信的模式為人們所接受。繼電保護(hù)不僅是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分，而且是 獨(dú)立于綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分，這種設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性無疑是非常必要的。 [b]3　綜合自動(dòng)化變電站采用的新成果 [/b]　　一些新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備以及新的科研成果，已經(jīng)陸續(xù)應(yīng)用到變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中。 　　3.1　小電流接地選線 　　由于微機(jī)型小電流接地選線裝置陸續(xù)投入使用，這些產(chǎn)品因?yàn)樵谟布线M(jìn)行了嚴(yán)格的篩選，在結(jié)構(gòu)上采取了一系列的抗干擾措施，在軟件上設(shè)置了自檢程序，設(shè)置了防止誤動(dòng)的檢測(cè)環(huán)節(jié)等，使小電流接地故障選線保護(hù)基本達(dá)到了動(dòng)作無誤的程度。 　　3.2　機(jī)卡保護(hù) 　　機(jī)卡保護(hù)是防止開關(guān)拒動(dòng)時(shí)燒毀繼電器觸點(diǎn)的一種保護(hù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在低壓系統(tǒng)中由于開關(guān)機(jī)構(gòu)的質(zhì)量問題，燒毀跳閘繼電器觸點(diǎn)的事情是常見的，引用了機(jī)卡保護(hù)后，徹底解決了繼電器被燒毀的問題。 　　3.3　直流接地選線裝置 　　由于變電站直流系統(tǒng)的接線很復(fù)雜，運(yùn)行中的直流系統(tǒng)接地現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，近幾年有比較成功的直流接地選線裝置投入運(yùn)行，基本上實(shí)現(xiàn)了不拉路選線的愿望，提高了變電站運(yùn)行的可靠性。 　　3.4　時(shí)鐘校對(duì)系統(tǒng) 　　變電站的微機(jī)型保護(hù)及自動(dòng)裝置中均設(shè)有事件的記錄功能，并利用裝置內(nèi)部的時(shí)鐘來記錄故障等事件相關(guān)的參數(shù)，以便按順序進(jìn)行追憶，記錄的時(shí)間分年、月、日、時(shí)、分、秒、毫秒、微秒，作為一套裝置如此設(shè)置是無可挑剔的，但是對(duì)于變電站與調(diào)度管理系統(tǒng)，由于各自內(nèi)部時(shí)鐘誤差的存在，日積月累，偏差難免會(huì)過大，采用了時(shí)鐘校對(duì)措施以后，事件的時(shí)間就會(huì)徹底統(tǒng)一起來。 [b]4　綜合自動(dòng)化變電站的運(yùn)行與管理的特點(diǎn) [/b]　　綜合自動(dòng)化變電站的管理與常規(guī)變電站管理相比有許多特點(diǎn)，分析如下。 　　4.1　網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) 　　變電站的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)簡(jiǎn)圖見圖1。變電站利用管理單元完成數(shù)據(jù)的傳送，完成變電站內(nèi)有關(guān)單元的管理、檢測(cè)，完成有關(guān)操作、查詢，當(dāng)變電站內(nèi)的有關(guān)單元出現(xiàn)異常后自動(dòng)報(bào)警，當(dāng)被保護(hù)的設(shè)備出現(xiàn)故障后完成故障前后的錄波打印。管理單元在很大程度上代替了運(yùn)行過程中的巡回檢查，只是比人工檢查更及時(shí)、迅速、準(zhǔn)確，但是對(duì)于某些特殊的情況尚不能代替人工檢查，至于有關(guān)單元的異常處理仍然需要人來完成。 　　　4.2　實(shí)現(xiàn)了與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng) 　　常用的變電站與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)方式見圖2。變電站實(shí)現(xiàn)了與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)以后，為變電站實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙調(diào)、遙信、遙控提供了條件，為無人值守提供了條件。調(diào)度部 門可以通過調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)各變電站進(jìn)行監(jiān)視或操作。 　　4.3　操作特點(diǎn) 　　綜合自動(dòng)化變電站正常的斷路器、隔離開關(guān)操作采用手動(dòng)或自動(dòng)方式均可實(shí)現(xiàn)，對(duì)于無人值守的變電站的倒閘操作則以遠(yuǎn)方為主，這主要看設(shè)備的配置，例如負(fù)荷開關(guān)若能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作的，一般情況下無須到就地操作，但是諸如接地開關(guān)的操作只能到就地進(jìn)行。只能在就地進(jìn)行的操作，綜合自動(dòng)化也無能為力，一般的配置仍須操作人員到現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)停電后所做的驗(yàn)電、掛接地線等措施也不是綜合自動(dòng)化所能代替的。在這種情況下，對(duì)于有人值班的變電站由值班人員辦理，對(duì)于無人值班的變電站則需派操作隊(duì)前往辦理。 　　