摘要：近年來，隨著“兩網(wǎng)”改造的深入和電網(wǎng)運行水平的提高，大量采用遠方集中監(jiān)視、控制等變電站綜合自動化系統(tǒng)，既提高了勞動生產率，又減少了人為誤操作的可能。采用變電站綜合自動化技術是計算機和通信技術應用的方向，也是電網(wǎng)發(fā)展的趨勢，但同樣也不可避免地帶來了一些問題，如變電站綜合自動化系統(tǒng)的技術標準問題，以及運行和檢修的管理體制等問題。基于運行經(jīng)驗，該文介紹了變電站綜合自動化系統(tǒng)，從技術、管理、人員素質等方面闡述了當前變電站綜合自動化系統(tǒng)實際應用中存在的若干問題，并針對這些問題提出了一些建議。

　　關鍵詞：變電站綜合自動化系統(tǒng)；站內監(jiān)控功能；通信規(guī)約；設備選型

　　變電站綜合自動化系統(tǒng)自20世紀90年代以來，一直是我國電力行業(yè)中的熱點之一。它既是電力建設的需要也是市場的需要，我國每年變電站的數(shù)量以3%～5%的速度增長，每年有千百座新建變電站投入運行；同時根據(jù)電網(wǎng)的要求，每年又有不少變電站進行技術改造，以提高自動化水平。近幾年來我國變電站綜合自動化技術，無論從國外引進的，還是國內自行開發(fā)研制的系統(tǒng)，在技術和數(shù)量上都有顯著的發(fā)展。

　　但工程實際當中，部分變電站綜合自動化系統(tǒng)功能還不能充分發(fā)揮出來，存在問題較多，缺陷率很高，不能實現(xiàn)真正的無人值班。

　　1、變電站綜合自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其存在的問題

　　1.1 技術標準問題

　　目前變電站綜合自動化系統(tǒng)的設計還沒有統(tǒng)一標準，因此標準問題（其中包括技術標準、自動化系統(tǒng)模式、管理標準等問題）是當前迫切需要解決的問題。

　　1.1.1 生產廠家的問題

　　目前在變電站綜合自動化系統(tǒng)選型當中存在著如所選系統(tǒng)功能不夠全面，產品質量不過關，系統(tǒng)性能指標達不到要求等情況，主要有以下問題：

　　由于變電站綜合自動化設備的生產廠家過分重視經(jīng)濟利益，用戶又過分追求技術含量，而不重視產品的性能及實用性，因而一批技術含量雖較高，但產品并不過關，甚至結構、可靠性很差的所謂高技術產品不斷被使用。廠家只要有人買就生產，改進的積極性不高，甚至有些產品生產過程中缺乏起碼的質量保證措施，有些外購部件更是缺乏管理，因而導致部分投產的變電站問題較多；

　　有些廠家就某產品只搞技術鑒定，沒搞產品鑒定；

　　另外，生產廠家對變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能、作用、結構及各項技術性能指標宣傳和介紹不夠，導致電力企業(yè)內部專業(yè)人員對系統(tǒng)認識不透徹，造成設計漏洞較多。

　　1.1.2 不同產品的接口問題

　　接口是綜合自動化系統(tǒng)中非常重要而又長期以來未得到妥善解決的問題之一，包括RTU、保護、小電流接地裝置、故障錄波、無功裝置等與通信控制器、通信控制器與主站、通信控制器與模擬盤等設備之間的通信。這些不同廠家的產品要在數(shù)據(jù)接口方面溝通，需花費軟件人員很大精力去協(xié)調數(shù)據(jù)格式、通信規(guī)約等問題。當不同廠家的產品、種類很多時，問題會很嚴重。

　　如果所有廠家的自動化產品的數(shù)據(jù)接口遵循統(tǒng)一的、開放的數(shù)據(jù)接口標準，則上述問題可得到圓滿解決，用戶可以根據(jù)各種產品的特點進行選擇，以滿足自身的使用要求。

