目前變電站綜合自動化得到了迅速的發(fā)展，尤其是隨著電力系統(tǒng)“達標創(chuàng)一流”的實施，全國已經(jīng)有許多變電站實現(xiàn)了綜合自動化，其中一些220 kV變電站、110 kV變電站的設(shè)備已經(jīng)具備了無人值守的條件。 　　下面對變電站綜合自動化系統(tǒng)的具體內(nèi)容作以介紹；對建設(shè)綜合自動化變電站存在的問題加以分析；對下一步的繼續(xù)發(fā)展進行探討。 [b]1　變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本內(nèi)容 [/b]　　變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本內(nèi)容包括：繼電保護、故障錄波、“五防”閉鎖、測控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)五部分組成。 　　繼電保護包括線路保護、變壓器保護、電容器保護等。線路保護部分設(shè)有啟動元件、零序電流元件、零序方向元件、距離元件、振蕩閉鎖元件、TV斷線報警、TA斷線報警、控制回路斷線報警及自動重合閘；變壓器保護由差動保護、復合電壓閉鎖過流保護、零序過電流保護、零序過電壓保護、過負荷保護及TV斷線保護幾部分組成；電容器保護由過電流保護、不平衡電流保護、過電壓保護、低電壓保護及不平衡電壓保護幾部分組成。 　　故障錄波主要是記錄故障前后的電壓、電流的動態(tài)變化過程及開關(guān)量的狀態(tài)。在管理計算機系統(tǒng)中，設(shè)有專家系統(tǒng)，可提供標準的操作票，利用計算機進行操作的硬閉鎖。還可以利用專家系統(tǒng)方便、直觀地進行反事故演習，而不會影響其他功能的正常運行。綜合自動化的變電站除了實現(xiàn)就地測控外，還設(shè)有比較完備的遠動系統(tǒng)。遠動系統(tǒng)的“四遙”要求在綜合自動化的變電站中得到具體體現(xiàn)，無人值守的變電站更是如此。測控系統(tǒng)的主要內(nèi)容是開關(guān)控制、變壓器調(diào)壓、補償電容器調(diào)壓、低頻減載、變電站的參數(shù)采集。經(jīng)過通信聯(lián)網(wǎng)使變電站 實現(xiàn)了與調(diào)度系統(tǒng)的信息傳遞，從而完成“四遙”功能。 [b]2　變電站繼電保護與綜合自動化 [/b]　　變電站繼電保護的安裝位置與以往相比發(fā)生了很大的變化，基本上考慮2種方式：①就地安裝；②集中安裝。有的變電站只考慮一種方式，有的則2種方式全用。作為一般的設(shè)計，10 kV線路保護安裝到開關(guān)柜上，變壓器以及高壓線路保護則集中于控制室，繼電保護裝置經(jīng)過通信線路與管理計算機聯(lián)網(wǎng)。這種考慮主要是由于10 kV開關(guān)柜一般為戶內(nèi)安裝，變壓器以及高壓線路開關(guān)為戶外安裝的緣故。微機技術(shù)的發(fā)展，即單片機技術(shù)的應用使保護獨立于管理機之外，并與管理機建立通信聯(lián)系成為可能，如此，繼電保護并沒有成為以大型計算機為中心的內(nèi)部的一部分。繼電保護作為綜合自動化系統(tǒng)的一部分，在結(jié)構(gòu)、功能上相互獨立，在管理上相互通信的模式為人們所接受。繼電保護不僅是綜合自動化系統(tǒng)的一部分，而且是 獨立于綜合自動化系統(tǒng)的一部分，這種設(shè)計對整個系統(tǒng)的可靠性無疑是非常必要的。 [b]3　綜合自動化變電站采用的新成果 [/b]　　一些新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備以及新的科研成果，已經(jīng)陸續(xù)應用到變電站綜合自動化系統(tǒng)中。 　　3.1　小電流接地選線 　　由于微機型小電流接地選線裝置陸續(xù)投入使用，這些產(chǎn)品因為在硬件上進行了嚴格的篩選，在結(jié)構(gòu)上采取了一系列的抗干擾措施，在軟件上設(shè)置了自檢程序，設(shè)置了防止誤動的檢測環(huán)節(jié)等，使小電流接地故障選線保護基本達到了動作無誤的程度。 　　