摘要：伴随着我国科学技术水平的日益提高，变电站自动化系统中的装置呈现出多样化的特点。其中，安全自动装置是变电站最常用到的，具有强大的功能与作用。本文主要对这一装置展开了深入的探讨，对存在的问题提出了合理的解决对策，希望可以给同行朋友提供有用的帮助。
关键词：自动化系统；安全控制；自动装置
在信息技术时代，机械自动化水平的发展越来越快，使得变电站综合性能得到很大的飞跃。其自动化系统的运用逐步代替了沿用很久的二次系统，大大提高了运作的效率，使装置更加可靠和安全。它可以提供全方位的检查、记录与跟踪，彻底排查故障，加强了控制管理的效果。
1变电站综合自动化的优越性
所谓变电站综合自动化是将变电站的微机测量监控、微机远动、微机保护等多套分离的二次自动装置用―套自动化系统装置来完成，即通过计算机和通信网将保护、测量、监控、运动管理、故障录波等功能融为一体，构成变电站综合自动化系统。
其优越性主要表现在：①随着我国电力工业和电力系统的发展，对变电站的安全、经济运行要求越来越高，实现变电站综合自动化，可提高电网的安全、经济运行水平，减少基建投资，并为推广变电站无人值班提供了手段；②随着电网复杂程度的增加，各级调度中心要求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况；③为提高变电站的可控性，要求采用更多的远方集中控制、集中操作和反事故措施等；④利用现代计算机技术、通信技术等，提供先进的技术装备，可改变传统的二次设备模式，实现信息共享，简化系统，减少电缆，减少占地面积；⑤对变电站进行全面的技术改造。
2变电站结合自动化系统的主要功能
变电站综合自动化系统的功能已远远超过了常规变电站二次系统，使远方调度所可对变电站进行远方监控，实现微机保护及对微机保护装置进行定值修改、投入或闭锁部分保护功能，信号复归，对隔离开关和断路器进行操作和闭锁，故障录波，事故记录、自检等，使变电站无人值班成为可能。具体说，变电站综合自动化系统的主要功能一般有如下方面。
2.1数据采集与显示。采集变电站内相关设备的模拟量和开关量并实时地显示在屏幕上供运行人员使用。
2.2安全监视及报警。对所有采集的实时数据、信息进行监视，并在出现异常状冠(如保护动作、数据越限、没备异常等)时报警、显示和信息上传等。
2.3事件顺序记录。对变电站内的异常状态、故障按时间进行自动记录、信息远传
2.4电能计算。系统应自动实现电能分时统计和累加。
2.5控制操作。系统可实现对断路器、照离开关、变压器分接点的控制及防误操仍等，并在特殊情况下可进行人工操作。
2.6可实现变压器、线路、母线、电容器等设备的各种保护功能及合理的配置保护。
2.7进行电压和无功控制。如变压器的分接点自动调节、补偿电容调节等。
2.8实现远动功能。如遥测、遥视、送信、遇调、遥控、保护定值的远方监视和修改故障录波和测距并远方传输等。
2.9监控系统和保护之间的通信与数据交换以及相互间必要的报告和响应。
2.10综合自动化系统应具有自身的在线白诊断功能。
3变电站自动装置安全控制的探索
3.1 VQC控制特性及控制模式的思考
相对于同期合闸，VQC则是一个时刻运行的、以整个变电站为对象的、相对慢速的一个控制系统。其控制策略复杂，对出口的实时性要求不高，但对闭锁的响应要求快速、完备。 现有站内VQC实现方式基本有3种：后台软件VQC、主控单元网络VQC、独立硬件的VQC。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 后台软件VQC：将控制策略全部放在后台监控主机中，通过间隔层的测控单元获取数据，微机中VQC软件根据实时数据判断并发控制命令，由相应测控单元执行。优点是人机界面友好，方便调试和维护。 主控单元网络VQC系统：将控制核心下放到间隔层，由单独的CPU完成，但其IO的输入输出仍由间隔层IO测控模块完成。