浅析变电站综合自动化系统(变电站综合自动化发

1. 变电站综合自动化发展综述

这个面很广，包括监控主站系统、保护测控装置、远传装置以及安全监视系统等可以进行远方控制的系统。

专业点来说，变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。

它是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，变电站综合自动化技术得到了迅速发展。

目前，广泛采用的变电站综合自动化系统是通过后台监控机对变电站全部一次设备及二次设备进行监视、测量、记录、并处理各种信息，对变电站的主要设备实现远方控制操作功能。

2. 变电站综合自动化的基本结构

对闭环运行方式配电自动化系统的探讨自动化系统对闭环运行方式配电自动化系统的探讨0概述?配电作为电能发变送配中的最后一个环节，在电力生产中具有非常重要的作用。由于历史原因，过去未得到足够的重视。随着经济的发展和生活水平的提高，对供电质量和可靠性提出了更高的要求。大规模的两网改造结束后

　　-

　　对闭环运行方式配电自动化系统的探讨

　　自动化系统

　　对闭环运行方式配电自动化系统的探讨

　　0 概述?

　　配电作为电能发变送配中的最后一个环节，在电力生产中具有非常重要的作用。由于历史原因，过去未得到足够的重视。随着经济的发展和生活水平的提高，对供电质量和可靠性提出了更高的要求。大规模的两网改造结束后，配电网的布局得到了优化，但要进一步提高配电网的可靠性，还必须全面实现高水平的配电网自动化。?

　　实际上，近年来我国许多地区已经在不同层次、不同规模上进行了配电网自动化的试点工作，也取得了一定的成绩。但由于几乎所有的系统都是开环运行模式[1]，故障恢复时间都在30?s以上甚至数分钟，不能满足对供电可靠性要求更高的用户，只能采取双回供电、自备发电、大容量UPS等高成本方式来弥补。在此背景下，笔者单位与有关电力企业合作，在某国家级开发区配备了闭环运行方式的配网自动化系统。经过2年多的运行证明，系统功能和指标达到了设计要求，大大提高了配电网运行的可靠性，具有开创性意义。?

　　1 供电区域配电网概况及配网自动化规划功能和目标

　　该区共10?km2，区内110?kV变电站一座，目前投入31.5?MVA变压器2台。110?kV进线2回内桥接线，分别引自上级500?kV变电站。出线为35?kV?10回、10?kV?14回，改造前为架空线路与电缆出线混合方式，中性点不接地；改造后全部以电缆排管方式引出，小电阻接地。二次设备原采用常规继电保护和远动，仅有遥测、遥信送往上级调度中心，通信通道为载波和扩频，备有商用电话。?

　　拟分二期全面实现配电网自动化。本期规划主要目标是：?

　　（1）以全闭环运行方式实现区内配电网自动化。?

　　（2）提高供电可靠性，达到“N-1”供电安全准则，供电可靠率99.99%。?

　　（3）建立配电监控系统，提高供电质量，电压合格率98%。?

　　（4）线路发生永久性故障时，能自动进行故障识别、故障隔离和恢复供电。?

　　（5）实现对用户侧设备的远方监控、抄表等负荷管理功能。?

　　（6）同时容纳开环运行的方式。本期配电自动化系统主要实现以下功能：?

　　1)SCADA功能包括数据采集及处理、人机联系和制表打印；?

　　2) 馈线自动化功能主要是故障识别、隔离和自动恢复供电；?

　　3) GIS地理信息系统功能；?

　　4) 包括远方自动抄表功能在内的负荷侧管理功能；?

　　5) 与变电站RTU和上级调度中心通信功能包括传送遥测、遥信和接收控调命令。对于电压无功控制，本系统只向变电站/上级调度中心传送电压运行值，不在本系统中进行调压操作，但提供接入用户侧调压装置的接口，也可传达并执行上级配电中心的调压指令，并保留功能上的扩充余地。?

　　2 对原配电网改造的主要内容?

　　2．1 变电站综合自动化改造?

