摘要：當前，變電站綜合自動化系統取代傳統的變電站二次系統，已成爲電力系統的發展趨勢。文章就變電站綜合自動化系統的應用進行了分析。
關鍵詞：變電站 自動化 系統
0 引言
隨着科學技術的不斷髮展，電力系統不可避免地進入了微機控制時代，變電站綜合自動化系統取代傳統的變電站二次系統，已成爲當前電力系統發展的趨勢。
1 變電站綜合自動化系統的概念
變電站綜合自動化系統以其簡單可靠、可擴展性強、相容性好等特點逐步爲國內用戶所接受，並在一些大型變電站監控項目中獲得成功的應用。
1.1 系統概念
1.1.1 系統設計思想 完整的變電站綜合自動化系統除在各控制保護單元保留緊急手動操作跳、合閘的手段外，其餘的全部控制、監視、測量和報警功能均可透過計算機監控系統來完成。變電站無需另設遠動設備，監控系統完全滿足遙信、遙測、遙控、遙調的功能以及無人值班之需要。從系統設計的角度來看有以下特點：①分佈式設計。系統採用模組化、分佈式開放結構，各控制保護功能均分佈在開關櫃或儘量靠近開關的控制保護櫃上的控制保護單元，所有的控制、保護、測量、報警等信號均在就地單元內處理成數據信號後經光纖總線傳輸至主控室的監控計算機，各就地單元相互獨立，不相互影響。②集中式設計。系統採用模組化、集中式立櫃結構，各控制保護功能均集中在專用的採集、控制保護櫃，所有的控制、保護、測量、報警等信號均在採集、控制保護櫃內處理成數據信號後經光纖總線傳輸至主控室的監控計算機。③簡單可靠。由於用多功能繼電器替代了傳統的繼電器，可大大簡化二次接線。分佈式設計在開關櫃與主控室之間接線；而集中式設計的接線也僅限於開關櫃與主控室之間，其特點是開關櫃內接線簡單，其餘接線在採集、控制保護櫃內部完成。④可擴展性。系統設計可考慮用戶今後變電站規模及功能擴充的需要。⑤相容性好。系統由標準化之軟硬件組成，並配有標準的串行通訊接口以及就地的I/O接口，用戶可按照自己的需要靈活配置，系統軟件也能容易適應計算機技術的急速發展。
1.1.2 系統規範 採用目前最爲流行的工業標準軟件，UNIX操作系統，X視窗人機接口及TCP/IP網絡通訊規約。爲滿足開放系統之要求，系統設計一般採用：可攜性軟件設計——容許硬件技術發展後之軟件轉換；標準計算機產品——容許整個系統高度相容性能。
1.2 系統功能 系統與用戶之間的交互介面爲視窗圖形化顯示，利用鼠標控制所有功能鍵等標準方式，使操作人員能直觀地進行各種操作。一般來說，系統應用程序選單爲樹狀結構，用戶利用選單可以容易到達各個控制畫面，每個選單的功能鍵上均有文字說明用途以及可以到達哪一個畫面，每個畫面都有報警顯示。
所有系統之原始數據均爲實時採集。
系統應用程序的每一項功能均能按用戶要求及系統設計而改編，以符合實際需要，並可隨變電站的擴建或執行需要而靈活地進行擴充和修改。一般情況下系統可按以下基本功能配置：①系統配置狀況；②變電站單線圖；③報警表；④事件表；⑤遙控修改繼電器整定值；⑥操作閉鎖；⑦電量報表；⑧趨勢圖。
1.2.1 變電站單線圖 單線圖可顯示變電站系統接線上各控制對象的執行狀態並動態更新，例如：①饋線開關之狀態，開關的狀態可用顏色區別。②開關的操作由鼠標選擇對應之開關或刀閘。③每路饋線之測量值可在同一畫面上顯示。④繼電器整定值可修改。
1.2.2 數據採集、處理 採集有關資訊，如開關量、測量量、外部輸入訊號等數據，傳至監控系統作實時處理，更新數據庫及顯示畫面，爲系統實現其他功能提供必需的執行資訊。
