摘要：近年来，变电站综合自动化微机保护监控系统的应用问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了结构形式及发展趋势，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就系统硬件结构及配置展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：变电站；综合自动化；微机保护监控系统；应用
1.概述
变电站综合自动化系统的机构主要是由数据集中采集控制、通信控制管理、变电站主计算机系统、继电保护、直流电源系统五部分组成。其中通信控制系统是连接变电站内部各设备之间、变电站及调度控制中心的桥梁，它主要是使它们进行数据的交换。变电站主计算机系统的主要功能是对整个变电站综合自动化系统进行协调、管理和控制，从而向工作人员提供变电站运行的各种数据、接线图以及表格等，主要是能够让工作人员对断路器的分、合操作进行远方控制，以及为工作人员提供监控和干预手段。另外，变电站综合自动化系统从形式上分类的话可以分为集中式、分布集中式、集中与分散结合式以及分散式四种类型。集中式是指继电保护装置与远动装置都安装在变电站的中央控制室内。分布集中式是指将变电站分为三层，即站控层、单元层、设备层。集中与分散结合式是指以每个电网元件为对象，将测量、保护、控制设计在同一机箱中。分散式是指在每一个开关柜上或其他设备上就地安装微机保护单元和单回路的数据采集或监控模块，即开关和其他设备与单回路的数据采集或监控单元以及微机保护单元在同一个机柜中。
2.结构形式及发展趋势
从变电站综合自动化系统的发展历程来看，其结构有集中式、分布集中式、分层分布式3种类型。目前集中式和分层分布式为主，由于分层分布式具有占用空间少，灵活，可靠性高等优点，是变电站综合自动化系统的发展趋势。
2.1集中式结构
集中式结构是将采集到的模拟量、开关量和脉冲量等信息进行集中处理与计算，完成微机监控、保护和自动控制功能。各功能模块用模块化软件连接来实现，并且集中采集信息，集中处理运算。但是对计算机的性能要求高，存在着系统可扩性、可维护性较差，难以应用DSP技术的诸多缺点。这种结构主要应用在变电站综合自动化发展的初期。
2.2分层分布式结构
分层分布式系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层，即站控层和间隔层。变电站自动化系统从功能上可以分为当地后台监控系统、远动通信系统、测控系统以及保护与控制系统四大部分。
2.3分层分布式结构的优点
2.3.1节省变电站的建筑面积
分层分布式综合自动化站可以取消常规变电站使用的控制屏、中央信号屏、中央继电器屏、集中同期屏等等。只须用以太网把它们与控制室的监控系统连接起来，最大限度地取消大量的高压室至控制室之间的控制信号电缆，节省了土建投资及占用面积。
2.3.2提高工作效率及运行的可靠性
采用大屏幕彩色显示器代替常规的控制屏、中央信号屏等的当地监控系统，便于操作管理人员监视、分析和操作等各种信息画图。显示内容主要包括变电站的主接线、全部设备的位置状态、保护设备动作及复归、直流系统及所用电的信息、各种测量值的实时数据、各种告警信息，另外还有告警音响及语音系统。
2.3.3开放性、可靠性强，扩建方便
分层分布综合自动化系统的各个子系统全部微机化，完全摒弃了常规变电站中各种机电式、机械式、模拟式设备，大大提高了二次系统的可靠性和电气性能。采用1对N的结构，N理论上可以无数个。因此，扩建一个间隔，只须把它的保护及测控装置挂在网上就可以了。
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3.系统硬件结构及配置
3.1系统硬件结构
以RCS9700系统为例，变电站综合自动化微机保护监控系统采用分散分层分布式结构，系统从整体结构上分为三层：站控层、网络通信层、间隔层。站控层由本地后台服务器、保护工程师站、五防系统等构成。通信采用100M工业以太网。间隔层主要由保护单元、测控单元等组成。网络通信层应支持单网或双网，支持全以太网，也提供其它网络，通信方式采用WorldFIP现场总线，支持双网通讯，通信层由WorldFIP网关、保护管理机、规约转换器等组成。
微机监控系统：分为站级控制层和间隔级控制层，网络按双网配置。站级控制层设备按远期规模配置，采用基于TCP/IP协议的自适应10/100M双以太网结构（A、B网）。间隔级控制层设备配置双以太网接口，将采集和处理后的数据信号，经双绞线传输到站级控制层，各间隔级单元相互独立，不相互影响。应用层协议使用IEC61850国际标准。
视频监控装置：将变电站的视频信号与音频信号传输到监控中心，监控中心接收视频信号与音频信号后进行监控、存储、管理。主要监控、记录变电站的安全以及设备的运行情况，监测电力设备发热程度，及时发现、及时处理事故情况，有助于提高电力系统自动化的安全性和可靠性，并提供事后分析事故的有关图像资料。同时它还具有防火、防盗等功能。RCS9700设置串行通信口与视频监视系统连接，视频监视系统智能设备的通信规约符合IECC61850国际标准通信规约，完成各种通信协议的转换，使计算机监控系统获得所需数据。
系统通讯能力：系统具备为双串口、双网络通讯能力，系统配备相关通讯接口及通讯设备。监控系统与调度SCADA系统能同时实现以串口方式及网络方式同时进行通讯，选用的通讯规约为DL/T634-5-101-2002、DL/T634-5-104-2002和新部颁CDT。远动通道具备2路数字串口通讯、2路数字模拟通讯、2路网络通讯。通道具有防雷、过压保护装置。
3.2系统硬件的配置
监控主机：用标准的、网络的、分布功能和系统化的开放式的硬件结构，满足IEEEPOSIX标准。测控装置面向对象设计，采用统一的硬件平台、统一的软件平台、统一的数据库管理。装置采用32位CPU和DSP硬件平台，14位以上高精度模数转换器，采用嵌入式实时操作系统。利用冗余硬件、自诊断和抗干扰等措施达到高可靠性。
操作员、工程师工作站：系统配置一台操作员工作站和继保工程师站。能在正常和电网故障时，采集、处理各种二次装置信息，并充分利用这些信息为继电保护运行、管理服务，为分析、处理电网故障提供支持。继保工程师站具备多路数据转发能力，能通过网络通道向调度中心进行数据转发。微机五防工作站：系统配置一台微机五防系统，防误操作功能比较完备。电源：系统站级控制层交流电源由在线式UPS供电。其他交流电源由站用变交流系统提供。二次设备室的设备由变电站直流系统220V电源供电。
微机保护及变电站综合自动化监控系统功能强大、用户界面又好，而且系统具有很好的灵活性、开放性、可维护性以及可扩展性。随着电力系统综合自动化的发展，微机保护及变电站综合自动化监控系统在电力系统中一定会得到更为广泛的应用。
4.结语
综上所述，加强对变电站综合自动化微机保护监控系统的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的综合自动化微机保护监控系统应用过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
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[3]林福临.浅谈变电站综合自动化系统的基本功能[J].黑龙江科技信息,2016（21）：88-89.
论文作者:吴震达
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/10
标签：变电站论文; 微机论文; 系统论文; 监控系统论文; 结构论文; 设备论文; 分布式论文; 《电力设备》2017年第34期论文;