摘要：变电站综合自动化系统是利用先进的计算机、现代电子、通信和信号处理等技术，将变电站保护、测控、通信功能集于一体的新型变电站二次系统。全部控制、监视、测量和报警功能均可通过计算机监控系统来完成，实现对变配电设备和输配电线路的自动监视、测量、控制、保护及调度通信等综合性自动化管理。同时，变电站无需另设远动设备，监控系统完全满足遥信、遥测、遥控、遥调的功能以及无人值班之需要。
关键词：变电站；综合自动化系统；继电保护
基于变电站综合自动化系统的概念，对公司35kV变电站改造工程进行论述。在改造中，采用先进的PS6000综合自动化系统，实现了变电站继电保护、遥控、遥信、遥测、遥调及数据处理、历史记录和报表等功能。变电站改造投入使用至今，系统各种功能反应准确，数据传输迅速、正确，无误控制、误遥信等现象，便于现场调试、运行、维护，较好地改善了公司供电状况，提高了用电的安全性和可靠性。该系统在减少因电气故障造成的生产成本的同时，也降低了人工运行维护成本，达到了生产规模扩大对企业供电的要求，进一步表明该自动化系统在企业发展中的重要性。
1 35kV变电站综合自动化系统改造
1.1 系统结构
该系统采用PS6000变电站自动化系统，其结构为分层分布式结构，分为间隔层、通信层、站控层3层，具有可靠性高、灵活性强、可扩展性以及系统构成和维护的简易性等特点。这种结构将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，而高压线路和主变压器保护装置等采用集中组屏。此次变电站改造，35kV侧设备、主变采用保护与控制、测量设备分开配置、独立运行的方式。35kV侧设备、主变的控制、测量及开关位置、主变温度等信号由智能单元完成。6kV侧设备采用保护与控制、测量设备合一的配置，6kV开关柜的开关位置、电度等信号由智能单元完成，全部保护、控制设备直接安装在6kV开关柜上。
1.2 PS6000系统基本功能
1.2.1 计算机监控系统
系统数据库采用面向对象描述方式，以实时库为核心（系统实时数据库是层次半关系型结构），数据的读写完全从内存获得，满足变电站计算机监控系统对实时性的要求。
1.2.2 数据采集和处理
实时采集全站运行过程中的输入信号（包括模拟量、开关量、脉冲量），实时更新数据库，为微机保护和监控系统提供运行状态的数据。
1.2.3 数据通信。
站内通信基于以太网结构，系统网络速度为10/100MBPS；远方转发时，主备信道自动切换，速率为1200bit/s。
1.2.4 微机保护
整个微机保护系统包括主变压器保护、线路保护、6kV电容器保护、电压切换装置、母联保护等。线路保护可完成35kV线路方向时限速断、过流保护、方向电流闭锁电压时限、方向电流时限速断、三相一次重合闸功能等，带操作插件，具备遥信、遥控、遥测、遥脉功能。6kV线路保护具有瞬时电流速断、过流、一次重合闸功能，且设有本体动作及本体告警，具有综合自动化变电站所需的四遥功能，并可完成小电流接地选线的底层数据采集上送功能；6kV电容器保护包括时限电流速断保护、零序过流保护过压及欠压保护、接地信号保护。
1.2.5 越限报警
电气和非电气模拟量设上限、下限、梯度变化值等限值，当测量值越限时发出报警，
并作相应处理。
1.2.6 事件顺序记录
将继电保护、自动装置的动作和断路器的跳合闸按动作顺序记录下来，事件分
辨率≤2ms，遥控动作成功率100%。
1.2.7 控制操纵
各单元箱上装有就地远方切换开关及跳合闸操纵按钮，可就地操作，也可经后台机鼠标或键盘实现对站内断路器、电容器及主变分接头的控制，显示各种调试、编辑等功能画面也可实现某单元断路器的送、停电和倒闸操作等顺序操作，并可在控制操作中实现安全操作闭锁功能。
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1.2.8 人机接口
监视器、鼠标和功能键提供了灵活的人机交换联系，能提供正常的运行显示、调用各种数据、报表及运行状态图、参数图等。实时数据的画面整幅调出响应时间：画面调入≤2s，数据刷新≤1s（可设定）。
1.2.9 事故报警
在系统发生事件或运行设备工作异常时，能自动报警，并退出事故画面，画面上相应块闪光报警，指出事件的性质和异常参数值。具有远控功能，检测到的工况和运行数据实时送往调度中心，可远方控制，从而提高了计算控制水平。
1.2.10 技术统计与数据存档
根据运行要求进行电流、电压、功率、电度量的整点抄表、累计，设备的运行工况、时间统计以及合格率、负荷率等技术统计，能进行历史数据存档，如测量数据存档最小时间间隔为1min，生存周期为2年；保护信息、事件记录、越限记录等，生存周期为1年。
1.2.11 显示功能
能实时刷新全站主接线图，含断路器状态及隔离开关状态；实时刷新单回路接线图及运行参数；显示各种曲线，如负荷曲线、电压棒图、电流棒图等；实时刷新测量表格和计量表格及相应的测量值和计量值，优先显示事故发生时间，所属设备及事故性质；显示各种调试、编辑等功能画面；显示本站概况、运行规程、操作指导、模拟等内容；显示时钟、日历、周波和安全运行天数。
2 对比35kV变电站综合自动化系统实现
2.1 完全汉化接口
可以方便地进行保护定值整定、遥测量的观察等。
2.2 增设了微机保护
对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。对开关的控制由保护完成：传统系统中对开关的手动控制是由控制屏完成的，这样对开关的控制接线重复，增加了现场的电缆接线。
2.3 数据采集及处理功能
包括状态数据，模拟数据和脉冲数据。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、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号我站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。模拟量采集：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，电流和有功、无功功率值。馈线电流，电压和有功、无功功率值。
2.4 控制和操作功能
操作人员通过后台机屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。并能与监控系统通信。
2.5 与监控系统通信
集中式配置专用故障录波器，根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令。通信应采用标准规约。
2.6 数据处理和记录
历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：断路器动作次数；断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时。
3 结语
35kV变电站微机综合自动化系统的应用是集团公司供电系统一次有意义的技术提升尝试，目前该系统运行稳定可靠。在先进技术不断发展的今天，变电站综合自动化系统在公司供电中，以其系统化、标准化和面向未来的概念正逐步取代繁琐而复杂的传统控制保护系统。综合自动化系统在35kV变电站的应用推广，必将对提高变电站安全、稳定、可靠运行以及降低运行维护成本等起到深远的影响。
参考文献：
[1]黄益庄．变电站综合自动化技术 [M]．北京：中国电力出版社，2000：11-12.
[2]丁书文．变电站综合自动化原理及应用 [M]． 北京：中国电力出版社，2005：27-30.
[3]杨泽斌，罗毅．变电站综合自动化系统与常规远方终端单元运行分析 [J]． 广东电力，2003，16（3）：79-81.
论文作者:陈龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/1
标签：变电站论文; 系统论文; 自动化系统论文; 功能论文; 断路器论文; 监控系统论文; 操作论文; 《电力设备》2017年第14期论文;