　　由于该110?kV变电站原有保护远动均采用常规装置，不具备联网、与用户变电室通信等功能，故首先对变电站进行改造，全部采用微机型的远动和保护系统。改造后的系统具备完善的“四遥”功能和微机保护功能，并能与调度中心、上级配调中心、本级配调中心、客户端RTU/FTU等进行通信。?

　　2．2 部分用户变电室改造?

　　由于该开发区配网自动化规划设计采用电缆环网方式，所涉及的用户变电室在改造后均以2回电缆出线，与上下家企业连成环网，出线均安装可以遥控的开关。?

　　在每个企业的降压变加装DEP-900型FTU，并以光纤为信道连成环。区内整个配电网采用手拉手环网方案，可以在线路故障时就近的断路器自动跳闸，动作时间短，不依赖主站，对系统无冲击，避免了开环系统需开关多次跳合判断故障而带来的弊端。?

　　2．3 接地方式的改变及接地电阻值的选择?

　　改造后全部改为电缆出线，电容电流要比架空线路高得多，需将原小电流接地方式改为经小电阻接地的大电流接地方式。从单相接地故障的情况入手，尝试了多个中性点接地电阻值，对系统的稳态和瞬时二方面进行计算，并比较随之改变的单相接地故障电流值、单相接地故障健全相电压值及弧光接地过电压值、铁磁谐振过电压值等，然后按照运行规程和继电保护等约束条件进行比较分析，综合计算考虑系统总电容电流、单相接地故障时的故障电流、工频过电压、继电保护配合及通信干扰限制等，将接地电阻阻值确定为5Ω[2]。?

　　2．4 保护定值的调整?

　　系统接地方式改变及加装具备故障状态纵差保护功能的FTU后，对原110?kV变电站内的馈线、母线、主变压器、备自投各类保护定值均根据新的系统结构和运行方式进行了调整，上级500?kV变电站相应出线的保护定值也作了微调。?

　　2．5 其他?

　　少数企业原采用架空线路，这次统一改为排管电缆。此外，在小区内敷设了多模光纤的环网信道，既为配网自动化提供高速可靠的数字信道，又为抄表、MIS系统联网、多媒体数据传输等预留了通信手段。?

　　由于FTU及开关操作都必须有可靠的不间断电源，以保证在配电网出现线路故障，导致保护动作、出线开关跳闸、故障电路全部停电或进行设备检修时，仍能提供FTU工作电源、通信电源和开关操作电源，故在各用户变配置了专用的小型220VDC高频开关式直流操作电源。?

　　对闭环运行方式配电自动化系统的探讨自动化系统对闭环运行方式配电自动化系统的探讨0概述?配电作为电能发变送配中的最后一个环节，在电力生产中具有非常重要的作用。由于历史原因，过去未得到足够的重视。随着经济的发展和生活水平的提高，对供电质量和可靠性提出了更高的要求。大规模的两网改造结束后

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　　对闭环运行方式配电自动化系统的探讨

　　自动化系统

　　对闭环运行方式配电自动化系统的探讨

　　0 概述?

　　配电作为电能发变送配中的最后一个环节，在电力生产中具有非常重要的作用。由于历史原因，过去未得到足够的重视。随着经济的发展和生活水平的提高，对供电质量和可靠性提出了更高的要求。大规模的两网改造结束后，配电网的布局得到了优化，但要进一步提高配电网的可靠性，还必须全面实现高水平的配电网自动化。?

　　实际上，近年来我国许多地区已经在不同层次、不同规模上进行了配电网自动化的试点工作，也取得了一定的成绩。但由于几乎所有的系统都是开环运行模式[1]，故障恢复时间都在30?s以上甚至数分钟，不能满足对供电可靠性要求更高的用户，只能采取双回供电、自备发电、大容量UPS等高成本方式来弥补。在此背景下，笔者单位与有关电力企业合作，在某国家级开发区配备了闭环运行方式的配网自动化系统。经过2年多的运行证明，系统功能和指标达到了设计要求，大大提高了配电网运行的可靠性，具有开创性意义。?

