综合自动化系统在10kV变电站的应用

发表时间：2020-09-08T10:10:24.187Z 来源：《中国电业》2020年3月9期 作者： 范文博

[导读] 现在城市电网的复杂性逐渐增强,为了使电网的实时控制各级电力控制中心和变电站的操作条件,提高变电站的运行控制,需要采取更多的反事故措施。

摘要：现在城市电网的复杂性逐渐增强,为了使电网的实时控制各级电力控制中心和变电站的操作条件,提高变电站的运行控制,需要采取更多的反事故措施,目前的变电站综合自动化系统的管理需求,自动化系统改变了传统的二次设备控制模式,而简化控制系统可以提高系统的安全性能。

关键词：综合自动化系统；10kV；变电站；应用；

在现代变电站中，自动化系统越来越受到人们的重视，其主要发挥的监控以及保护作用，为人们的正常用电提供良好的保障。我国电力系统的升级在近几年来尤为迅速，自动化水平不断提高，伴随着人们对于电力需求的不断提升，如何提升生变电站的安全性和有效性成为了我们需要重视的问题。综合自动化系统是多种新技术的集合体，它既包含了自动化技术，更包含了电子计算机技术，现代通信技术等等高新技术，能够有效提高电网的运行效率，提高电网的安全性。一、综合自动化系统的结构方式

在10kV变电站中，在对综合自动化系统进行应用时，需要根据不同变电站的不同运行和管理情况，采用不同的自动化系统，当前，综合自动化系统主要分为两种：

1.为集中式系统。该系统主要由前置主机和后台处理机组成，其中，前置主机的主要作用是对数据进行输入，并对整个系统和变电站的运行情况进行监督和保护；而后台处理机的主要作用，则是对输入的数据进行处理，并实现整个系统内的通信功能，确保整个系统的稳定运行。

2.为分层分布的结构式系统。该系统应用较为广泛，其是根据整个变电站的监控和管理需求设计而成，由一个个控制单元组成，能够实现对整个变电站的实时监控和管理。其组成包括监控系统、控制系统、工作台以及通信系统等。通过监控系统，能够对整个变电站内所有设备和线路的运行情况进行监控，如果发现问题，则可以通过通信系统来实现系统内的通信，并通过控制系统和工作台来有效解决问题，提高整个变电站运行的稳定性。

二、10kV变电站的综合自动化管理系统的运用

1.自动化管理系统的结构方式。根据电站的实际运行情况，需要选择不同的自动化结构，常见的自动化管理系统结构有两种，一种是集中式的系统结构，由前置主机和后台的处理机构成集控式的结构，前置主机完成数据的输入、监控以及保护的功能，后台的处理机完成数据的处理以及通信功能，因前置机的工作任务量比较大，容易出现运行运行瓶颈，对系统的可靠性有比较大的影响，如在前置机出现故障时，整个系统的通信功能都将中断；另一种是分层分布的结构方式，应用较为广泛，这种结构的设计原理是按照变电站的控制要求以及控制对象进行单元划分，以分层分布的方式布置系统的控制结构，整个系统由监控系统、控制系统、工作台以及通信系统组成，由监控系统对电站内的所有设备进行状态检测，当出现异常的运行数据时由控制系统以及工作台进行判定，通过调试和检验等工作，在发现问题时，可以利用通信系统对电站进行远程的管理。

2.利用综合自动化管理系统实现对电站的保护和监控。根据电力系统中10kV变电站的工作要求，综合自动化系统需要保证电站的安全运行，在可靠的供电数量的前提下，提高输出电能的质量，这就要求自动化管理系统对变电站内的线路状况，变压器的工作状态以及保护电路的可靠性进行统一的保护和监控。（1）对变电站内的10kV线路进行保护和监控。为了保证变电站的安全运行，需要对变电站内的接地点和馈线进行保护，线路保护的任务包括馈线的保护，线路的控制，接地情况的测量以及异常工况的报警装置，整个保护部分应该由三相三段式的电流保护方案组成，以确保在异常工况发生时能够迅速熔断。为了配合线路保护和监控工作，测量系统中需要对线路的电流、电压、频率、功率等进行实时的测量，控制部分要有自动跳闸和手动跳闸功能。（2）对变电站内的变压器的保护和监控。综合自动化系统对变压器的保护由监控和保护两套独立系统组成，由非电量保护装置、差动保护装置以及备用监控保护装置共同组成，非电量保护装置运行时，可以对变压器中各回路的主变压器的温度进行测量，对接头位置的数据进行测量，通过对遥测结果的分析，完成与其他设备之间的数据交换，起到对变压器的保护作用；差动保护电路则采集变压器两侧的电流量和一侧的电压量，完成对变压器一侧的能量监控，能够及时预警变压器的异常工作情况；备用保护电路是非电量保护和差动保护都无法正常工作时运行的，可以以手动的方式分闸，也可以在监控的配合下完成保护工作。

