郭祥曦 高帅

【摘  要】近年来，随着“两网”改造的深入和电网运行水平的不断提高，大量采用远方集中控制等自动化技术的综合自动化变电站已投入运行。变电站综合自动化系统为实现电力生产的现代化、科学化、信息化和自动化管理及时提供了有效的网络信息和准确的数字，为电网安全、经济运行提供了重要的依据。

【关键词】变电站综合自动化系统改造;实践应用;

但目前仍有很多老的变电站正在运行中，每年都需进行维护、整治，不仅维护成本，且管理效果并不理想每年都有新的问题出现。只有彻底进行改造，建成能实现综合自动化无人值班变电站，才能从根本上解决问题。

一、应用的现状

电力企业在电力生产、电力销售以及供应等等环节都进行了较大的技术改造。但是我国的变电站自动化技术起步相对比较晚，新技术的应用还没有全面展开，变电站综合自动化技术应用并没有得到较好的效果。随着现代信息技术的发展，电子技术、信息技术以及计算机技术在变电站综合自动化系统中都有了一定的应用。同时，由于变电站综合自动化系统的应用要求不断提升，我国的电力企业不断增加电子技术人才方面的培养和引进，同时电力企业也对综合自动化系统技术进行了更加深入的理解。针对综合自动化技术应用方面的需求，电力企业从人才、资金以及电力设备等各个方面着手进行了升级改造，不断提升综合自动化系统技术的应用，确保我国社会电力能源的需求。变电站综合自动化系统是供电网络非常重要的组成部分，所以在变电站综合自动化系统进行改造时要满足基本的原则，从而满足变电站运行稳定、结构简单以及便于维护的目的。在变电站综合自动化系统设计过程中要充分考虑到技术先进性、结构简单、功能齐全以及安全可靠方面的要求。到目前为止，我国的大部分城乡电网都已经实现了变电站自动化无人值守方面的改造，这也提升了电网建设的现代化水平，对于提升输配电能力是非常重要的。电气一次设备智能化、二次设备集成网络化、调度运行管理经济自动化是数字化变电站综合自动化系统建设改造的重要特征。利用高效精确的电子式互感器，结合变电站统一通信标准，建设数字化变电站综合自动化系统，不仅实现变电站内部各种数据信息高度实时共享，同时智能集成化电子设备（IED）具备的即插即用集成运算分析功能，构筑了集保护、实时测控、在线运行监视、以及状态检修等功能为一体的数字化变电站综合自动化系统。

二、变电站综合自动化系统改造的实践应用

1.智能化电气一次设备。数字化变电站智能化电气一次设备是变电站高效经济调度运行的重要信息载体，为变电站综合自动化系统提供系统运行的实时可靠数据信息，主要包括电子式电压（电流）互感器、智能集成型断路器和隔离开关、智能型动态调压装置、以及其他辅助单元智能电气设备等。从图1可知，数字化变电站综合自动化系统中电气一次设备与二次设备间的数据通信接口媒介由原来的继电器、电缆等模数转换数字通信接口模式转化为光纤光缆的光电数字直接通信接口模式，且数字接口满足数字化变电站相关通信规约标准，能够被变电站通用的保护、测控、以及其他IED智能电子设备访问。此外，数字化变电站中智能化电气一次设备还能对设备自身运行工况特性进行实时自检，拥有实时数据信息记录和运行状态检测等功能，并把其运行的健康状态、运行工况模式等数据信息直接以数字信号形式传输给相关数据运算分析单元，实现数据信息资源共享。在数字化变电站中，电子式电流互感器一般遵循通信规约标准，而电子式电压互感器则遵通信规约标准，经过数字化变电站综合自动化系统中智能设備合并单元（MU）进行通信规约转换后，就能满足变电站二次继电保护系统实时运行数据信息采样值的发送，经GOOSE变电站通信过程总线与变电站层中的工作站、远动站等功能单元进行实时数据信息通信。

2.网络化电气二次装置。以变电站标准形成的变电站各种二次装置，不仅可以有效提高各装置间的集成自动化水平，同时有效增强其相互间的互操作性。数字化变电站中的各类电气二次设备，如：保护测控装置、防误闭锁功能设备、电压无功实时调节等设备装置不再像常规变电站那样相互间通过独立静态耦合方式进行简单数据信息互联，而是通过具有数据信息传输速率大、传输精度高等特性的以太网形式进行平行互联，且各二次设备间接口通信规约具有统一IEC61850标准，不仅优化了变电站综合自动化系统网络结构，减少了设备间电缆连线复杂性，使整个系统变得简洁明了，提高了系统调试维护、生产运行的综合效率;同时实现了数据信息资源间的高度实时共享互操作，避免了常规变电站二次设备间功能重复设置、采集数据传输转换延时性等弊端。

3.变电站调度经济运行自动化管理。常规变电站在进行调度运行时，需要运行管理人员对设备进行定期检修维护管理，不仅会造成日常大量人力物力浪费，同时还会由于运行维护措施不及时、不合理等影响系统精密仪器设备的综合使用性能，严重时还可能造成设备内部一些隐性故障由于没有及时发现处理，使故障演变为事故，给变电站经济运行带来巨大损失。数字化变电站中的所有电气一次设备、二次设备均具备完善可靠的自检和互检功能，不仅能够快速、可靠、准确的识别出各类设备系统中的轻微异常信息，同时还能根据设备实时自检数据信息，构筑科学合理的运行管理策略，利用设备“状态检修”自检功能达到对整个数字化变电站设备的自动化调度管理。

三、数字化变电站综合自动化系统改造方案

一座220kV变电站进行数字化综合自动化系统改造，以作为该区域变电站后期建设改造的典型示范变电站。在数字化变电站综合自动化系统改造设计过程中，选用电子互感器和智能控制单元作为变电站过程层主要数据信息采集、现地操作功能设备;采用数字化电能表进行电能数据计量统计分析;采用符合变电站IEC61850标准的二次智能电子设备IED和具备在线智能分析运算的集成监控系统，在拟实施改造的220kV数字化变电站中，整个综合自动化系统将完整采用变电站统一IEC61850标准通信规约。过程层合并单元MU将电子式电压（电流）互感器通过光纤通信媒介，直接与间隔层的保护、测控装置进行互联，同时采用光纤以太网点对点通信模式，完成数字化变电站过程层交流数据信号的实时采集和远程传输。采用现地安装的智能控制保护单元和操作执行控制机构实现对智能开关、刀闸运行状态的采集和“分合闸”操作的动态控制。过程层中的智能控制单元和间隔层中的测控、保护等装置间的数据信息交换通过间隔层中的内组网方式（GOOSE网），并按照双网冗余设计原则构筑数字化变电站综合自动化系统通信网络。间隔层中的保护、测控、以及其他智能电子设备IED通过系统总线式100M双以太网与变电站站控层中的工作站、服务器、工程师工作站进行互联。对于变电站中少数不支持通信规约的智能设备单元而言，可以通过相应规约转化器转换后接入到变电站站控层各功能单元中。

结束语：电力能源是我国最为重要的能源之一，对于确保社会的正常发展以及人们的正常生活具有非常重要的作用。随着变电站技术水平的不断提升以及电力能源方面的供应需求，我国不断加快变电站综合自动化系统的技术改造以及新技术应用。通过变电站综合自动化技术应用能够对变电站进行在线监控，能够满足变电站运行自动化方面的要求，能够确保变电站安全运行。

参考文献：

[1]刘晓菲. 论变电站综合自动化系统的改造与应用[J].民营科技，2018（03）：15-17.