220kV变电站自动化系统改造

发表时间：2018-08-13T16:31:25.840Z 来源：《电力设备》2018年第8期 作者： 刘子霞[导读] 摘要：220kV变电站，是现代电网变配电的核心。 （神华亿利能源有限公司 内蒙古 014300）

摘要：220kV变电站，是现代电网变配电的核心。220kV变电站的自动化发展中，提出了系统改造的要求，目的是确保220kV变电站符合现代电网的发展要求。220kV变电站自动化系统改造的过程中，要结合实际情况，规范变电站自动化系统的规划，优化220kV变电站的运行。本文主要探讨220kV变电站自动化系统的改造。 关键词：220kV变电站；自动化系统；改造 导言

变电站综合自动化控制系统是一项非常复杂、科技含量非常高的自动化控制系统，这一系统的技术水平、控制水平不仅影响到变电站的运行，甚至会间接的对整个局域电网的运行及安全造成影响。伴随着经济发展，电网运行不安全因素也在增多，美国2012年大停电事件给我国电网运行敲响了警钟，也对我国电网的相关自动化控制系统设计、研发、功能、操控能力等提出了更高的要求。除了完善系统组成之外，还要求在科研当中将自动化领域的一些最先进的科研成果应用到系统当中，尤其是智能化控制科研成果，实现系统的高度自动化、智能化。

1 综合自动化系统特点

变电站综合自动化系统可以提高变电站的可靠性，确保设备稳定、安全的运行，减少日常的维修次数，降低工作人员的工作强度。综合自动化系统的主要特点是不断电进行系统维护和系统的模块化设计，它延长了设备带电运行的工作时间，并在监控对象中使用网络化的通信方式确保数据传送的可靠性和及时性。利用电脑进行自动化的数据处理工作，可以提高工作效率，获得较为全面的数据，进而为系统的维护和分析提供可靠的数据。另外，一般故障的自我修复和自我诊断提升了设备运行的稳定性和可靠性，再加上多规约功能，大大提升了系统的通用性，即使是不同企业的设备，都可以在综合自动化系统下正常运行。 2 220kV变电站自动化系统的改造内容 2.1 分站系统改造

220kV变电站自动化系统改造时，设计分站系统，预留就地功能，保障变电站自动化运行的效率。变电站处，根据自动化系统，构建分站系统，配合预留的就地功能，完善自动化系统的远程控制。分站系统与就地功能，均可以弥补220kV变电站自动化系统在远程操作时的缺陷，即使电讯通信发生了问题，也可以保障220kV变电站自动化的高效运行，降低了故障的发生机率，体现分站系统改造的可靠性。 2.2 强化线路保护

线路保护，是220kV变电站自动化系统改造的基础部分，为系统的运行，提供优质的线路服务。线路保护改造时，应该以线路的质量、性能为根本，定期实行线路的巡查与维护，在根本上，提升线路的运行水平。除此以外，改造中，还要检查变电站自动化系统中的继电保护装置，改为2套保护装置，促使其可维护线路体系，避免线路引起的安全问题。 2.3 五防与闭锁

220kV变电站自动化系统改造方案中，升级五防系统，完善闭锁设置。五防表现出了信息化的特点，改造后，具有封闭性的特征，直接利用计算机系统，管理变电站自动化运行时的五防功能，主要是通过计算机主机，控制五防系统的运行，经过改造处理后，计算机主机，可以收集五防系统中的信息，进而提高五防系统的灵活性，积极有序的开展五防工作。闭锁是五防系统中的关键，改造闭锁装置，有利于提高五防系统的操作水平。闭锁装置的改造中，积极引入监控系统，促使闭锁与监控相互结合，推进五防改造的信息化。 2.4 站点维护改造

220kV变电站站点的维护改造，保证自动化系统运行的高效性，辅助降低故障的发生机率。变电站站点故障，直接影响了变电站自动化的运行效果，严重时会扩大故障范围，诱发运行危害，由此改造站点维护路径，设计故障预警，专门在变电站站点，监测自动化系统的运行，一旦系统中发生故障，就要及时发出故障预警，维护人员掌握故障信息后，确定故障的具体位置，处理后，促使变电站自动化系统，快速恢复正常的运行状态。 2.5 通信规约改造