3.综合自动化系统对电站运行情况的全面监控。在10kV变电站的内部管理过程中，可以利用监控系统对全站进行监视，监控系统的计算机主机内部装有监控软件和组态软件，可以通过主机上的显示界面实现人机互动，在监控中心即可获得设备的相关保护资料，以及遥测的信息和报表。利用微机对整个电站的运行情况进行检测，集控站的检测技术与本地检测信息相结合，在对比之后能够及时发现变电站运行过程中的隐形故障，为电站的日常维护工作提供科学的指导。借助监控信息的反馈，可以实现信息资源的有效共享，使变电站的保护和控制工作同时完成，提高了变电站的维护和管理效率，使变电站的自动化水平得到了质的提升，逐步实现了无人值班的目标，为电力系统的调度自动化打下了坚实的基础。

4.依托系统的通信功能实现远程监控和管理。根据10kV变电站的使用目的，要求变电站的管理人员能够对电站的运行情况快速控制，快速排除故障，传统的10kV变电站内配线情况复杂，日常维护成本较高，运行过程中经常会因为变电站工作人员的操作失误造成停机事故，综合自动化系统的应用改善了这种情况。系统中包括有远程通信的功能，既能够将设备的现场运行情况传达到主控室的主机内，以一定的警告形式提醒管理人员对异常工况进行处理，在管理人员处理之后，也可以将控制中心的命令传递回现场的设备，在远程监控的基础上实现了远程管理；同时也能完成同级变电站以及变电站与高一级管理部门之间的沟通，使电力系统的电网管理更加系统化。三、实例分析

1.系统硬件设施。在该10kV变电站的综合自动化系统中，其硬件设置主要监控主机一台，共享器一台、监控网卡一块、显示器两台，通过这些设施，可以实现对整个变电站的运行情况进行监控，并及时获取变电站中线路以及设备等的运行数据；还包括鼠标、键盘等输入设备以及打印机、音响等输出设备以及UPS电源一个，以确保整个综合自动化系统的稳定运行。

2.系统的主要功能。在该10kV变电站中，系统的主要作用分为两个方面：①对整个变电站的运行情况进行监控，监视整个变电站的运行情

况；②对整个变电站的运行进行管理，其中包括线路和设备的监测、控制、运行情况记录以及运行故障报警等。通过该系统，还能够实现人工与系统智能的完美衔接，工作人员既可以根据系统的反馈在现状对运行进行管理，实现信息共享，提高整个变电站运行的稳定性。此外在该10kV变电站中，自动化系统还具有远程监管功能，在系统中，其通过LON-WORKS总线型网络和I/O模块通信，可对变电站系统所采集到的有关线路和设备等的运行数据输送到相应的独立数据库中，然后系统在对所有数据进行分析和处理后，发送到相应的调度站，以此来实现对变电站的远程操控。

3.数据采集装置和功能。在综合自动化系统中，数据采集装置也是系统的主要结构之一，其主要作用是对变电站中设备以及线路的运行状况相关数据进行采集，并将其反馈到系统中，通过系统的处理器对其进行有效处理。

总之，综合自动化管理系统的应用提高了电站管理人员的工作效率，能实现常规电站和无人值守电站的自动化管理，集运行监控和安全管理为意图的管理模式，具有良好的发展前景。参考文献：

[1]王云.综合自动化系统在10kV变电站中的运用.2018. [2]赵忠.关于综合自动化系统在10kV变电站的应用.2019.