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摘 要 电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网和用户组成的统一调度和运行的发杂而又庞大的系统。实现电力系统的自动化具有重大的意义，同时也是电力系统一直以来力求的发展方向。本文主要结合电力系统自动化，谈谈变电站的综合自动化。
关键词 电力系统；变电站；自动化
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)121-0198-01
1 电力系统综合自动化发展
当前我国电力系统自动化的发展趋势：1）在追求目标和控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。2）功能多样化。由单一功能向多功能发展，例如变电站综合自动化的发展。3）在理论工具上越来越多地借助国际现代化理论，提高运行的安全、经济、效率，完成向管理、服务的自动化扩展，例如MIS在电力系统中的应用。4）在监控手段上高新化，越来越多的普及微机、高新电子器件和远程通信工具。由单个元件向部分区域及全系统发展，例如SCADA的发展和区域稳定控制的发展。5）设备装置向数字化、快速化、灵活化发展，如继电保护建设的演变。
现代电力系统已经成为一个计算机、通信、控制和电力装备及电力电子的统一体。电力系统综合自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。
2 变电站综合自动化电力系统自动化的关系
变电站作为电力系统的一个重要组成部分，是输电和配电的集结点，变电站主要分为：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。电力系统自动化的程度直接影响着变电站综合自动化的水平。
变电站自动化系统是变电站的核心系统，对变电站及电网的安全运行至关重要，变电站自动化系统包括：变电站监控系统、保护与故障录波系统、电气二次设备、电量采集设备、主设备在线监控等变电站所有二次系统。自动化系统的稳定性与先进性对变电站及电网的影响深远。
随着电力系统自动化快速发展，对变电站保护和控制也提出了更高的要求，它必须要具有集中控制功能和有先进的继电保护和控制，并能远程控制、抗电磁干扰；能事件记录、可无人值班；能适应全系统统一控制的需要；满足分期建设的要求。配置的基本要求体现在：分层；数据分快、中、慢三种速度传递；保护系统通信高度优先，但又不经常占用；保护具有独立工作能力；功能处理器配置成群；数据采集装置设在开关站内；数据采集装置的数量和地点应具有灵活性；备用方式的选择具有灵活性。
随着科技的快速发展以及各种高新电力设备的研制与运用，为变电站综合自动化的发展奠定了坚实的基础。
变电站综合自动化，是数字式电子技术同强电技术全面相结合的综合体。它局限于自动控制理念，而是对整个变电站自动化系统的信息采集、处理、传输、监控进行全方位的考虑，从而达到资源信息共享、全面自动控制的目的。
变电站综合自动化的结构形式是多样的，如：集中式、全分散式、集中与分散相结合式等。其功能也越来越强大，主要包括：继电保护、信息采集、设备监控、远程通讯、数据处理等。
3 变电站综合自动化系统应能实现的功能
3.1 信息数据采集
1）状态量采集。状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号等。2）模拟量采集。常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压，线路电压，电流和功率值。馈线电流，电压和功率值，频率，相位等。3）脉冲量采集。脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲，也采用光电隔离方式与系统连接，内部用计数器统计脉冲个数，实现电能测量。
3.2 微机保护
对站内所有的电气设备进行保护，包括：线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护实现故障记录、存储多套定值、适合当地修改定值及同期检测和同期合闸等功能。
3.3 事故录波和报警功能
事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。
3.4 设备监控和操作闭锁
操作人员可通过CRT屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。操作闭锁应具有以下内容：
①电脑五防及闭锁系统；②根据实时状态信息，自动实现断路器，刀闸的操作闭锁功能；③操作出口应具有同时操作闭锁功能；④操作出口应具有跳合闭锁功能。
3.5 电压和无功的就地控制
无功和电压控制一般采用调整变压器分接头，投切电容器组，电抗器组，同步调相机等方式实现。操作方式可手动可自动，人工操作可就地控制或远方控制。无功控制可由专门的无功控制设备实现，也可由监控系统根据保护装置测量的电压，无功和变压器抽头信号通过专用软件实现。
3.6 数据记录和处理
历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：①断路器动作次数；②断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；③输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间；④独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间；⑤控制操作及修改整定值的记录。
3.7 系统反故障和自我诊断功能
系统装备反事故自動装置，防止事故危及系统和电气设备的运行；同时系统内各插件应具有自诊断功能，自诊断信息也象被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心。
3.8 远程通信
系统将站内运行的有关数据及信息远程传输至调度中心或设备运行管理单位。远程通信功能在电力系统中具有重要的地位，是远程监控的重要手段。在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，根据现场的要求合理装备，保证通信的可靠性，以便管理人员了解变电站实时运行情况，如有故障及时处理。
4 变电站综合自动化的发展
随着科技的快速发展，我国电力系统自动化不断发展完善，伴随着DMS等系统的不断完善，大大提高了电气综合管理水平，使电气设备保护控制得到优化，解决了大面积停电故障的难题，提高了供电的安全可靠性。
现在国际上都争先研制新型电子式互感器，这类互感器包括连接传输器和二次变换器的一个或多个电流或电压传感器，将被测量按比例传送给测量仪器、仪表和保护或控制装置，用以完成数据的传输和控制。电子式互感器的研制和应用，将进一步提高变电站综合自动化的程度，它的应用将全面推动数字化变电站自动化系统的实现。
保护和监控集成系统的发展，数据共享是变电站综合自动化的一个主要特点，将保护和监控功能集成到同一装置是实现数据共享的主要手段，SCADA所想要的许多数据和继电保护锁处理的数据是一样的，因此将分布式的变电站SCADA集成到微机饱和中，使得保护和监控共用一个硬件平台，大大的节约了成本，提高了变电站的经济效益。
参考文献
[1]柯迪民.牵引变电所综合自动化系统功能探讨[J].继电器,2006,16.