3.2　機卡保護 　　機卡保護是防止開關(guān)拒動時燒毀繼電器觸點的一種保護。據(jù)統(tǒng)計，在低壓系統(tǒng)中由于開關(guān)機構(gòu)的質(zhì)量問題，燒毀跳閘繼電器觸點的事情是常見的，引用了機卡保護后，徹底解決了繼電器被燒毀的問題。 　　3.3　直流接地選線裝置 　　由于變電站直流系統(tǒng)的接線很復雜，運行中的直流系統(tǒng)接地現(xiàn)象時有發(fā)生，近幾年有比較成功的直流接地選線裝置投入運行，基本上實現(xiàn)了不拉路選線的愿望，提高了變電站運行的可靠性。 　　3.4　時鐘校對系統(tǒng) 　　變電站的微機型保護及自動裝置中均設(shè)有事件的記錄功能，并利用裝置內(nèi)部的時鐘來記錄故障等事件相關(guān)的參數(shù)，以便按順序進行追憶，記錄的時間分年、月、日、時、分、秒、毫秒、微秒，作為一套裝置如此設(shè)置是無可挑剔的，但是對于變電站與調(diào)度管理系統(tǒng)，由于各自內(nèi)部時鐘誤差的存在，日積月累，偏差難免會過大，采用了時鐘校對措施以后，事件的時間就會徹底統(tǒng)一起來。 [b]4　綜合自動化變電站的運行與管理的特點 [/b]　　綜合自動化變電站的管理與常規(guī)變電站管理相比有許多特點，分析如下。 　　4.1　網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) 　　變電站的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)簡圖見圖1。變電站利用管理單元完成數(shù)據(jù)的傳送，完成變電站內(nèi)有關(guān)單元的管理、檢測，完成有關(guān)操作、查詢，當變電站內(nèi)的有關(guān)單元出現(xiàn)異常后自動報警，當被保護的設(shè)備出現(xiàn)故障后完成故障前后的錄波打印。管理單元在很大程度上代替了運行過程中的巡回檢查，只是比人工檢查更及時、迅速、準確，但是對于某些特殊的情況尚不能代替人工檢查，至于有關(guān)單元的異常處理仍然需要人來完成。 　　　4.2　實現(xiàn)了與調(diào)度自動化系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng) 　　常用的變電站與調(diào)度自動化系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)方式見圖2。變電站實現(xiàn)了與調(diào)度自動化系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)以后，為變電站實現(xiàn)遙測、遙調(diào)、遙信、遙控提供了條件，為無人值守提供了條件。調(diào)度部 門可以通過調(diào)度自動化系統(tǒng)對各變電站進行監(jiān)視或操作。 　　4.3　操作特點 　　綜合自動化變電站正常的斷路器、隔離開關(guān)操作采用手動或自動方式均可實現(xiàn)，對于無人值守的變電站的倒閘操作則以遠方為主，這主要看設(shè)備的配置，例如負荷開關(guān)若能實現(xiàn)遠方操作的，一般情況下無須到就地操作，但是諸如接地開關(guān)的操作只能到就地進行。只能在就地進行的操作，綜合自動化也無能為力，一般的配置仍須操作人員到現(xiàn)場，對停電后所做的驗電、掛接地線等措施也不是綜合自動化所能代替的。在這種情況下，對于有人值班的變電站由值班人員辦理，對于無人值班的變電站則需派操作隊前往辦理。 　　4.4　設(shè)備異常及事故的特點 　　與一般的變電站相比綜合自動化變電站由于自動化系統(tǒng)、遠動系統(tǒng)的設(shè)備龐大、機構(gòu)復雜，設(shè)備的異常及事故所帶來的麻煩明顯增多，據(jù)某些供電局統(tǒng)計約占30%以上，因此在同樣的情況下，綜合自動化變電站的問題要比一般的變電站多。