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[摘要]：本文根据目前电力系统变电站实现综合自动化的现状，结合我公司实际应用案例，从设计原则、特点、系统配置及结构、功能、技术指标等方面对变电站综合自动化系统进行了分析和描述，对其在本公司应用中存在的问题进行了探讨。
[关键词]：变电站 综合自动化 配置 功能 继电保护
中图分类号：TM411+.4 文献标识码：TM 文章编号：1009-914X（2012）26- 0322 -01
1引言
随着计算机和通信技术的发展，并应用数字信号（DSP）技术，发展了交流采样为基础的微机保护和远动，进而将变电站的保护、故障信息收集，就地监控及远动装置通过网络集成一体化，从而构成当今意义上的变电站综合自动化系统。变电站综合自动化，就是广泛采用微机保护和微机远动技术，分别采集变电站的模拟量、脉冲量、开关状态量及一些非电量信号，经过功能的重新组合，按照预定的程序和要求实现变电站监视、测量、协调和控制自动化的集合体和全过程，从而实现数据共享和资源共享，提高变电站自动化的整体效益。本文主要根据许继电气CBZ8000变电站自动化系统在我厂110kV变电站的应用情况进行探讨。
2综合自动化技术应用
2.1 设计原则和特点
变电站简介： 110KV两回进线、GIS成套组合电气（110KV母线采用单母分段），两台双绕组有载调压变压器（110KV/10KV），10KV母线单母分段（三段）带全厂负荷，负荷出线36回，发电机由10KVⅡ段挂入系统。CBZ-8000变电站自动化系统设计过程中始终贯穿着充分保证可靠性这一原则，采用分散分层分布式模块化结构，各保护、测量、控制、通信等各个模块之间既相互独立又互相联系。
2.2系统结构
CBZ-8000变电站自动化系统分为站级控制层和间隔级控制层，网络按双网配置。间隔级控制层设备配置双以太网接口。将采集和处理后的数据信号，经双绞线传输到站级控制层，各间隔级单元相互独立，不相互影响。站级网络采用基于TCP/IP协议的自适应10/100M双以太网结构（A、B网）。CBZ-8000变电站自动化系统具备为双串口、双网络通讯能力，系统配备相关通讯接口及通讯设备，采用了该传输IEC60870-5-104规约。对于其他厂家的设备完全使用特殊的规约通过RS485/以太网的规约转换器接入CBZ-8000变电站自动化系统的站内网。
3微机监控系统的功能介绍
3.1实时数据采集及处理功能
遥测：变电站运行的各种实时数据，如母线电压、线路电流、主变温度、功率、频率等；遥信：开关、刀闸位置、分接头位置、各种设备状态、瓦斯、气压信号等。通过间隔层I/O单元进行实时数据的采集和处理。模拟量信息的采集采用交流采样方式，输入回路采用隔离变压器进行隔离。模拟量数据处理包括模拟数据的滤波、数据合理性检查、工程单位变换、数据变化及越限检测、精度及线性度测试、零漂校正、极性判别等。微机监控系统根据CT、PT的采集信号，计算每一个电气单元的电流、电压、有功、无功和功率因数及电度量等，显示在CRT上。
3.2限值监视和报警处理功能
多种限值、多种报警级别、多种告警方式（声响、语音）、告警闭锁和解除， 遥信变位次数统计、变位告警。报警处理分两种方式，一种是事故报警，包括非操作引起的开关跳闸和保护装置动作信号；另一种是预告报警，包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限/复限、计算机站控系统的各个部件、间隔层单元的状态异常等。
3.3事件顺序記录和事故追忆功能
开关和保护信号的动作顺序以ms级进行记录。SOE分辨率为2ms。能够在CRT上显示动作顺序，顺序事件进行存档，存档保存时间可由用户确定。事故追忆表的容量能记录事故前1分钟至事故后2分钟全站的模拟量。
3.4控制功能
能通过主控室操作员站的键盘、鼠标输入操作命令，对变电站的控制对象进行操作。包括开关及刀闸的分合、变压器分接头调节、PT并列信号复归等。就地测控单元可实现一对一的操作以保证计算机系统瘫痪时的最低监控手段。为了防止误操作，在任何控制方式下都必须采用分步操作，即选择、校核、执行，并设置操作员和线路代码口令。
3.5管理功能
工程师可以进行修改、检索、显示、打印设备工况报告；对各种运行记录及设备的资料进行档案管理；对于不同性质的工作人员，系统具有管理权限、操作权限分类设置的功能。
3.6在线统计计算功能
具有统计计算和报表统计功能、用户自定义报表工具。根据采样的CT、PT实时数据能够计算：进行线路、主变压器、馈出线路等电气单元的电压、电流、有功、无功功率、主变温度、档位、功率因数等；馈出线路的电度统计。
3.7画面显示和打印功能