1.2.3 執行監視 系統的執行狀況可透過文字、表格、圖像、聲音或光等方式爲值班人員及時提供變電所安全監控所必需的全部資訊。
①報警。按系統實際需要，用戶可以指定在某些事件發生時或保護動作時自動發出報警，如一般可設定在以下情況發出報警：開關量突變(如保護跳閘動作)；斷路器位置錯位；模擬量超過整定值；變壓器保護動作(如瓦斯、溫度)。模擬量之越限值可在線修改。每個報警均有時間、報警資訊及確認狀態顯示。②事件。系統中所有動作事件，如繼電保護動作，斷路器、隔離開關、接地刀閘的操作等。均可自動打印及存入系統硬盤記憶，如設定對以下情況的事件進行記錄：所有報警資訊；操作人員確認有關報警；開關的操作；繼電器動作和狀態資訊；系統通訊狀況。每個事件均有時間及有關資訊文字說明，並可自動打印記錄。③調整繼電器整定值。可透過系統主機或集中控制櫃修改各繼電器的保護功能和整定值。所有遙改功能均爲在線方式，修改完成後的定值將直接傳回對應的繼電器儲存。④操作閉鎖。系統對所有操作對象均可設定閉鎖功能，以防止操作人員誤操作。⑤模擬量採集及報表產生。採集的數據儲存於系統硬盤作爲編輯報表的基礎。按變電站實際輸入的信號，可製作出不同的報表：有功電量日、月、年報表；饋線電流日、月、年報表。⑥趨勢圖。趨勢圖提供操作人員快速及直觀的數據統計，趨勢圖可分爲圖形式或表格式兩種。
2 微機自動保護裝置的應用
一個35kV變電所改造工程中，成功地將國產的變電站微機保護裝置系統運用於終端變電站。施工圖設計初期採用的是傳統的電磁式繼電器保護，並設定了信號屏。
2.1 微機保護系統與傳統保護系統的比較 傳統的保護系統與微機保護裝置系統的主要區別，在於用微機控制的多功能繼電器替代了傳統的.電磁式繼電器，並取消了傳統的信號屏等裝置，相應的信號都輸入至計算機。爲便於集中控制，採用集中式設計——將所有的控制保護單元集中佈置，整個變電站二次系統結構非常簡單清晰，所有設備由微機保護屏、微機採集屏、交直流屏和監控系統組成。屏櫃的數量較傳統的設計方式大量減少。由於各種微機裝置均採用網絡通訊方式與當地的監控系統進行通訊而不是傳統的接點輸出到信號控制屏，因此二次接線大量減少。同時由於採用了技術先進的當地監控系統來取代佔地多、操作陳舊的模擬控制屏，使得所有的操作更加安全、可靠、方便。
2.2 微機保護的系統配置及監控系統 系統保護由下列裝置組成：①線路保護裝置。②主變保護裝置——可完成變壓器的主、後備保護。③綜合保護裝置。④線路保護裝置。⑤電容器保護裝置。⑥備用電源自投裝置。⑦小電流接地檢測裝置。⑧綜合數據採集裝置。⑨監控系統的基本功能——數據採集、控制操作、畫面製作、監視顯示、事故處理、製表與打印。
2.3 設計微機保護系統時應注意的問題
2.3.1 由於控制和保護單元都是採用微機裝置，故一些必要的開關量和模擬量應從開關櫃引至微機採集、保護屏。根據控制和保護要求的不同，輸入的量也不同。
2.3.2 開關櫃與微機裝置之間的端子接線較簡單，大量的二次接線在微機採集控制單元和保護單元內部端子連接。
2.3.3 傳統的繼電保護整定計算結果不能直接輸入到計算機，須轉換爲計算機整定值。
該變電所投產執行後，除開始操作人員對微機系統不熟悉原因使用過控制保護單元的緊急手動按鈕外，基本上都在微機裝置和監控計算機上操作，整個系統執行良好。
3 小結
變電站微機自動化系統目前運用得還不夠廣泛，但在先進技術不斷髮展的今天，變電站自動化系統以其系統化、標準化和麪向未來的概念正逐步取代了繁瑣而複雜的傳統控制保護系統。