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摘要：近年来，由于不断发展的科技的水平，电力系统也变得更加贴近人们的生活，人们对电的需求量越来越大，变电站逐渐出现在人们的视野里。随着微电子技术、计算机和通信技术的发展我国的变电站的自动化系统技术而不断完善和提高，并且已经到达了一定的水平。更为高级或者先进的变电站综合自动化技术是该领域发展的必然趋势。本文结合数字化变电站自动化系统的结构和特点，分析了目前变电站自动化系统的实际情况，分析比较了变电站综合自动化的特点以及实现综合自动化所面临的问题，提出相应的措施。
关键词：变电站；自动化系统；应用；发展
随着我国电力工业的发展和城乡电网改造的推进，对变电站的安全和经济运行要求愈来愈高，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为电力系统的发展趋势。而当前我国使用的变电站自动化系统，也可以称为变电站综合自动化系统，因其能够实现变电站内部设备运行的保护、监视和控制状态，并且能够将整体的电力系统实现自动化的操作，提高电网的安全性，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，为推广变电站无人值班提供了便利的手段。因此，变电站综合自动化系统已经逐渐成为了电力系统目前主要的发展趋势。
1.变电站综合自动化发展的必要性
变电站自动化系统，兴起于上世纪80年代，此后得到了快速的发展，并且逐渐趋于成熟，应用范围也日益广泛。因电力发展是每个地区经济社会发展的血液，没有电气化就没有工业化、城镇化、信息化等等。而变电站作为电力系统中的重要一环，担负着电能传输、分配的监测、控制和管理的任务。随着电力系统管理体制的深化改革，变电站自动化技术的不断进步，配电自动化系统在电网安全可靠运行、提高了变电站建设效果、降低了建设难度以及减少了开发与运营成本等等中所起的重要作用日益突出。为了掌握电网运行状态，保障电力设备的安全运行，向用户提供合格的电能，需要根据电力综合数据网，并且建立覆盖各变电站的综合监控系统对电网进行监视、控制和调节，这亦是提高安全生产管理水平的一项重大举措。
而作为变电站自动化系统，需要保证以下几点要求：
1.1当检测到电网发生故障时，当发生故障时应尽快隔离处理故障部分。
1.2当变电站进行采集或者运行实时信息时，需要对变电站的运行进行计量、监视和控制。
1.3每一次进行采集设备的状态数据完成之后，都需要进行对设备的维护。
1.4后备控制与紧急控制两项控制技术能够在当地实现。
1.5需要确保通信要求。
而随着不断扩大的电网规模，使得电网结构日趋复杂，因此对于电网故障处理和恢复却要求更为迅速和准确。而通过变电站综合自动化系统的帮助，可以有效地缩短停电时间，实现服务社会的承诺，树立了良好的企业形象，未来将有良好的发展前景。
2.变电站自动化系统的发展阶段
我国变电站综合自动化系统的相关研究开始于20世纪80年代中后期，到目前为止，其发展大致经历了三代。
第一代变电站自动化系统用独立的元件所构成的自动化系统，以在常规的继电保护及二次接线基础上增设RTU的运动装置及当地监控。主要为完成与远方调度主站通信实现“四遥”(遥测、遥信、遥调、遥控)，该类系统的确定明显如系统功能不强、硬件设备重复、整体性能指标低、系统连接复杂、可靠性低，但其优点也多比如结构简单、成本低，特别适合于老变电站的改造厂。
第二代变电站自动化系统在目前我国应用最多的依旧为这种变电站，其实现了微机管理，逐渐启用智能化自动装置。因此在功能上这种变电站是具有一定自动化水平的。这种系统的测控装置相对独立，通过通信管理单元能够将各自信息送到当地监控计算机或调度主站。该类系统具有较强的在线功能，各种功能比较完善，且人机界面较好，该模式没有做到面向对象设计，且系统仍然比较复杂，信息共享程度不高，另外系统的二次电缆互联较多，扩展性不好，且运行的可靠性不高，不利于运行管理和维护。