在CRT上显示主接线图、直流系统图、站用电系统图、监控系统运行工况图、系统网络结构图、开关量状态表、各种实时测量值表、历史事件及某些重要数据表、主要设备参数表、继电保护定值表、有功、无功、电流、电压、频率、主变分接头、电压棒图。能储存某些历史负荷曲线及包括某些历史事件画面。
3.8系统的自诊断和自恢复功能
微机监控系统能够在线诊断系统的软件、硬件运行情况，一旦发现异常能够发出报警信号。在微机监控系统诊断到软件运行出格时，能自动发出报警信号，并能自动恢复正常运行，且不丢失重要的数据。任何插件可带电插拔，而不会导致误动。
3.9维护功能
工程师通过工作站对该系统进行诊断、管理、维护、扩充等工作，能够用交互方式在线对数据库中的各个数据项进行修改和增删。对各种应用功能运行状态的监测，各种报表的在线生成和显示画面的在线编辑。还可以对计算机站控系统的各个设备进行状态检查。
3.10 GPS同步对时功能
在变电站内采用一套标准同步钟本体，在主控室集中组屏，天线安装在主控室屋顶。与GPS的对时接口，GPS的对时精度为1ms，其与系统内各装置的对时采用硬对时。
4 存在问题
CBZ-8000变电站自动化系统使用中显出其优越性的同时，也有以下几个缺点：
其一，微机保护装置插件容易损坏，比较典型的是通讯监控主插件通讯模块坏导致通讯连接不上，或装置与网关之间经常出现通讯中断。其二，该系统所配置报表曲线系统的采集周期过短，最低5分钟/次，在查阅历史数据时不能给运行人员提供准确可靠的数据。其三，该系统在运行中保护动作时报文繁杂难懂，并时而有错误报文发生，给运行人员在事故判断时造成困惑。同时也增大了继保人员的工作量，在安装调试过程中不仅要对保护装置的信号，也要核对后台的信号，而且只能在全厂检修状态时才能进行该项工作。其四，对系统运行维护和技术培训不能及时跟上，遇到复杂问题仍需厂家处理。
5 结束语
本文论述了变电站综合自动化系统的概况，接着论述了CBZ-8000变电站自动化系统的应用、系统功能介绍、技术参数情况，对存在的问题进行了探讨。变电站综合自动化是一个系统工程，要实现其全部功能，还有许多技术问题需要攻关解决，作者相信在不太远的将来变电站综合自动化系统，将会更加完善地展现在电力系统中。
参考文献：
1. 陈生贵《电力系统继电保护》：重庆大学出版社， 2003；
3.《CBZ-8000变电站自动化系统说明书》：许继集团
作者简介：
龙源，男，27岁，大学本科工学学士，电气助理工程师，2006年毕业于贵州大学电气工程及其自动化专业。现于贵州赤天化纸业股份有限公司热电车间担任电气技术工作。
[关键词]：变电站 综合自动化 配置 功能 继电保护
中图分类号：TM411+.4 文献标识码：TM 文章编号：1009-914X（2012）26- 0322 -01
1引言
随着计算机和通信技术的发展，并应用数字信号（DSP）技术，发展了交流采样为基础的微机保护和远动，进而将变电站的保护、故障信息收集，就地监控及远动装置通过网络集成一体化，从而构成当今意义上的变电站综合自动化系统。变电站综合自动化，就是广泛采用微机保护和微机远动技术，分别采集变电站的模拟量、脉冲量、开关状态量及一些非电量信号，经过功能的重新组合，按照预定的程序和要求实现变电站监视、测量、协调和控制自动化的集合体和全过程，从而实现数据共享和资源共享，提高变电站自动化的整体效益。本文主要根据许继电气CBZ8000变电站自动化系统在我厂110kV变电站的应用情况进行探讨。
2综合自动化技术应用
2.1 设计原则和特点
变电站简介： 110KV两回进线、GIS成套组合电气（110KV母线采用单母分段），两台双绕组有载调压变压器（110KV/10KV），10KV母线单母分段（三段）带全厂负荷，负荷出线36回，发电机由10KVⅡ段挂入系统。CBZ-8000变电站自动化系统设计过程中始终贯穿着充分保证可靠性这一原则，采用分散分层分布式模块化结构，各保护、测量、控制、通信等各个模块之间既相互独立又互相联系。
2.2系统结构
CBZ-8000变电站自动化系统分为站级控制层和间隔级控制层，网络按双网配置。间隔级控制层设备配置双以太网接口。将采集和处理后的数据信号，经双绞线传输到站级控制层，各间隔级单元相互独立，不相互影响。站级网络采用基于TCP/IP协议的自适应10/100M双以太网结构（A、B网）。CBZ-8000变电站自动化系统具备为双串口、双网络通讯能力，系统配备相关通讯接口及通讯设备，采用了该传输IEC60870-5-104规约。对于其他厂家的设备完全使用特殊的规约通过RS485/以太网的规约转换器接入CBZ-8000变电站自动化系统的站内网。
3微机监控系统的功能介绍
3.1实时数据采集及处理功能
