黃飛

（中冶華天南京工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210019）

經(jīng)濟水平的快速發(fā)展，使我國的城市化進程不斷加快，各地的工業(yè)發(fā)展和居民用電量增加迅速，這就對電網(wǎng)的運行狀況有了更高的要求。目前城市電網(wǎng)的復雜程度逐漸提升，為了使各級的電力調(diào)配中心實時掌握電網(wǎng)及變電站的運行情況，提高變電站的運行可控性，需要采用更多的反事故措施，綜合自動化系統(tǒng)符合目前變電站的管理需要，自動化系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的二次設備控制模式，在簡化控制系統(tǒng)的同時能提高系統(tǒng)的安全性能。

一、變電站綜合自動化系統(tǒng)概述

根據(jù)生產(chǎn)和生活對用電質(zhì)量以及數(shù)量的要求，變電站的日常運行過程中應該安全平穩(wěn)，在保證電能質(zhì)量的同時，也要保證電能的數(shù)量，盡量避免線路上的電能損耗，同時要盡可能降低變電站的整體維護成本，以提高變電站的經(jīng)濟效益，要實現(xiàn)這些目標，就需要對變電站進行整體上的管理，在計算機水平發(fā)展的帶動之下，變電站綜合自動化系統(tǒng)應運而生。

為了滿足變電站的運行管理需要，綜合自動化系統(tǒng)主要利用現(xiàn)代的計算機技術(shù)以及電子技術(shù)對變電站內(nèi)的設備進行功能組合，以先進的通信手段對設備的運行情況進行狀態(tài)監(jiān)控，測量有關(guān)的工作數(shù)據(jù)以及狀態(tài)資料，從整體上協(xié)調(diào)整個變電站內(nèi)的設備運行，替代了傳統(tǒng)變電站使用的二次監(jiān)控設備，簡化了變電站內(nèi)的二次電路，提高了監(jiān)控電路以及保護電路的運行效率和可靠性，實現(xiàn)了管理功能的綜合化。

綜合自動化技術(shù)對變電站內(nèi)除一次設備以及電源設備（包括交流電源和直流電源）之外的所有二次設備，通過微機綜保裝置把二次設備按照功能進行區(qū)域劃分，以現(xiàn)代化的通信網(wǎng)絡完成各模塊間的連接，以統(tǒng)一型號的接口完成模塊信息之間的共享，每個子系統(tǒng)單獨運行，完成獨立的功能任務，所有的模塊由統(tǒng)一的CPU 群實現(xiàn)協(xié)調(diào)，使全局化的整體管理成為可能。在變電站內(nèi)建立綜合自動化管理系統(tǒng)之后，電站的管理人員在變電站的主控站或者調(diào)度室內(nèi)，就可以通過屏幕顯示裝置對整個變電站的設備以及輸電線路的運行情況進行監(jiān)控，有效減輕了電站管理人員的工作量；綜合自動化系統(tǒng)可以通過智能化的管理，對變電站設備的運行情況進行實時診斷，將診斷結(jié)果及時傳達給主控室內(nèi)的管理人員，有效避免整個電站的非正常停機情況。

二、應用于10kV 變電站的綜合自動化管理系統(tǒng)簡介

隨著自動化技術(shù)的不斷進步，變電站內(nèi)的綜合自動化管理系統(tǒng)在大型發(fā)電廠運用相當廣泛，220kV 的變電站及220kV 以上的輸電線路管理系統(tǒng)中也有所設計，但是在民用建筑以及小型工業(yè)變電站中的使用尚未普及，10kV 變電系統(tǒng)的整體自動化程度仍有待提升，以實現(xiàn)無人管理和遠程遙控為目標的自動化管理系統(tǒng)，以下簡單介紹10kV 變電站中的自動化系統(tǒng)。