第三代变电站综合自动化系统目前正在投入使用中，是以现场总线、局域网技术为基础的分散式综合自动化系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着微处理器芯片技术和通信技术的发展，微机保护替代了常规的分立保护装置，微型计算机代替了常规的二次控制屏和RTU，采用面向设备或间隔为对象设计的保护及测控单元，采用分层分布式的系统结构，形成了真正意义上的分层分布式自动化系统。这种系统的优点采用先进的网络通信技术，系统配置灵活，扩展方便，非常方便运行管理和维护。
3.变电站自动化系统的应用现状
在设计理念上不是以整个变电站作为设备确定目标，而是以间隔和设备作为设计对象。因此，数字电站自动化系统被IEC618-50分割成三个部分：
3.1变电站管理层
变电站管理层横向按功能由当地监控(含五防系统)、保护信息管理及远方通信三部分组成。当地监控功能作为变电站内运行人员的人机交互窗口，实时监视时通过图形显示、报表打印、语言报警、事件记录等各种方式实现。当故障发生时，可通过故障录波及保护动作信息进行事故分析和判断。
3.2间隔层
间隔层主要由全站保护测控、故障录波、电能计量、主设备检修、电能质量分析等设备构成。间隔层保护测控装置应有较详尽的记录并且可以对信息进行处理。用于自身或监控计算机调用并追溯分析保护动作的正确和各类装置或电网一次系统、二次回路异常的记录。
同时具有逻辑判断功能，另外还有其他的功能如对采集的信息进行处理后上送，并在变电站层、远方主站控制失效的情况下仍能完成保护、测量和控制功能。
3.3站内通信网络层
当前保护信息的方式有许多的弊端，如多监控系统公用信息工作站的通信接口数量是有限的，不可能实现与各保护装置进行直接通信，并且如将保护通信信息作为遥信上传，不仅仅增加的调试工作量，也让通信规约受到更多的限制。而且过多的信息会造成系统各种实时性能指标下降。目前通过站内通信网络层通过系统交换，完成信息传递和系统对时功能，并且能够实现信息共享，承担着变电站内间隔层装置与变电管理层之间信息的上传下达，可减少变电站内二次设备配置，提高变电站自动化系统安全性和经济性。
而影响变电站自动运行系统站内通信的主要问题来源于恶劣的电磁环境，而也其极容易对站内的通信网络和通信接口造成破坏，从而将会对信息的传送造成影响，情况严重时，有可能会导致通信网络中断，从而对变电站运行的可靠性受到严重影响。
针对以上问题，笔者提出了自己的一些建议：
3.3.1改善变电站接地网，同时把变电站的防雷工作做好。
3.3.2应当安排站内通信电缆的走向合理化，避免通信电缆与电力电缆平行走线太长或靠得太近，从而使通信网络的可靠性受到影响。
3.3.2在站内通信网络中增加防雷和抑制过电压的器件，亦也需要考虑加装防雷和抑制过电压器件会否造成通信网络的电气参数发生改变，从而使影响站内通信的可靠性。
总结：总之，只有加强对变电站自动化技术的研究才能有效的提高电力系统自动化水平。近几年，随着智能电网建设的不断推进、特高压电网的布点不断增加，电网的结构和运行方式将越来越复杂，其对自动化系统的依赖性也越来越高，同时也不断促进变电站自动化技术向前发展。而就目前而言，国内变电站综合自动化系统经过近20年的发展，基本能够满足电力系统应用的需求。但是同国外发达国家相比还存在一定差距。但是随着越来越多的微机保护、电能量采集、调度数据网、自动稳定装置等系统都己成功运用于电力系统中，相信今后的变电自动化系统将涵盖更广的范围和提供更多的应用。
参考文献：
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[4]陈升. 网络化变电站自动化系统的应用[J]. 电力系统自动化,2002,(10):59-63.
论文作者:李永军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/20
标签：变电站论文; 自动化系统论文; 电网论文; 站内论文; 系统论文; 通信论文; 电力系统论文; 《电力设备》2017年第13期论文;