4.4　設(shè)備異常及事故的特點(diǎn) 　　與一般的變電站相比綜合自動(dòng)化變電站由于自動(dòng)化系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)備龐大、機(jī)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備的異常及事故所帶來的麻煩明顯增多，據(jù)某些供電局統(tǒng)計(jì)約占30%以上，因此在同樣的情況下，綜合自動(dòng)化變電站的問題要比一般的變電站多。無人值班變電站的事故處理顯然要比有人值班的變電站更加繁瑣。 　　 [b]5　變電站綜合自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì) [/b]　　5.1　變電站綜合自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn) 　　綜合自動(dòng)化變電站有許多優(yōu)越性，它的出現(xiàn)加強(qiáng)了信息的傳遞，方便了許多方面的工作。例如MPS—4000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)： 　?。?）簡(jiǎn)化了二次設(shè)備的硬件配置。由于二次設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)可以通過通信總線使各部分共享，如此其采樣部分、數(shù)據(jù)處理部分對(duì)于每一個(gè)參量來說，只需要采集一次就可以滿足不同功能的數(shù)據(jù)要求。綜合自動(dòng)化變電站可以省去專用的故障錄波器、專用的控制信號(hào)屏以及專用的中央信號(hào)屏。 　　（2）簡(jiǎn)化了二次設(shè)備的連線。將變電站的線路、變壓器、電容器等一次設(shè)備的所有的二次功能集中到一個(gè)或幾個(gè)機(jī)箱內(nèi)部，不同的二次設(shè)備之間的聯(lián)系可用總線來實(shí)現(xiàn)，從而省去了二次設(shè)備之間的電纜連接。 　?。?）簡(jiǎn)化了設(shè)備的調(diào)試。由于硬件的模塊化、采樣值的數(shù)字化，使得出廠調(diào)試及運(yùn)行維護(hù)調(diào)試簡(jiǎn)單了許多。 　?。?）方便了一次事故處理。設(shè)備的自檢功能使設(shè)備本身出現(xiàn)異常時(shí)能夠及時(shí)報(bào)警；設(shè)備的故障錄波功能使系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠記錄故障時(shí)的參數(shù)及事件，以便分析處理。 　　5.2　變電站綜合自動(dòng)化尚存在的問題 　　（1）設(shè)計(jì)的規(guī)范很難統(tǒng)一。盡管國(guó)家電力公司、各省電力部門對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)備的性能指標(biāo)等都做了統(tǒng)一的規(guī)定，但是設(shè)備生產(chǎn)廠家的元件篩選、硬件配置、電路結(jié)構(gòu)、制造工藝、軟件程序卻差別很大，這些差別導(dǎo)致了設(shè)備的壽命、性能、抗干擾能力以及管理與維護(hù)等相差甚遠(yuǎn)。 　?。?）設(shè)備的一次性投資太高。雖然綜合自動(dòng)化變電站節(jié)省了連線，方便了安裝施工，簡(jiǎn)化了調(diào)試，但是繼電保護(hù)、通信系統(tǒng)、集中控制、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等現(xiàn)代化設(shè)備產(chǎn)品的造價(jià)都比較高，因此，綜合自動(dòng)化變電站設(shè)備的一次性投資高于常規(guī)的變電站。例如一個(gè)變電容量相同的110 kV綜合自動(dòng)化變電站，自動(dòng)化設(shè)備部分的投資比常規(guī)變電站設(shè)備的一次投資高1倍多；通常，一個(gè)一般的220 kV變電站的自動(dòng)化部分大約是150萬元以上。 　?。?）設(shè)備依然需要定期維護(hù)。到目前為止，幾乎所有的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，沒有一家產(chǎn)品是免維護(hù)的，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備異常的處理也只有針對(duì)情況更換插件或更換元件，更進(jìn)一步的分析及更深入的檢查處理往往是請(qǐng)廠家?guī)椭鉀Q。 　?。?）誤動(dòng)的問題依然存在。有一個(gè)110 kV變電站的一條35 kV線路在一天內(nèi)曾經(jīng)誤動(dòng)跳閘24次，最后檢查原因是保護(hù)元件的溫度特性變壞，電流采樣值在運(yùn)行過程中向高處漂移，直到達(dá)到過流保護(hù)的定值后過流保護(hù)動(dòng)作跳閘為止。雖然這種現(xiàn)象并不多見，但如此的可靠性仍是令人擔(dān)憂的。 　?。?）設(shè)備的操作與事故處理比較煩瑣。有些地區(qū)對(duì)于無人值守變電站的一般操作仍然由“操作隊(duì)”到就地進(jìn)行，以避免遠(yuǎn)方操作出現(xiàn)異常時(shí)不能及時(shí)處理。另外變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備一旦出現(xiàn)了故障，即使是微小的故障也必須派人到現(xiàn)場(chǎng)。 　　（6）設(shè)備的壽命有限。變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備的壽命一般只有15年左右，運(yùn)行壽命到期以后只能更換新的產(chǎn)品。 　?。?）遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備監(jiān)視不足。