　　1 供电区域配电网概况及配网自动化规划功能和目标

　　该区共10?km2，区内110?kV变电站一座，目前投入31.5?MVA变压器2台。110?kV进线2回内桥接线，分别引自上级500?kV变电站。出线为35?kV?10回、10?kV?14回，改造前为架空线路与电缆出线混合方式，中性点不接地；改造后全部以电缆排管方式引出，小电阻接地。二次设备原采用常规继电保护和远动，仅有遥测、遥信送往上级调度中心，通信通道为载波和扩频，备有商用电话。?

　　拟分二期全面实现配电网自动化。本期规划主要目标是：?

　　（1）以全闭环运行方式实现区内配电网自动化。?

　　（2）提高供电可靠性，达到“N-1”供电安全准则，供电可靠率99.99%。?

　　（3）建立配电监控系统，提高供电质量，电压合格率98%。?

　　（4）线路发生永久性故障时，能自动进行故障识别、故障隔离和恢复供电。?

　　（5）实现对用户侧设备的远方监控、抄表等负荷管理功能。?

　　（6）同时容纳开环运行的方式。本期配电自动化系统主要实现以下功能：?

　　1)SCADA功能包括数据采集及处理、人机联系和制表打印；?

　　2) 馈线自动化功能主要是故障识别、隔离和自动恢复供电；?

　　3) GIS地理信息系统功能；?

　　4) 包括远方自动抄表功能在内的负荷侧管理功能；?

　　5) 与变电站RTU和上级调度中心通信功能包括传送遥测、遥信和接收控调命令。对于电压无功控制，本系统只向变电站/上级调度中心传送电压运行值，不在本系统中进行调压操作，但提供接入用户侧调压装置的接口，也可传达并执行上级配电中心的调压指令，并保留功能上的扩充余地。?

　　2 对原配电网改造的主要内容?

　　2．1 变电站综合自动化改造?

　　由于该110?kV变电站原有保护远动均采用常规装置，不具备联网、与用户变电室通信等功能，故首先对变电站进行改造，全部采用微机型的远动和保护系统。改造后的系统具备完善的“四遥”功能和微机保护功能，并能与调度中心、上级配调中心、本级配调中心、客户端RTU/FTU等进行通信。?

　　2．2 部分用户变电室改造?

　　由于该开发区配网自动化规划设计采用电缆环网方式，所涉及的用户变电室在改造后均以2回电缆出线，与上下家企业连成环网，出线均安装可以遥控的开关。?

　　在每个企业的降压变加装DEP-900型FTU，并以光纤为信道连成环。区内整个配电网采用手拉手环网方案，可以在线路故障时就近的断路器自动跳闸，动作时间短，不依赖主站，对系统无冲击，避免了开环系统需开关多次跳合判断故障而带来的弊端。?

　　2．3 接地方式的改变及接地电阻值的选择?

　　改造后全部改为电缆出线，电容电流要比架空线路高得多，需将原小电流接地方式改为经小电阻接地的大电流接地方式。从单相接地故障的情况入手，尝试了多个中性点接地电阻值，对系统的稳态和瞬时二方面进行计算，并比较随之改变的单相接地故障电流值、单相接地故障健全相电压值及弧光接地过电压值、铁磁谐振过电压值等，然后按照运行规程和继电保护等约束条件进行比较分析，综合计算考虑系统总电容电流、单相接地故障时的故障电流、工频过电压、继电保护配合及通信干扰限制等，将接地电阻阻值确定为5Ω[2]。?

　　2．4 保护定值的调整?

　　系统接地方式改变及加装具备故障状态纵差保护功能的FTU后，对原110?kV变电站内的馈线、母线、主变压器、备自投各类保护定值均根据新的系统结构和运行方式进行了调整，上级500?kV变电站相应出线的保护定值也作了微调。?

　　2．5 其他?

　　少数企业原采用架空线路，这次统一改为排管电缆。此外，在小区内敷设了多模光纤的环网信道，既为配网自动化提供高速可靠的数字信道，又为抄表、MIS系统联网、多媒体数据传输等预留了通信手段。?

　　由于FTU及开关操作都必须有可靠的不间断电源，以保证在配电网出现线路故障，导致保护动作、出线开关跳闸、故障电路全部停电或进行设备检修时，仍能提供FTU工作电源、通信电源和开关操作电源，故在各用户变配置了专用的小型220VDC高频开关式直流操作电源。?