　　1.1.3 抗干擾問題

　　關于變電站綜合自動化系統(tǒng)的抗干擾問題，亦即所謂的電磁兼容問題，是一個非常重要然而卻常常被忽視的方面。傳統(tǒng)上的變電站綜合自動化設備出廠時抗干擾試驗手段相當原始，僅僅做一些開關、電焊機、風扇、手提電話等定性實驗，到現(xiàn)場后往往也只加上開合斷路器的試驗，一直沒有一個定量的指標，這是一個極大的隱患。

　　變電站綜合自動化系統(tǒng)的抗干擾措施是保證綜合自動化系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定運行的基礎，選擇時應注意， 合格的自動化產品，除滿足一般檢驗項目外，主要還應通過高低溫試驗、耐濕熱試驗、雷電沖擊電壓試驗、動模試驗，而且還要重點通過四項電磁兼容試驗，分別是：1MHz脈沖干擾試驗、靜電放電干擾試驗、輻射電磁場干擾試驗、快速瞬變干擾試驗。

　　1.1.4 傳輸規(guī)約和傳輸網(wǎng)絡的選擇問題

　　變電站和調度中心之間的傳輸規(guī)約。目前國內各個地方情況不統(tǒng)一，變電站和調度中心之間的信息傳輸采用各種形式的規(guī)約，如部頒CDT、SC-1801、DNP3.0等。

　　1995年IEC為了在兼容的設備之間達到互換的目的，頒布了IEC 60870-5-101傳輸規(guī)約，為了使我國盡快采用遠動傳輸?shù)膰�際標準，1997年原電力部頒布了國際101規(guī)約的國內版本DL/T 634-1997，并在1998年的桂林會議上進行了發(fā)布。該規(guī)約為調度端和站端之間的信息傳輸制定了標準，今后站端變電站綜合自動化設備與遠方調度傳輸協(xié)議應采用101規(guī)約。

　　站內局域網(wǎng)的通信規(guī)約。目前許多生產廠家各自為政，造成不同廠家設備通信連接的困難和以后維護的隱患。

　　1997年IEC頒布了IEC 60870-5-103規(guī)約，國家經(jīng)貿委在1999年頒布了國際103規(guī)約的國內版本DL/T 667-1999，并在2000年的南昌會議上進行了發(fā)布，103規(guī)約為繼電保護和間隔層（IED）設備與變電站層設備間 的數(shù)據(jù)通信傳輸規(guī)定了標準，今后變電站綜合自動化系統(tǒng)站內協(xié)議要求采用103規(guī)約。

　　電力系統(tǒng)的電能計量傳輸規(guī)約。對于電能計量采集傳輸系統(tǒng)，IEC在1996年頒布的IEC 60870-5-102標準，即我國電力行業(yè)標準DL/T 719-2000，是我們在實施變電站電能計量系統(tǒng)時需要遵守的。

　　上述的三個標準即常說的101、102、103協(xié)議，運用于三層參考模型（EPA）即物理層，是我們在實施變電站電能計量系統(tǒng)時需要遵守的。

　　上述的三個標準即常說的101、102、103協(xié)議，運用于三層參考模型（EPA）即物理層、鏈路層、應用層結構之上，是相當一段時間里指導變電站綜合自動化技術發(fā)展的三個重要標準。這些國際標準是按照非平衡式和平衡式傳輸遠動信息的需要制定的，完全能滿足電力系統(tǒng)中各種網(wǎng)絡拓撲結構，將得到廣泛應用。

　　IECTC57即將制定無縫遠動通信體系結構，具有應用開放和網(wǎng)絡開放統(tǒng)一的傳輸協(xié)議 IEC 61850.該協(xié)議將是變電站（RTU或者變電站綜合自動化系統(tǒng)）到控制中心的唯一通信協(xié)議，也是變電站綜合自動化系統(tǒng)，甚至控制中心的唯一的通信協(xié)議。目前各個公司使用的標準尚不統(tǒng)一，系統(tǒng)互聯(lián)和互操作性差，因此，在變電站綜合自動化系統(tǒng)建設和設備選型上應考慮傳輸規(guī)約問題，即在變電站和控制中心之間應使用101規(guī)約，在變電站內部應使用103規(guī)約，電能量計量計費系統(tǒng)應使用102規(guī)約。新的國際標準IEC 61850頒布之后，變電站綜合自動化系統(tǒng)從過程層到控制中心將使用統(tǒng)一的通信協(xié)議。