遥测：变电站运行的各种实时数据，如母线电压、线路电流、主变温度、功率、频率等；遥信：开关、刀闸位置、分接头位置、各种设备状态、瓦斯、气压信号等。通过间隔层I/O单元进行实时数据的采集和处理。模拟量信息的采集采用交流采样方式，输入回路采用隔离变压器进行隔离。模拟量数据处理包括模拟数据的滤波、数据合理性检查、工程单位变换、数据变化及越限检测、精度及线性度测试、零漂校正、极性判别等。微机监控系统根据CT、PT的采集信号，计算每一个电气单元的电流、电压、有功、无功和功率因数及电度量等，显示在CRT上。
3.2限值监视和报警处理功能
多种限值、多种报警级别、多种告警方式（声响、语音）、告警闭锁和解除， 遥信变位次数统计、变位告警。报警处理分两种方式，一种是事故报警，包括非操作引起的开关跳闸和保护装置动作信号；另一种是预告报警，包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限/复限、计算机站控系统的各个部件、间隔层单元的状态异常等。
3.3事件顺序記录和事故追忆功能
开关和保护信号的动作顺序以ms级进行记录。SOE分辨率为2ms。能够在CRT上显示动作顺序，顺序事件进行存档，存档保存时间可由用户确定。事故追忆表的容量能记录事故前1分钟至事故后2分钟全站的模拟量。
3.4控制功能
能通过主控室操作员站的键盘、鼠标输入操作命令，对变电站的控制对象进行操作。包括开关及刀闸的分合、变压器分接头调节、PT并列信号复归等。就地测控单元可实现一对一的操作以保证计算机系统瘫痪时的最低监控手段。为了防止误操作，在任何控制方式下都必须采用分步操作，即选择、校核、执行，并设置操作员和线路代码口令。
3.5管理功能
工程师可以进行修改、检索、显示、打印设备工况报告；对各种运行记录及设备的资料进行档案管理；对于不同性质的工作人员，系统具有管理权限、操作权限分类设置的功能。
3.6在线统计计算功能
具有统计计算和报表统计功能、用户自定义报表工具。根据采样的CT、PT实时数据能够计算：进行线路、主变压器、馈出线路等电气单元的电压、电流、有功、无功功率、主变温度、档位、功率因数等；馈出线路的电度统计。
3.7画面显示和打印功能
在CRT上显示主接线图、直流系统图、站用电系统图、监控系统运行工况图、系统网络结构图、开关量状态表、各种实时测量值表、历史事件及某些重要数据表、主要设备参数表、继电保护定值表、有功、无功、电流、电压、频率、主变分接头、电压棒图。能储存某些历史负荷曲线及包括某些历史事件画面。
3.8系统的自诊断和自恢复功能
微机监控系统能够在线诊断系统的软件、硬件运行情况，一旦发现异常能够发出报警信号。在微机监控系统诊断到软件运行出格时，能自动发出报警信号，并能自动恢复正常运行，且不丢失重要的数据。任何插件可带电插拔，而不会导致误动。
3.9维护功能
工程师通过工作站对该系统进行诊断、管理、维护、扩充等工作，能够用交互方式在线对数据库中的各个数据项进行修改和增删。对各种应用功能运行状态的监测，各种报表的在线生成和显示画面的在线编辑。还可以对计算机站控系统的各个设备进行状态检查。
3.10 GPS同步对时功能
在变电站内采用一套标准同步钟本体，在主控室集中组屏，天线安装在主控室屋顶。与GPS的对时接口，GPS的对时精度为1ms，其与系统内各装置的对时采用硬对时。
4 存在问题
CBZ-8000变电站自动化系统使用中显出其优越性的同时，也有以下几个缺点：
其一，微机保护装置插件容易损坏，比较典型的是通讯监控主插件通讯模块坏导致通讯连接不上，或装置与网关之间经常出现通讯中断。其二，该系统所配置报表曲线系统的采集周期过短，最低5分钟/次，在查阅历史数据时不能给运行人员提供准确可靠的数据。其三，该系统在运行中保护动作时报文繁杂难懂，并时而有错误报文发生，给运行人员在事故判断时造成困惑。同时也增大了继保人员的工作量，在安装调试过程中不仅要对保护装置的信号，也要核对后台的信号，而且只能在全厂检修状态时才能进行该项工作。其四，对系统运行维护和技术培训不能及时跟上，遇到复杂问题仍需厂家处理。
5 结束语
本文论述了变电站综合自动化系统的概况，接着论述了CBZ-8000变电站自动化系统的应用、系统功能介绍、技术参数情况，对存在的问题进行了探讨。变电站综合自动化是一个系统工程，要实现其全部功能，还有许多技术问题需要攻关解决，作者相信在不太远的将来变电站综合自动化系统，将会更加完善地展现在电力系统中。
参考文献：
1. 陈生贵《电力系统继电保护》：重庆大学出版社， 2003；
3.《CBZ-8000变电站自动化系统说明书》：许继集团
作者简介：
龙源，男，27岁，大学本科工学学士，电气助理工程师，2006年毕业于贵州大学电气工程及其自动化专业。现于贵州赤天化纸业股份有限公司热电车间担任电气技术工作。