优点网络数据的得到更直接了一层，闭锁的速度较第一种方式快了一些。但界面一般较差，维护和设置不会太轻松。 独立硬件VQC系统：不依赖其他装置，本身溶输入输出与策略判断为一体。好处是闭锁的速度最快，从闭锁的角度讲可靠性最高。但问题是需要重复铺设大量的电缆，信号重复采集。 现在的问题是：用户选择时，既觉得独立硬件的VQC系统造价高、多拉电缆，又担心网络型VQC产品的可靠性：VQC对对闭锁的速度要求高。网络型VQC的问题是，当发出控制出口命令后，这时发生可主变保护或电容器保护动作等需闭锁的情况，无法弥补这个时间差。 换一个思路思考：把控制策略放在PC机中，而把闭锁策略放在相应的测控单元中。即后台控制+闭锁，间隔层闭锁。通过软PLC功能将需要的闭锁条件输入IO装置中，对后台发来的控制命令不是即刻执行，而是通过自身的闭锁逻辑检查，出口条件满足才能出口，这样既保证了实时的闭锁速度，又保证了后台策略的丰富。
3.2 运行方式的自动识别
变电站运行方式会随着负荷和设备状况调整，这样就要求VQC要自适应跟随运行方式的改变，作出不同的控制策略。对不同的变压器组数、不同的一次接线方式，由母联、分段、桥开关、变压器的组合可以有多种接线方式，不同方式控制策略是不同的，这里面有一个模式识别的问题。
3.3 全网无功电压控制
无功调控从本质上说是个全网的问题，而不是变电站的问题。建立在破坏网中其他部分无功基础上的本站平衡并不正确。无功电压控制追求的应该是全网的最优解，而不是某个站的最优解。各自为政的VQC调节，会造成多次调节或同时调节。在通信可靠保证的前提下，应该配合将全网VQC作在地、县调度自动系统中，即节省投资，又符合电网实际情况。
4备用电源自动投入
4.1 可编程PLC功能的应用由于备自投方式较多，不可能每种情况作一种装置，这就要采用相同硬件基础上的软件PLC功能：通过装置内嵌的PLC解释软件解释由外部对自投逻辑的重新编排，现场可设置。
4.2 厂用电快速备自投在火电厂中具有大量大容量的厂用机械电动机的厂用电切换过程中，备投就是一个快速备自投的问题。在工作电源消失后，大容量的旋转机械使得母线上电压的衰减是个逐渐下降的过程，并不是立即消失。由于电动机存在惰性作用，残压的幅值和频率是变化的，备用电源投入中，也存在一个最佳合闸时机的问题。
一般最佳投入时间为失电后第一次的30°角差范围内，对装置来说快速的处理器DSP及快速出口继电器的选择就很重要了。在失去第一次快速备自投入的机会后，等待下一次合闸时机就又是同期的问题了。
5小电流接地系统的接地选线
100%的准确选线是个困扰多年的难题。常规的集中式的选线装置的问题是：①多拉电缆；②可能要改造CT；③只引入零序电流，分析要素少，准确度低；④不符合变电站自动化分布式的设计思想。将其做成分布式的应该会更好。
中性点经消弧线圈接地系统，零序电流与零序电压的夹角方向没有明确的反向关系，较难检测；5次谐波方法又存在信号小、信噪比低、准确度差的问题。
6 结束语
变电站综合自动化之所以得到快速推广，是因为随着我国电力工业和电力系统的发展，对变电站的安全、经济运行要求越来越高。实现变电站综合自动化.可提高电网的安全、经济运行水平。同时为提高变电站的可控性.要求采用更多的远方集中控制和反事故措施等安全控制手段，使变电站真正达到安全高效的运行。
参考文献
[1]赵国喜，张海峰，彭勇等编著.无人值班变电站运行技术.2010
[2]黄益庄.变电站综合自动化技术.2000
[3] 钱晟，汪福明，黄立军.智能双微机自动准同期装置的设计.电力系统自动化.1999，（14）[4] 严浩军.变电站电压无功综合控制策略的改进.电网技术.1997，（10）.
论文作者:蔡亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
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