高伟
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摘要：随着计算机技术的发展和应用，尤其是微机远动技术和分布式RTU的发展，为变电站自动化系统提供了技术保障，变电站自动化系统相对于传统的系统，采用了更加先进的操作程序，实现了监控、保护和通信网络的整体化设计，其显著的特点就是以先进的计算机技术和设备作为支撑，其次自动化系统可以全面的实时系统监控，实现了无人值班的运行模式，为变电站的现代化管理打下了坚实的基础。当前变电站自动化技术还没有完全完成升级，部分常规的运动装置依然发挥着重要作用，同时在局部分布着新型的设计模式，但是其新老技术更替的趋势不容改变。
关键词：数字化；变电站；远景；规划
1数字化变电站自动化系统的特点
1.1智能化的一次设备
一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计,简化了常规机电式继电器及控制回路的结构,数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之,变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替,常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
1.2网络化的二次设备
变电站内常规的二次设备,如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置故障滤波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造,设备之间的连接全部采用高速的网络通信,二次设备不再出现常规功能装置重复的I/0现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
1.3自动化的运行管理系统
变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告,指出故障原因。
2.数字化变电站自动化系统的结构
在高压和超高压变电站中，保护装置、测控装置、故障录波.及其他自动装置的I/0单元,如A/D变换、光隔离器件、控制操作回路等将割列出来作为智能化一一次设备的一部分。数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类,即智能化的一次设备和网络化的二次设备;在逻辑结构上可分为三个层次,根据IEC6185A通信协议草案定义,这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”。
2.1过程层
过程层是一次设备与二次设备的结合面,或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类:
(1)电力运行的实时电气量检测
与传统的功能一-样, 主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测,其他电气量如有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。
(2)运行设备的状态参数在线检测与统计
变电站需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统。在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等数据。
(3)操作控制的执行与驱动
操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制,电容、电抗器投切控制,断路器、刀闸合分控制,直流电源充放电控制。过程层的控制执行与驱动大部分是被动的,即按上层控制指令而动作。在执行控制命令时具有智能性,能判别命令的真伪及其合理性,还能对即将进行的动作精度进行控制,能使断路器定相合闸,选相分闸,在选定的相角下实现断路器的关
3.数字化变电站自动化系统中的网络选型
网络系统是数字化变电站自动化系统的命脉,它的可靠性.与信息传输的快速性决定了系统的可用性。
常规变电站自动化系统中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个CPU控制下进行的,使得同步采样、A/D转换,运算、输出控制命令整个流程快速,简捷,而全数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的,如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题,其最基本的条件是网络的适应性,关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。
4.数字化变电站自动化系统发展中的主要问题
在三个层次中,数字化变电站自动化系统的研究正在自下而上逐步发展。目前研究的主要内容集中在过程层方面,诸如智能化开关设备光电互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。国外已有--定的成熟经验,国内的大专院校、科研院所以及有关厂家都投入了相当的人力进行开发研究,并且在某些方面取得了实质性的进展。但归纳起来,目前主要存在的问题是:(1)研究开发过程中专业协作需要加强,比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关;(2)材料器件方面的缺陷及改进;(3)试验设备、测试方法、检验标准，特别是EMC(电磁干扰与兼容)控制与试验还是薄弱环节。
5.变电站自动化系统的远景规划
变电站自动化系统的设计是分层管理模式，各个组件部分的信号会传达到相应的通信分管理机上，在汇总到总管理机上，通信总管理机可以实现监控调度通信、分屏管理通信，并汇总了各个分管理机上的信息，这种形式的变电站自动化系统是其发展方向。变电站系统配置包括电源及出口模件、CPU模件、断路器操作模件等构成。断路器操作模件代替了原来开关柜的全部操作功能，同时各保护单元设有独箱体，正面配有薄膜面板，液晶显示，触摸示按键、CPU运行灯、断路器位置指示灯均装于门上。DMP300保护系统考虑了集中配屏方式，可配置11个线路和管理机单元。集中配屏方式仍然保留各单元的箱体，全密封的小箱体和大机柜构成双重屏闭，增强了抗干扰能力。DMP300保护装置采用模设计。
5.1集成化
集成电路和计算机技术在继电保护上的应用，极大的提高了系统的自动化水平，集成电路的应用将保护和测控装备更加的集成化，可以把各项功能集成于独立的模块存储中，而各个模块之间的信息交流是通过光纤的传输，取代了传统的导线焊接连接。这种高集成化的线路保证了信息传输的通畅性，增强了计算机的数据处理功能，同时增大了数据的存储空间，降低了设备设计成本，减少了线路故障的发生。
5.2数字化
变电站一次设备的智能化程度提高，各种智能的开关设备、新型电压设备、智能数字装备等在自动化系统中逐步地应用，自动化系统开始迈向数字化、信息化、整体协调化，之前独立于变电站内的设备单元，女nI／o单元、A／D单元，逐渐独立地分散在智能化一次设备中，并对于其数据模拟信号进行分工和组合，增强了自动化系统的保护和控制。
数字化变电站系统主要有三部分组成：(1)智能化的一次设备，由光电式和电子式的互感器，智能化断路器等组成，这种互感器具有较好的绝缘性能和较强的抗电磁干扰能力，更加适应电子系统数字化、智能化和网络化的需求；(2)变电站内的二次设备。有继电保护装置、测量控制装置、防误闭锁装置及正在发展中的在线状态监测装置，这些装置充分实现数据共享和资源共享，(3)三是IEC61850，这个系统基于网络通信平台的变电站自动化唯一的国际标准，可以在不同厂家之间实现无缝连接，解决了系统之间相互操作和协议转换的问题。
5.3标准化
标准化的不完善一直是制约变电站自动化发展的瓶颈，当前整个系统开始转向标准化的发展方向，例如规范产品的基本功能标准、型号标准、外接口的标准以及通讯协议的标准化，为客户提供了更自由的选择性，真正达到产品的“即插即用”。随着标准化浪潮的发展，一些不符合要求的产品正在被淘汰出市场，促进了自动化行业的良性发展。
结语：总之，随着变电站自动化技术的发展和应用,使得电力自动化产业迅速发展,虽然当前的自动化系统中存在着--些问题，但是集成电路技术和计算机技术的发展,为自动化系统的革新提供了技术保障,相信在不久的将来，自动化系统最终会实现集成化.数字化、标准化。
参考文献：
[1]张义国. 智能变电站的发展[J].中国电力教育,2010(33):248-250.
[2]潘勇. 数字化变电站继电保护调试技术研究[J].通讯世界,2018,25(12):190-191.
[3]马恩宁. 物联网技术在数字化变电站中的应用探讨[J].电工技术,2018(24):123-124.
[4]赵海平. 综合自动化变电站向数字化变电站发展浅析[J].科技创新导报,2018,15(17):40-41.