（一）自動化管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式

根據(jù)電站的實際運行情況，需要選擇不同的自動化結(jié)構(gòu)，常見的自動化管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有兩種，一種是集中式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由前置主機和后臺的處理機構(gòu)成集控式的結(jié)構(gòu)，前置主機完成數(shù)據(jù)的輸入、監(jiān)控以及保護的功能，后臺的處理機完成數(shù)據(jù)的處理以及通信功能，因前置機的工作任務量比較大，容易出現(xiàn)運行運行瓶頸，對系統(tǒng)的可靠性有比較大的影響，如在前置機出現(xiàn)故障時，整個系統(tǒng)的通信功能都將中斷；另一種是分層分布的結(jié)構(gòu)方式，應用較為廣泛，這種結(jié)構(gòu)的設計原理是按照變電站的控制要求以及控制對象進行單元劃分，以分層分布的方式布置系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、工作臺以及通信系統(tǒng)組成，由監(jiān)控系統(tǒng)對電站內(nèi)的所有設備進行狀態(tài)檢測，當出現(xiàn)異常的運行數(shù)據(jù)時由控制系統(tǒng)以及工作臺進行判定，通過調(diào)試和檢驗等工作，在發(fā)現(xiàn)問題時，可以利用通信系統(tǒng)對電站進行遠程的管理。

（二）利用綜合自動化管理系統(tǒng)實現(xiàn)對電站的保護和監(jiān)控

根據(jù)電力系統(tǒng)中10kV 變電站的工作要求，綜合自動化系統(tǒng)需要保證電站的安全運行，在可靠的供電數(shù)量的前提下，提高輸出電能的質(zhì)量，這就要求自動化管理系統(tǒng)對變電站內(nèi)的線路狀況，變壓器的工作狀態(tài)以及保護電路的可靠性進行統(tǒng)一的保護和監(jiān)控。

1、對變電站內(nèi)的10kV 線路進行保護和監(jiān)控

為了保證變電站的安全運行，需要對變電站內(nèi)的接地點和饋線進行保護，線路保護的任務包括饋線的保護，線路的控制，接地情況的測量以及異常工況的報警裝置，整個保護部分應該由三相三段式的電流保護方案組成，以確保在異常工況發(fā)生時能夠迅速熔斷。為了配合線路保護和監(jiān)控工作，測量系統(tǒng)中需要對線路的電流、電壓、頻率、功率等進行實時的測量，控制部分要有自動跳閘和手動跳閘功能。

2、對變電站內(nèi)的變壓器的保護和監(jiān)控

綜合自動化系統(tǒng)對變壓器的保護由監(jiān)控和保護兩套獨立系統(tǒng)組成，由非電量保護裝置、差動保護裝置以及備用監(jiān)控保護裝置共同組成，非電量保護裝置運行時，可以對變壓器中各回路的主變壓器的溫度進行測量，對接頭位置的數(shù)據(jù)進行測量，通過對遙測結(jié)果的分析，完成與其他設備之間的數(shù)據(jù)交換，起到對變壓器的保護作用；差動保護電路則采集變壓器兩側(cè)的電流量和一側(cè)的電壓量，完成對變壓器一側(cè)的能量監(jiān)控，能夠及時預警變壓器的異常工作情況；備用保護電路是非電量保護和差動保護都無法正常工作時運行的，可以以手動的方式分閘，也可以在監(jiān)控的配合下完成保護工作。

（三）綜合自動化系統(tǒng)對電站運行情況的全面監(jiān)控

在10kV 變電站的內(nèi)部管理過程中，可以利用監(jiān)控系統(tǒng)對全站進行監(jiān)視，監(jiān)控系統(tǒng)的計算機主機內(nèi)部裝有監(jiān)控軟件和組態(tài)軟件，可以通過主機上的顯示界面實現(xiàn)人機互動，在監(jiān)控中心即可獲得設備的相關(guān)保護資料，以及遙測的信息和報表。利用微機對整個電站的運行情況進行檢測，集控站的檢測技術(shù)與本地檢測信息相結(jié)合，在對比之后能夠及時發(fā)現(xiàn)變電站運行過程中的隱形故障，為電站的日常維護工作提供科學的指導。借助監(jiān)控信息的反饋，可以實現(xiàn)信息資源的有效共享，使變電站的保護和控制工作同時完成，提高了變電站的維護和管理效率，使變電站的自動化水平得到了質(zhì)的提升，逐步實現(xiàn)了無人值班的目標，為電力系統(tǒng)的調(diào)度自動化打下了堅實的基礎。