無人值班變電站的事故處理顯然要比有人值班的變電站更加繁瑣。 　　 [b]5　變電站綜合自動化發(fā)展的趨勢 [/b]　　5.1　變電站綜合自動化的優(yōu)點 　　綜合自動化變電站有許多優(yōu)越性，它的出現(xiàn)加強了信息的傳遞，方便了許多方面的工作。例如MPS—4000變電站綜合自動化系統(tǒng)有如下優(yōu)點： 　　（1）簡化了二次設(shè)備的硬件配置。由于二次設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)可以通過通信總線使各部分共享，如此其采樣部分、數(shù)據(jù)處理部分對于每一個參量來說，只需要采集一次就可以滿足不同功能的數(shù)據(jù)要求。綜合自動化變電站可以省去專用的故障錄波器、專用的控制信號屏以及專用的中央信號屏。 　?。?）簡化了二次設(shè)備的連線。將變電站的線路、變壓器、電容器等一次設(shè)備的所有的二次功能集中到一個或幾個機箱內(nèi)部，不同的二次設(shè)備之間的聯(lián)系可用總線來實現(xiàn)，從而省去了二次設(shè)備之間的電纜連接。 　?。?）簡化了設(shè)備的調(diào)試。由于硬件的模塊化、采樣值的數(shù)字化，使得出廠調(diào)試及運行維護調(diào)試簡單了許多。 　　（4）方便了一次事故處理。設(shè)備的自檢功能使設(shè)備本身出現(xiàn)異常時能夠及時報警；設(shè)備的故障錄波功能使系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能夠記錄故障時的參數(shù)及事件，以便分析處理。 　　5.2　變電站綜合自動化尚存在的問題 　?。?）設(shè)計的規(guī)范很難統(tǒng)一。盡管國家電力公司、各省電力部門對變電站綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計、設(shè)備的性能指標等都做了統(tǒng)一的規(guī)定，但是設(shè)備生產(chǎn)廠家的元件篩選、硬件配置、電路結(jié)構(gòu)、制造工藝、軟件程序卻差別很大，這些差別導致了設(shè)備的壽命、性能、抗干擾能力以及管理與維護等相差甚遠。 　?。?）設(shè)備的一次性投資太高。雖然綜合自動化變電站節(jié)省了連線，方便了安裝施工，簡化了調(diào)試，但是繼電保護、通信系統(tǒng)、集中控制、遠動系統(tǒng)等現(xiàn)代化設(shè)備產(chǎn)品的造價都比較高，因此，綜合自動化變電站設(shè)備的一次性投資高于常規(guī)的變電站。例如一個變電容量相同的110 kV綜合自動化變電站，自動化設(shè)備部分的投資比常規(guī)變電站設(shè)備的一次投資高1倍多；通常，一個一般的220 kV變電站的自動化部分大約是150萬元以上。 　　（3）設(shè)備依然需要定期維護。到目前為止，幾乎所有的變電站綜合自動化系統(tǒng)，沒有一家產(chǎn)品是免維護的，在現(xiàn)場對設(shè)備異常的處理也只有針對情況更換插件或更換元件，更進一步的分析及更深入的檢查處理往往是請廠家?guī)椭鉀Q。 　?。?）誤動的問題依然存在。有一個110 kV變電站的一條35 kV線路在一天內(nèi)曾經(jīng)誤動跳閘24次，最后檢查原因是保護元件的溫度特性變壞，電流采樣值在運行過程中向高處漂移，直到達到過流保護的定值后過流保護動作跳閘為止。雖然這種現(xiàn)象并不多見，但如此的可靠性仍是令人擔憂的。 　?。?）設(shè)備的操作與事故處理比較煩瑣。有些地區(qū)對于無人值守變電站的一般操作仍然由“操作隊”到就地進行，以避免遠方操作出現(xiàn)異常時不能及時處理。另外變電站綜合自動化設(shè)備一旦出現(xiàn)了故障，即使是微小的故障也必須派人到現(xiàn)場。 　?。?）設(shè)備的壽命有限。變電站綜合自動化設(shè)備的壽命一般只有15年左右，運行壽命到期以后只能更換新的產(chǎn)品。 　