　　1.1.5 開放性問題

　　變電站綜合自動化系統(tǒng)應能實現(xiàn)不同廠家生產的設備的互操作性（互換性）；系統(tǒng)應能包容變電站自動化技術新的發(fā)展要求；還必須考慮和支持變電站運行功能的要求。而現(xiàn)有的變電站綜合自動化系統(tǒng)卻不能滿足這樣的要求，各廠家的設備之間接口困難，甚至不能連接，從而造成各廠家各自為政，重復開發(fā)，浪費了大量的財力物力。

　　另外，各種屏體及設備的組織方式不盡相同，給維護和管理帶來許多問題。

　　在我們現(xiàn)有的綜合自動化設備中，廠家數(shù)量較多，各廠不同系列的產品造成產品型號復雜，備品備件難以實現(xiàn)，設備運行率低的問題。

　　1.2 組織模式選擇的問題

　　變電站綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的方案隨著變電站的規(guī)模、復雜性、變電站在電力系統(tǒng)的重要地位、所要求的可靠性以及變電層和過程層總線的數(shù)據(jù)流率的不同而變化。如果一個變電站綜合自動化系統(tǒng)模式選擇合適的話，不僅可以節(jié)省投資、節(jié)約材料，而且由于系統(tǒng)功能全、質量高、其可靠性高、可信度大，更便于運行操作。因此，把好變電站綜合自動化系統(tǒng)的選擇關，意義十分重大。

　　目前應用較廣泛的變電站綜合自動化系統(tǒng)的結構形式主要有集中式、分散與集中相結合和全分散式三種類型。現(xiàn)將三種結構形式的特點簡述如下。

　　集中式：集中式結構的變電站綜合自動化系統(tǒng)是指采用不同檔次的計算機，擴展其外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開關量和數(shù)字量等信息，集中進行計算與處理，分別完成微機控制、微機保護和一些自動控制等功能。這種系統(tǒng)結構緊湊、體積小、可減少占地面積、造價低，適用于對35 kV或規(guī)模較小的變電站，但運行可靠性較差，組態(tài)不靈活。

　　分散與集中相結合：分散與集中相結合的變電站綜合自動化系統(tǒng)是將配電線路的保護和測控單元分散安裝在開關柜內，而高壓線路和主變壓器保護裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結構。此結構形式較常用，它有如下特點：

　　10～35 kV 饋線保護采用分散式結構，就地安裝，可節(jié)約控制電纜，通過現(xiàn)場總線與保護管理機交換信息。

　　高壓線路保護和變壓器保護采用集中組屏結構，保護屏安裝在控制室或保護室中，同樣通過現(xiàn)場總線與保護管理機通信，使這些重要的保護裝置處于比較好的工作環(huán)境，對可靠性較為有利。

　　其他自動裝置中，如備用電源自投控制裝置和電壓、無功綜合控制裝置采用集中組屏結構，安裝于控制室或保護室中。

　　全分散式：全分散式的變電站綜合自動化系統(tǒng)是以一次主設備如開關、變壓器、母線等為安裝單位，將控制、I/O、閉鎖、保護等單元分散，就地安裝在一次主設備屏（柜）上。站控單元通過串行口與各一次設備相連，并與管理機和遠方調度中心通信。它有如下特點：

　　簡化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。

　　減少了施工和設備安裝工程量。由于安裝在開關柜的保護和測控單元在開關柜出廠前已由廠家安裝和調試完畢，再加上鋪設電纜的數(shù)量大大減少，因此現(xiàn)場施工、安裝和調試的工期隨之縮短。

　　簡化了變電站二次設備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。

　　全分散式結構可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便，且抗干擾能力強，可靠性高。

　　上述三種變電站綜合自動化系統(tǒng)的推出，雖有時間先后，但并不存在前后替代的情況，變電站結構形式的選擇應根據(jù)各種系統(tǒng)特點和變電站的實際情況，予以選配。如以RTU為基礎的變電站綜合自動化系統(tǒng)可用于已建變電站的自動化改造，而分散式變電站綜合自動化系統(tǒng)，更適用于新建變電站。