（四）依托系統(tǒng)的通信功能實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理

根據(jù)10kV 變電站的使用目的，要求變電站的管理人員能夠?qū)﹄娬镜倪\行情況快速控制，快速排除故障，傳統(tǒng)的10kV 變電站內(nèi)配線情況復雜，日常維護成本較高，運行過程中經(jīng)常會因為變電站工作人員的操作失誤造成停機事故，綜合自動化系統(tǒng)的應用改善了這種情況。系統(tǒng)中包括有遠程通信的功能，既能夠?qū)⒃O備的現(xiàn)場運行情況傳達到主控室的主機內(nèi)，以一定的警告形式提醒管理人員對異常工況進行處理，在管理人員處理之后，也可以將控制中心的命令傳遞回現(xiàn)場的設備，在遠程監(jiān)控的基礎上實現(xiàn)了遠程管理；同時也能完成同級變電站以及變電站與高一級管理部門之間的溝通，使電力系統(tǒng)的電網(wǎng)管理更加系統(tǒng)化。

三、10kV 變電站內(nèi)綜合自動化管理系統(tǒng)的應用前景

隨著我國科技水平的不斷進步，人們生產(chǎn)和生活過程中的用電需求越來越旺盛，電力部門的管理任務較為艱巨，為了緩解電力系統(tǒng)中人員緊張的現(xiàn)狀，基層中的變電站的自動化水平亟待提升。在10kV 變電站內(nèi)利用綜合自動化系統(tǒng)，線路改造的任務和硬件建設任務量較大，但是使用之后能夠有效提高變電站的安全性，大大降低了變電站的日常維護成本，甚至在特殊的運行情況如瞬間停電以及電壓波動較大的情況下，自動化系統(tǒng)仍然能夠以迅速切換實現(xiàn)對變電站的保護，能對基層的用電安全以及生產(chǎn)狀況起到良好的保證作用。利用先進的科學技術(shù)手段，可以實現(xiàn)供電質(zhì)量的提升，變電站的電壓合格率穩(wěn)定，運行過程中安全可靠，依托于自動化系統(tǒng)的管理可以降低電力系統(tǒng)的管理成本，能有效促進了基層電力事業(yè)的發(fā)展。

四、結(jié) 語

面對科技水平不斷提升的大形勢，基層的10kV 變電站應該主動迎接挑戰(zhàn)，建立完善的自動化管理系統(tǒng)，以現(xiàn)代化的管理方式進行電站的管理，完善變電站的管理系統(tǒng)，提高變電站運行的安全性和穩(wěn)定性，為人民的生產(chǎn)和生活提供可靠的保證。綜合自動化管理系統(tǒng)的應用提高了電站管理人員的工作效率，能實現(xiàn)常規(guī)電站和無人值守電站的自動化管理，集運行監(jiān)控和安全管理為意圖的管理模式，具有良好的發(fā)展前景。

[1]王占英，郝志云.綜合自動化系統(tǒng)在10kV 變電站中的應用[J].玻璃，2004，（05）.

[2]陳如忠.某機場10kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)化升級[J].建筑電氣，2011，（09）.

[3]曲仁秀，王志國.10kV～35kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)設計[J].科技資訊，2010，（36）.

[4]張新林，魏磊.某小區(qū)10kV 小型變電站自動化系統(tǒng)的設計[J].北京電力高等專科學校學報（自然科學版)，2010，（11）.

[5]溫海水.10kV 變電站綜合自動化技術(shù)的應用[J].智能建筑電氣技術(shù)，2005，（04）.

[6]尼瑪曲珍.變電站綜合自動化的功能要求[J].科技傳播，2011，（01）.

[7]毛淑蓮，劉青利.綜合自動化技術(shù)在變電站中的應用分析[J].甘肅水利水電技術(shù)，2012，（01）.