?。?）遠動設(shè)備監(jiān)視不足。目前，變電站綜合自動化主要在處理速度、容量、精度以及事件記錄的分辨率等方面得到了提高，但是遠動終端、變電站綜合自動化本身的自檢及輸入輸出板的運行狀態(tài)監(jiān)視卻沒有得到發(fā)展，例如UPS電源的檢測，遠動終端自檢信息的檢測等功能并沒有完善。這些功能的完善尚需認識與實踐的過程，涉及到生產(chǎn)廠家改進設(shè)備、增加遠動設(shè)備的自檢信息及電力系統(tǒng)遠動規(guī)約的修訂。 　　5.3　變電站綜合自動化得以發(fā)展的因素 　　近十幾年來電力系統(tǒng)的自動化程度發(fā)展很快，從調(diào)度自動化、變電站自動化、配電自動化、城網(wǎng)自動化到農(nóng)網(wǎng)自動化等，眾多的自動化紛紛涌現(xiàn)出來。變電站綜合自動化的發(fā)展也有它的歷史原因，分析如下： 　?。?）電網(wǎng)發(fā)展的需要。變電站綜合自動化有一定的優(yōu)勢，為了電網(wǎng)整體自動化水平的提高，為了與電網(wǎng)調(diào)度自動化的配套等應該發(fā)展一定規(guī)模的變電站綜合自動化系統(tǒng)。 　　（2）創(chuàng)一流工作的需要。國家電力公司在一流的企業(yè)標準中，明確規(guī)定了綜合自動化變電站的比例，因此那些爭創(chuàng)一流的企業(yè)必須按規(guī)定完成綜合自動化變電站的指標。 　　（3）減人增效的需要。據(jù)統(tǒng)計，有的地區(qū)供電局在不到10年的時間內(nèi)變電站的數(shù)量增加了一倍，變電容量翻了一翻，但是生產(chǎn)管理人員不但沒有增加，反而有所減少，在這種情況下要完成年度的生產(chǎn)任務(wù)，要完成檢修任務(wù)必須大力發(fā)展高度自動化系統(tǒng)，以減少設(shè)備維護、調(diào)試的工作量，同時減輕工作人員的負擔。 　　由此可見，變電站綜合自動化的發(fā)展既有主觀上的愿望，又有客觀上的需求。值得重視的是 生產(chǎn)部門應該充實一線的力量，減輕生產(chǎn)人員的勞動強度，提高工作效率，保證工作質(zhì)量。 　　5.4　必須控制變電站綜合自動化的發(fā)展規(guī)模 　　高度綜合自動化的變電站、無人值守的變電站的數(shù)量必須控制在一定的比例以內(nèi)，使其既滿足主網(wǎng)綜合自動化的需求，又考慮到中國的國情，考慮到國家整體的經(jīng)濟實力，考慮到國家的人口因素。中國的人口問題極為突出，電力作為國民經(jīng)濟一大支柱的部門不可能回避，各部門應該適量地吸收人員，以減輕社會的就業(yè)壓力。一方面綜合自動化變電站的建設(shè)投資費用太高，同時自動化設(shè)備的平均壽命太短，另一方面高度發(fā)達的自動化設(shè)備與人爭飯碗的問題，在發(fā)達國家的發(fā)展過程中曾經(jīng)出現(xiàn)過，作為宏觀調(diào)控的部門應該把好第一關(guān)，以免重蹈覆轍。　變電站綜合自動化的發(fā)展應統(tǒng)籌考慮，區(qū)別對待，宏觀上解決好以下問題。 （1）偏遠地區(qū)。對于值班人員的生存、生活有困難的變電站，可以考慮變電站綜合自動化的問題，若條件允許可以做到無人值守的程度。 　　（2）樞紐變電站。對于樞紐變電站應考慮比較先進的綜合自動化配置，但是樞紐變電站應該是有人值班的管理，無人值守不可取。 　?。?）一般變電站。對于一般變電站，應該根據(jù)設(shè)計的原則，根據(jù)實際的情況適當考慮保護 、自動、遠動、通信等，即達到所謂的半自動化水平或半自動化以下水平。 　　只要在宏觀上解決好上述問題，變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展是會令人滿意的。這樣既 能看到現(xiàn)代水平的象征，又能顧全大局，考慮到與其他行業(yè)的配套發(fā)展。 6　參考文獻 　　1　趙欽增.關(guān)于增加遠動及相關(guān)設(shè)備信息的建議.電網(wǎng)技術(shù)，2001（3）