　　由于微處理器和通信技術的迅猛發(fā)展，變電站綜合自動化系統(tǒng)的技術水平有了很大的提高，結構體系不斷完善，全分散式自動化系統(tǒng)的出現(xiàn)為變電站綜合自動化系統(tǒng)的選型提供了一個更廣闊的選擇余地。伴隨著變電站綜合自動化系統(tǒng)應用的增多，無論是新建、擴建或技改工程，其綜合自動化系統(tǒng)的選型都應該嚴格執(zhí)行有關選型規(guī)定，力求做到選型規(guī)范化。經(jīng)選用的變電站自動化系統(tǒng)不僅要技術先進、功能齊全、性能價格比高，系統(tǒng)的可擴展性和適用性好，而且要求生產廠家具有相當技術實力，有一定運行業(yè)績和完整的質量保證體系、完善的售后服務體系。

　　1.3 電力管理體制與變電站綜合自動化系統(tǒng)關系問題

　　變電站綜合自動化系統(tǒng)的建設，使得繼電保護、遠動、計量、變電運行等各專業(yè)相互滲透，傳統(tǒng)的技術分工、專業(yè)管理已經(jīng)不能適應變電站綜合自動化技術的發(fā)展，變電站遠動與保護專業(yè)雖然有明確的專業(yè)設備劃分，但其內部聯(lián)系已經(jīng)成為不可分割的整體，一旦有設備缺陷均需要兩個專業(yè)同時到達現(xiàn)場檢查分析，有時會發(fā)生推諉責任的情況，造成極大的人力資源浪費，而且兩專業(yè)銜接部分的許多缺陷問題成為“兩不管地帶”，不利于開展工作。

　　在專業(yè)管理上，變電站綜合自動化設備的運行、檢修、檢測，尤其是遠動系統(tǒng)的實時性、遙測精度、遙信變位響應速度、信號復歸和事故總信號等問題仍需要規(guī)范和加強；對傳動實驗及通道聯(lián)測的實現(xiàn)、軟件資料備份等問題提出了新的課題內容。

　　1.4 運行維護人員水平不高的問題

　　解決好現(xiàn)行的變電站綜合自動化系統(tǒng)管理體制和技術標準等問題的同時，還要培養(yǎng)出一批高素質的專業(yè)隊伍。

　　目前，變電站綜合自動化系統(tǒng)絕大部分設備的維護依靠廠家，在專業(yè)管理上幾乎沒有專業(yè)隊伍，出了設備缺陷即通知相應的廠家來處理，從而造成缺陷處理不及時等一系列問題。

　　要想維護、管理好變電站綜合自動化系統(tǒng)，首先要成立一只專業(yè)化的隊伍，培養(yǎng)出一批能跨學科的復合型人才，加寬相關專業(yè)之間的了解和學習。

　　其次，變電站綜合自動化專業(yè)的劃分應盡快明確，杜絕各基層單位“誰都管但誰都不管”的現(xiàn)象。變電站綜合自動化專業(yè)的明確，對于加強電網(wǎng)管理水平，防止電網(wǎng)事故具有重大意義。

　　2、結束語

　　近年來，通信技術和計算機技術的迅猛發(fā)展，給變電站綜合自動化技術水平的提高注入了新的活力，變電站綜合自動化技術正在朝著網(wǎng)絡化、綜合智能化、多媒體化的方向發(fā)展。

　　鑒于變電站綜合自動化系統(tǒng)當前還缺乏一個統(tǒng)一的國家標準，這就需要與之相關的各崗位的電力工作者 在實際操作過程中不斷總結經(jīng)驗，找到其規(guī)律性，不能因循守舊，而應根據(jù)具體情況，遵循科學、嚴謹?shù)墓ぷ髟瓌t，用發(fā)展的眼光來進行變電站綜合自動化系統(tǒng)的建設，以保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、優(yōu)質地運行。

　　參考文獻：

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