　　对闭环运行方式配电自动化系统的探讨自动化系统对闭环运行方式配电自动化系统的探讨0概述?配电作为电能发变送配中的最后一个环节，在电力生产中具有非常重要的作用。由于历史原因，过去未得到足够的重视。随着经济的发展和生活水平的提高，对供电质量和可靠性提出了更高的要求。大规模的两网改造结束后

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　　对闭环运行方式配电自动化系统的探讨

　　自动化系统

　　对闭环运行方式配电自动化系统的探讨

　　0 概述?

　　配电作为电能发变送配中的最后一个环节，在电力生产中具有非常重要的作用。由于历史原因，过去未得到足够的重视。随着经济的发展和生活水平的提高，对供电质量和可靠性提出了更高的要求。大规模的两网改造结束后，配电网的布局得到了优化，但要进一步提高配电网的可靠性，还必须全面实现高水平的配电网自动化。?

　　实际上，近年来我国许多地区已经在不同层次、不同规模上进行了配电网自动化的试点工作，也取得了一定的成绩。但由于几乎所有的系统都是开环运行模式[1]，故障恢复时间都在30?s以上甚至数分钟，不能满足对供电可靠性要求更高的用户，只能采取双回供电、自备发电、大容量UPS等高成本方式来弥补。在此背景下，笔者单位与有关电力企业合作，在某国家级开发区配备了闭环运行方式的配网自动化系统。经过2年多的运行证明，系统功能和指标达到了设计要求，大大提高了配电网运行的可靠性，具有开创性意义。?

　　1 供电区域配电网概况及配网自动化规划功能和目标

　　该区共10?km2，区内110?kV变电站一座，目前投入31.5?MVA变压器2台。110?kV进线2回内桥接线，分别引自上级500?kV变电站。出线为35?kV?10回、10?kV?14回，改造前为架空线路与电缆出线混合方式，中性点不接地；改造后全部以电缆排管方式引出，小电阻接地。二次设备原采用常规继电保护和远动，仅有遥测、遥信送往上级调度中心，通信通道为载波和扩频，备有商用电话。?

　　拟分二期全面实现配电网自动化。本期规划主要目标是：?

3. 变电站综合自动化发展综述论文

电力系统自动化是我们电力系统一直以来力求的发展方向，它包括：发电控制的自动化（AGC已经实现，尚需发展），电力调度的自动化（具有在线潮流监视，故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化，现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站，实现更好的无人值班。

4. 变电站综合自动化发展综述论文任务书

随着国家电网电压等级的不断升高，220kV变电站已逐渐成为配电中断成为可能。但是在110kV变电站与220kV及以上的变电站在综合自动化方面却有着质的区别。

从供电可靠性上，明显220kV及以上要高与110kV变电站，所以在一次接线方式上差别很大。根据工程的具体情况，110kV变电站明显简单。

在电气方面，110kV实现的是三相一次重合闸，（检压或检同期，两个有严格的区别）。220kV及以上的变电站要求实现综合重合闸，（检压或检同期）。在保护配置上，110kV及以下的只需要配置1套完整的保护，（包括线路和电气设备）220kV 及以上要求配置2套主保护，而且彼此独立。同一个厂家的2套不同保护或不同厂家的同一保护。目的是为了保证出现电气故障时，确保故障完全切除，来保证设备的安全。开关的操作方式不同。

在通信方面：110kV及以上基本都属于单以太网结构，整套装置全部集中在主控制室。220kV及以上的都属于双网结构，采用分布安装的方式。尤其是规模比较大的变电站，设立专门的保护小室，主控制室与通信室相对独立，但都在主控制楼内。

5. 变电站综合自动化的基本特征

我国用于变电站综合自动化系统的现场总线有RS-422和RS-485通信接口。变电站自动化系统由间隔层综合自动化系统（包含监控单元和通讯总线）及变电站层监控系统构成；主要用于35KV/66KV电压等级的输配电线路保护，主设备保护和测量控制系统。

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