通信规约方面的改造，要按照220kV变电站自动化系统的运行标准，统一通信规约，采用统一的规约，约束变电站自动化系统的改造及运行。

3 220kV变电站综合自动化系统设计 3.1 系统设计原则

220kV变电站综合自动化系统的设计与实施是一项复杂的综合性系统工程，必须遵循一定的设计原则，才能达到提高性能的目标。首先，变电站综合自动化是电网调度系统的一部分，必须与电网调度系统的总体要求保持兼容，应提供人机接口和远程通信平台，以实现变电站运行状况的实时监控；其次，系统应采用分层分布结构，引入现场总线和工业以太网，考虑冗余配置，实现网络通信的高效性；最后，变电站继电保护功能是相互独立的，互不干涉，但应实现集中管理。同时应具备操作权限分级和防误操作闭锁等功能，提高系统的可靠性。

3.2 系统功能设计

220kV变电站综合自动化系统最关键的功能是通过先进的计算机自动监控系统取代传统的模拟仪表系统，实现全自动化的站内监测。从系统功能上看，具体应包括的功能有：数据采集（包括模拟量、开关量和电能量）、事件顺序记录、故障录波和测距、谐波分析、异常记录、远程控制、实时监视、人机交互、参数修改、微机保护、故障自诊断、自闭锁和自恢复、数据处理（包括存储、统计、显示和打印）。从系统性能上看，应满足快速性、灵敏性和可靠性等要求。 4综合自动化系统的应用方向 4.1 系统结构的转变

变电站综合自动化系统的结构由之前的功能分散、集中控制转变为分散性网络的发展模式。传统系统结构的设计思想是功能分散，发

展趋势是多个电气单元和间隔单元由一个功能模块管理，转变为一个电气单元、地理位置和间隔单元由一个模块管理。这种高度分散的发展趋势减少了自动化系统故障对电网造成的影响，使自动化设备具备更高的适应性和独立性。监控系统的结构在使用了光感互感器后发生了变化——其使用光纤进行信号传递，没有铁芯，因此，也不会出现铁磁谐振和磁饱和的问题，具有比较强的抗电磁干扰能力，频率响应范围宽，容量比较大。微机保护单元和测量单元可以共用互感器，简化了二次设备，这样就可以将保护单元和测量单元加以融合，进而实现了一个电气单元和间隔单元由一个模块管理的想法，并提供了技术支持，帮助变电站综合自动化系统结构顺利实现分散式控制。 4.2 保护测控系统的作用

变电站综合自动化系统的主要组成部分是保护测控系统，其主要是负责收集、处理变电站内部的数据，合理控制开关和断路器等设备。变电站综合自动化系统的间隔层是用来保护测控系统的。保护测控系统可以采集、处理和分析变电站的相关信息。保护测控功能中包括保护和测控2个功能，它们既可以融合工作，又相对独立。变电站综合自动化系统运用保护测控系统后，可以大大减少二次接线，既节省资金，又提升了变电站综合自动化系统的可靠性。 4.3 蓝牙技术的发展应用

蓝牙技术具有成本低、微型化、功率小和与现代化的发展相适应的优势。它是一种开放性的语音通信和无线数据的全球规范，其基础是以成本低的近距离无线连接，然后为移动和固定设备的通信环境建立起一个短程的、特别连接的无线电技术，从而解决了以太网在变电站综合自动化中难以布局的问题。虽然蓝牙技术目前还处于起步阶段，是一项发展中的技术，但是，其标准获得了统一，并且具有较为明显的共享知识产权的优势，具有较好的发展前景。因此，相信在不久的将来，在变电站的设备之间使用无线通信方式是可以实现的。 结语

220kV传统变电站数量众多，其老旧的设备及人工管理方式已无法满足现代电力系统的要求，存在着可靠性差、维护困难、供电质量低、结构复杂、浪费空间、自动化程序低等严重问题。通过现代电力电子技术的综合应用，可对变电站进行优化组合和设计，从而实现综合自动化。通过引入先进的计算机自动监控系统取代传统的模拟仪表系统，采用分层分布模式对220kV变电站综合自动化系统进行了优化设计，系统功能丰富、通信效率高、运行可靠性强，同时具有良好的扩展性。综合自动化系统的应用使变电站运行更加安全稳定，维护更加方便，经济效益更加显著，适应了新时期电力电网系统的发展需求。 参考文献：

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[3]王霞，李银平，王帅斌，等.变电站综合自动化系统存在的问题[J].电气制造，2013（11）：71-73.