220KV传统变电站综合自动化应用研究

220KV传统变电站综合自动化应用研究

吴琼倪祺

（国网上海市电力公司检修公司上海200331）

摘要：220kV传统变电站综合自动化系统具备了人员及设备需求少、建设便捷度高、功能更加综合全面等优势。此外，其具备的结构微型化、操作及管理智能化等特征，有效满足了新时期生产生活的电能需求，也使我国电力系统运转更加安全，稳定。本文探讨了220KV传统变电站综合自动化应用的相关内容，旨在提供一定参考与借鉴。

关键词：220KV；传统变电站；综合自动化

1220KV传统变电站综合自动化系统的基本功能

1.1监控子功能

监控子系统取代了常规的测量系统，改变了常规的操作机构和模拟盘，改变了常规的告警、中央信号、光字牌等信号形式，取代了常规的远动装置，主要由以下几个部分组成:数据采集:包括模拟量采集、开关量采集、电能计量；事件顺序记录；故障记录、故障录波；操作控制功能；管理功能。

1.2微机保护功能

微机保护装置具有灵活性强、性能稳定、灵敏度高、体积小、功能全、接口方便、调试、维护方便等诸多突出优点。微机保护系统，针对不同的元件和线路设立专门的保护装置，各保护装置功能相对独立，保护动作等重要信号以接点信息的形式送至计算机监控系统的测控单元。综自系统可监视所有保护装置的动作信号和事件信息，可查看保护定值，并且具备了保护定值远方修改功能，但为了安全起见，保护定值远方修改功能一般不使用。

1.3电压、无功综合控制功能

综合自动化系统应具备保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能。电压和频率是电能质量的重要指标，因此，自动电压、无功综合控制子系统是综合自动化系统的重要组成部分。主要有两种手段来实现自动电压、无功综合控制:装设专门的微机型电压、无功综合控制装置，实践证明该技术目前己经较为成熟、可靠；利用综自系统内置的电压无功控制软件，按照既定的控制策略，通过调整有载调压变压器分接头位置、控制电容器组和电抗器组的投切来自动实现电压、无功的综合优化。

1.4备用电源自投功能

备用电源自动投入是保证配电系统连续可靠供电的重要措施。备自投装置是一种因故障或其他原因使用户的工作电源被断开后，能迅速将备用电源、备用设备自动投入运行，恢复对用户正常供电的安全自动装置。

1.5系统通信功能

综自系统是由多个单一功能子系统组成的，各个子系统之间通过通信子系统联系在一起，构成了一套综合、协调控制的系统，通信子系统在综自系统中起到了信息高速公路的作用；另一方面，出于取代传统远动装置RTU的需要，综自系统还应具备与上级调度机构SCADA/EMS主站通信的功能。

2220KV传统变电站综合自动化应用关键技术分析

1.1防误功能

早期单一功能的微机五防系统，基于变电站有人值班设计，比较简单，仪仪对手动操作实现了防误闭锁。对于断路器分合闸操作，使用电气编码锁实现；对于隔离开关、地刀和网门等使用机械编码锁实现。当时的微机五防系统处于起步阶段，闭锁逻辑大致与电气联锁相当，基本上停留在“钥匙+锁”的原始模式，还谈不上整体解决方案。而且，针对无人值班变电站，其最大弊病是当地监控和远方(调度或集控站)的遥控操作没有经过防误闭锁。

监控系统的防误闭锁可以从以下两个层面来实现：

（1）间隔级防误闭锁：应用测控装置本身的逻辑功能完成。为了适应不同的接线方式，不同的闭锁要求，装置带有可编程逻辑功能，可由维护人员方便地设置闭锁逻辑。本间隔的防误闭锁由间隔层来解决，系统结构简单清晰，优势明显，显然是变电站防误闭锁的发展方向。

（2）间隔间防误闭锁：间隔级防误只能用本间隔的信息来设置相关闭锁逻辑，如果需要使用其它间隔或公用信息来设置相关闭锁即所谓间隔间防误(也可称为系统级防误)，目前有两种解决办法：一是在总控单元或前置机内设置专用防误闭锁软件，根据站内所有开关量/模拟量的情况和防误规则实现防误闭锁；二是采用网络和协议(如以太网TCP/IP)实现测拧装置间的信息交换。

为达到简便、便于维护的目的，对于有电动操作机构的设备，在其控制回路中串入一个接点即可，此接点受监控系统防误闭锁逻辑的控制。对于手动机构的设备则外配以电磁锁，电磁锁的开闭则由串入的接点控制，该接点同样受防误闭锁逻辑的控制。使用闭锁接点不仪代替了传统五防系统中的编码锁，而且在操作回路中增加了强制闭锁，解决了以往遥控操作只有软闭锁，在发生雷击或程序紊乱等装置自身故障的异常情况下可能导致误出口引起的误操作。

监控系统防误闭锁取消了传统意义上的模拟屏、智能钥匙、挂锁等硬件设施，极大地减少了硬件维护量。这种防误闭锁方式的优点是防误实时性强、维护简便、系统扩充简便；不利因素是对网络依赖性大，但目前网络技术发展成熟，网络可靠性高，这方面的影响微乎其微。

1.2保护信息采集及处理

目前计算机监控系统对保护信息的采集的方式主要有两种：硬接点方式和串行通信方式。对于常规继电器保护只能采用硬接点方式，而对于微机保护则除了硬接点方式外还有串行通信方式。其中，串行通信的方式目前主要有两种形式：一是保护装置直接接入监控系统的公用信息工作站；二是保护装置先接入保护信息管理机，再由保护管理机完成与公用信息工作站的通信。

目前通过硬接点上送的各类保护信息已基本能满足集控站运行人员的监控需要，但当发生事故时，硬接点保护信息不够详细的问题就会暴露出来，不利于事故处理。因此，保护通信信息应上传至集控站。对于保护通信信息的处理方式目前主要有两种方式：一是将保护报文转换为遥信处理，二是直接进行报文解释。如将保护通信信息作为遥信上传，不但增加调试工作量，也受通信规约的限制。过多的信息会造成系统各种实时性能指标下降，走入舍本逐末的误区。如作为报文处理，则集控站工作站需安装相应的保护报文解释程序，对监控站SCADA系统提出更高的要求，而且各种保护告警信息也将大量增加，包括运行人员不需了的信息会经常出现，干扰运行人员的正常监视。目前，当地监控机一般采用直接解释报文的方式，而对于集控站则采用转遥信方式处理。

结语

综上所述，220kV传统变电站综合自动化有效满足了我国电力系统对电力调度及监控提出的要求。随着自动化、智能化控制技术的进一步发展，变电站综合自动化会得以持续改进发展，以应对电能需求及电能质量的双重需求。

参考文献：

[1]张一新.综述220kV变电站中综合自动化系统的应用[J].广东科技,2011,18：137-139.

[2]贺玉珍,张海江.500kV变电站综合自动化系统的应用实践[J].山西电力,2015,02：32-33+60.

[3]程法庆.天津陈塘庄220kV变电站综合自动化系统的特点及运行分析[J].天津电力技术,2015,02：44-47.

[4]王宁.220kV综合自动化变电站防误闭锁系统的实施[J].丹东纺专学报,20011,03：4-5.