摘要：在现代化的供电系统中，变电所管理的网络化、数字化和自动化是电力发展要求的必然趋势，变电所的无人值守、综合管理和安全管理是供电系统现代化的必由之路。因此，更好的找到一种变电站自动化的科学方法，并且建立相应的自动跟踪系统和设计方案，才能提高变电站自动化水平。
关键词：变电；自动化；运行
1 变电自动化系统
1.1 集中式结构。集中式结构是将设备按其功能归类划分，形成若干个独立系统，各系统分别采用集中装置来完成自身的功能。集中式结构一般由1个或2个CPU实现对整个变电系统的保护、监视、测量、远动的集中控制。集中式控制系统的优点是构成较简单、主机控制系统集中、便于分配调度各种实时任务、响应速度快、节省投资；缺点是主机系统负荷繁重、主机单CPU可靠性不高。
1.2 分散式结构。这种结构方式一般是按一次回路进行设计。首先将设备按一次安装单位划分成若干单元，将控制单元、微机保护单元、数据采集单元安装在户外高压断路器附近或户内开关柜内。然后将各分布单元用网络电缆互联，构成一个完整的分散式综合自动化系统。其优点：各个功能单元上既有通信联系，又能相对独立，便于系统扩展，便于维护管理，当某一环节发生故障时，不至于相互影响。
1.3 集中与分散结合式结构。这种结构方式介于集中式与分散式两种结构之间，形式较多。目前国内应用较多的是分散式结构集中式组屏。这种结构方式具有分散式结构的全部优点，由于采用了集中式组屏，有利于系统的设计、安装与维护管理。
2 变电站自动化系统功能分析
2.1 微机保护
通常所说的微机保护是指对站内所有的电器设备进行保护，包括：线路保护、变压器保护、母线保护、电容器保护及低频减载等安全自动装置。各类保护实现故障记录、存储多套定值并与监控系统通信。
2.2 数据采集及处理功能
1）模拟量采集和脉冲量。常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压，线路电压，电流和功率值，馈线电流，电压和有功、无功功率值，频率，相位等。脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲，也采用光电隔离方式与系统连接，内部用计数器统计脉冲个数，实现电能测量。2）状态量采集。状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、预告信号等。目前，这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。3）事件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现：①集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信；②分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波形及测距结果送监控系统，由监控系统存储和分析。
3 变电自动化系统安全控制和稳定性分析
处于安全状态的电力系统受到某些扰动时，可能转入警戒状态。通过一些必要的控制，如调整发电机电压或出力、切换线路等，使系统转为安全状态，这种控制称为预防控制（Preventivecontrol），也称为正常状态下的安全控制或静态安全控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种控制一般由电力系统调度部门的能量管理系统（EMS）进行实施。处于正常状态的电力系统受到较严重的扰动，可能转为紧急状态。紧急状态可能出现以下两类危机。
3.1 稳定性危机（Stabilitycrisis）：电力系统暂态过程积蓄的能量可能破坏其运行稳定性，即不能再回到初始状态或停留在一个允许的新状态。这一过程历时很短，如几秒钟。
3.2 持久性危机（Viabilitycrisis）：局部或整个系统发电、送电和负荷不平衡，导致系统运行参数大幅度偏离正常值，可能破坏对用户的持续供电。这一过程历时较长，如几秒钟至几分钟。
电力系统在紧急状态下为了维持稳定运行和持续供电，必须采取必要的控制措施。这种控制称为紧急控制（Emergencycontrol）或预测控制（Predictivecontrol），也称为紧急状态下的安全控制或动态安全控制。对稳定性危机的紧急控制称为稳定性控制（Stabilitycon-trol）。通过稳定性控制可能使系统恢复正常状态，也可能使系统暂时稳定于另一种状态，即恢复状态。针对持久性危机的紧急控制，通常称为校正控制（Correctivecontrol）。如控制电压和无功功率、切机或限制发电机出力、限制负荷和系统解列等，以便使系统恢复到正常状态或转为恢复状态，保持对用户的持续供电。恢复状态下系统的完整性一般会受到破坏，如某些发电机或负荷被切除，系统某些部分被解列等，而且安全储备通常也是不足的。因而需要进行恢复控制（Restorativecontrol）。恢复控制包括起动备用设备，增加发电机组的功率，重新投入被切机组、负荷和线路等。电力系统的预防控制、紧急控制和恢复控制总称电力系统安全控制（Securitycontrol）。安全控制是维持电力系统安全运行所不可缺少的部分。随着电力系统的发展扩大，对安全控制提出越来越高的要求，安全控制成为电力系统运行和控制的一个极其重要的课题。
4 变电自动化运行技术发展
4.1 从集中控制、功能分散型向分散（层）网络型发展。传统的保护、远动及所级SCADA系统是按功能分散考虑的，发展趋势是从一个功能模块管理多个电气设备和间隔单元，向一个模块管理一个电气单元或间隔单元，实现地理位置高度分散的方向发展。
4.2 从传统控制向综合智能方向发展。首先由计算机控制取代传统控制，主要表现在采用了光纤通信，减少了电缆使用量；计算机CRT显示或大屏幕显示可以取代传统的模拟屏；减少了控制室面积，并且显示系统可扩；可维护性大大增强：调度集控中心的运行人员可以获取更多的结构、更合理的实时信息；提高了调度集控中心对电网调度管理控制的性能；操作更方便、更可靠。将控制、保护系统与一次设备就近安装在一起，向着智能型装置发展。
4.3 从室内型向户外型演、变从单纯的屏幕数据监视到多媒体监视。计算机控制、信息处理及通信技术的发展，将使计算机监控从静、动态实时数据向声、像辅助监控等多方位发展，以适应电力系统的需要，特别是电力市场的需要。其中利用工业电视提供的视觉信息、应用计算机图像识别技术，将有可能迅速地辨别图像或将多个相关图像进行综合判断，及时发出处理指令，进一步扩大与提高电力系统的功能和水平。
参考文献：
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[3] 王芳.；无人值守变电站可视化安全监控系统的设计[D].山东大学.2011
论文作者:刘宇琛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/1
标签：系统论文; 变电站论文; 状态论文; 结构论文; 电力系统论文; 分散论文; 单元论文; 《电力设备》2018年第2期论文;