目前，變電站綜合自動(dòng)化主要在處理速度、容量、精度以及事件記錄的分辨率等方面得到了提高，但是遠(yuǎn)動(dòng)終端、變電站綜合自動(dòng)化本身的自檢及輸入輸出板的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視卻沒有得到發(fā)展，例如UPS電源的檢測(cè)，遠(yuǎn)動(dòng)終端自檢信息的檢測(cè)等功能并沒有完善。這些功能的完善尚需認(rèn)識(shí)與實(shí)踐的過程，涉及到生產(chǎn)廠家改進(jìn)設(shè)備、增加遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的自檢信息及電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的修訂。 　　5.3　變電站綜合自動(dòng)化得以發(fā)展的因素 　　近十幾年來電力系統(tǒng)的自動(dòng)化程度發(fā)展很快，從調(diào)度自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、配電自動(dòng)化、城網(wǎng)自動(dòng)化到農(nóng)網(wǎng)自動(dòng)化等，眾多的自動(dòng)化紛紛涌現(xiàn)出來。變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展也有它的歷史原因，分析如下： 　?。?）電網(wǎng)發(fā)展的需要。變電站綜合自動(dòng)化有一定的優(yōu)勢(shì)，為了電網(wǎng)整體自動(dòng)化水平的提高，為了與電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的配套等應(yīng)該發(fā)展一定規(guī)模的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。 　　（2）創(chuàng)一流工作的需要。國(guó)家電力公司在一流的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，明確規(guī)定了綜合自動(dòng)化變電站的比例，因此那些爭(zhēng)創(chuàng)一流的企業(yè)必須按規(guī)定完成綜合自動(dòng)化變電站的指標(biāo)。 　?。?）減人增效的需要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有的地區(qū)供電局在不到10年的時(shí)間內(nèi)變電站的數(shù)量增加了一倍，變電容量翻了一翻，但是生產(chǎn)管理人員不但沒有增加，反而有所減少，在這種情況下要完成年度的生產(chǎn)任務(wù)，要完成檢修任務(wù)必須大力發(fā)展高度自動(dòng)化系統(tǒng)，以減少設(shè)備維護(hù)、調(diào)試的工作量，同時(shí)減輕工作人員的負(fù)擔(dān)。 　　由此可見，變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展既有主觀上的愿望，又有客觀上的需求。值得重視的是 生產(chǎn)部門應(yīng)該充實(shí)一線的力量，減輕生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，保證工作質(zhì)量。 　　5.4　必須控制變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展規(guī)模 　　高度綜合自動(dòng)化的變電站、無人值守的變電站的數(shù)量必須控制在一定的比例以內(nèi)，使其既滿足主網(wǎng)綜合自動(dòng)化的需求，又考慮到中國(guó)的國(guó)情，考慮到國(guó)家整體的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，考慮到國(guó)家的人口因素。中國(guó)的人口問題極為突出，電力作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)一大支柱的部門不可能回避，各部門應(yīng)該適量地吸收人員，以減輕社會(huì)的就業(yè)壓力。一方面綜合自動(dòng)化變電站的建設(shè)投資費(fèi)用太高，同時(shí)自動(dòng)化設(shè)備的平均壽命太短，另一方面高度發(fā)達(dá)的自動(dòng)化設(shè)備與人爭(zhēng)飯碗的問題，在發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展過程中曾經(jīng)出現(xiàn)過，作為宏觀調(diào)控的部門應(yīng)該把好第一關(guān)，以免重蹈覆轍。　變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展應(yīng)統(tǒng)籌考慮，區(qū)別對(duì)待，宏觀上解決好以下問題。 （1）偏遠(yuǎn)地區(qū)。對(duì)于值班人員的生存、生活有困難的變電站，可以考慮變電站綜合自動(dòng)化的問題，若條件允許可以做到無人值守的程度。 　?。?）樞紐變電站。對(duì)于樞紐變電站應(yīng)考慮比較先進(jìn)的綜合自動(dòng)化配置，但是樞紐變電站應(yīng)該是有人值班的管理，無人值守不可取。 　?。?）一般變電站。對(duì)于一般變電站，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)的原則，根據(jù)實(shí)際的情況適當(dāng)考慮保護(hù) 、自動(dòng)、遠(yuǎn)動(dòng)、通信等，即達(dá)到所謂的半自動(dòng)化水平或半自動(dòng)化以下水平。 　　只要在宏觀上解決好上述問題，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展是會(huì)令人滿意的。這樣既 能看到現(xiàn)代水平的象征，又能顧全大局，考慮到與其他行業(yè)的配套發(fā)展。 6　參考文獻(xiàn) 　　1　趙欽增.關(guān)于增加遠(yuǎn)動(dòng)及相關(guān)設(shè)備信息的建議.電網(wǎng)技術(shù)，2001（3）