关键词 电力系统；变电站；自动化
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)121-0198-01
1 电力系统综合自动化发展
当前我国电力系统自动化的发展趋势：1）在追求目标和控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。2）功能多样化。由单一功能向多功能发展，例如变电站综合自动化的发展。3）在理论工具上越来越多地借助国际现代化理论，提高运行的安全、经济、效率，完成向管理、服务的自动化扩展，例如MIS在电力系统中的应用。4）在监控手段上高新化，越来越多的普及微机、高新电子器件和远程通信工具。由单个元件向部分区域及全系统发展，例如SCADA的发展和区域稳定控制的发展。5）设备装置向数字化、快速化、灵活化发展，如继电保护建设的演变。
现代电力系统已经成为一个计算机、通信、控制和电力装备及电力电子的统一体。电力系统综合自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。
2 变电站综合自动化电力系统自动化的关系
变电站作为电力系统的一个重要组成部分，是输电和配电的集结点，变电站主要分为：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。电力系统自动化的程度直接影响着变电站综合自动化的水平。
变电站自动化系统是变电站的核心系统，对变电站及电网的安全运行至关重要，变电站自动化系统包括：变电站监控系统、保护与故障录波系统、电气二次设备、电量采集设备、主设备在线监控等变电站所有二次系统。自动化系统的稳定性与先进性对变电站及电网的影响深远。
随着电力系统自动化快速发展，对变电站保护和控制也提出了更高的要求，它必须要具有集中控制功能和有先进的继电保护和控制，并能远程控制、抗电磁干扰；能事件记录、可无人值班；能适应全系统统一控制的需要；满足分期建设的要求。配置的基本要求体现在：分层；数据分快、中、慢三种速度传递；保护系统通信高度优先，但又不经常占用；保护具有独立工作能力；功能处理器配置成群；数据采集装置设在开关站内；数据采集装置的数量和地点应具有灵活性；备用方式的选择具有灵活性。
随着科技的快速发展以及各种高新电力设备的研制与运用，为变电站综合自动化的发展奠定了坚实的基础。
变电站综合自动化，是数字式电子技术同强电技术全面相结合的综合体。它局限于自动控制理念，而是对整个变电站自动化系统的信息采集、处理、传输、监控进行全方位的考虑，从而达到资源信息共享、全面自动控制的目的。
变电站综合自动化的结构形式是多样的，如：集中式、全分散式、集中与分散相结合式等。其功能也越来越强大，主要包括：继电保护、信息采集、设备监控、远程通讯、数据处理等。
3 变电站综合自动化系统应能实现的功能
3.1 信息数据采集
1）状态量采集。状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号等。2）模拟量采集。常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压，线路电压，电流和功率值。馈线电流，电压和功率值，频率，相位等。3）脉冲量采集。脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲，也采用光电隔离方式与系统连接，内部用计数器统计脉冲个数，实现电能测量。
3.2 微机保护
对站内所有的电气设备进行保护，包括：线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护实现故障记录、存储多套定值、适合当地修改定值及同期检测和同期合闸等功能。
3.3 事故录波和报警功能
事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。
3.4 设备监控和操作闭锁
操作人员可通过CRT屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。操作闭锁应具有以下内容：
①电脑五防及闭锁系统；②根据实时状态信息，自动实现断路器，刀闸的操作闭锁功能；③操作出口应具有同时操作闭锁功能；④操作出口应具有跳合闭锁功能。
3.5 电压和无功的就地控制
无功和电压控制一般采用调整变压器分接头，投切电容器组，电抗器组，同步调相机等方式实现。操作方式可手动可自动，人工操作可就地控制或远方控制。无功控制可由专门的无功控制设备实现，也可由监控系统根据保护装置测量的电压，无功和变压器抽头信号通过专用软件实现。
3.6 数据记录和处理
历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：①断路器动作次数；②断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；③输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间；④独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间；⑤控制操作及修改整定值的记录。
3.7 系统反故障和自我诊断功能
系统装备反事故自動装置，防止事故危及系统和电气设备的运行；同时系统内各插件应具有自诊断功能，自诊断信息也象被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心。
3.8 远程通信
系统将站内运行的有关数据及信息远程传输至调度中心或设备运行管理单位。远程通信功能在电力系统中具有重要的地位，是远程监控的重要手段。在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，根据现场的要求合理装备，保证通信的可靠性，以便管理人员了解变电站实时运行情况，如有故障及时处理。
4 变电站综合自动化的发展
随着科技的快速发展，我国电力系统自动化不断发展完善，伴随着DMS等系统的不断完善，大大提高了电气综合管理水平，使电气设备保护控制得到优化，解决了大面积停电故障的难题，提高了供电的安全可靠性。
现在国际上都争先研制新型电子式互感器，这类互感器包括连接传输器和二次变换器的一个或多个电流或电压传感器，将被测量按比例传送给测量仪器、仪表和保护或控制装置，用以完成数据的传输和控制。电子式互感器的研制和应用，将进一步提高变电站综合自动化的程度，它的应用将全面推动数字化变电站自动化系统的实现。
保护和监控集成系统的发展，数据共享是变电站综合自动化的一个主要特点，将保护和监控功能集成到同一装置是实现数据共享的主要手段，SCADA所想要的许多数据和继电保护锁处理的数据是一样的，因此将分布式的变电站SCADA集成到微机饱和中，使得保护和监控共用一个硬件平台，大大的节约了成本，提高了变电站的经济效益。
参考文献
[1]柯迪民.牵引变电所综合自动化系统功能探讨[J].继电器,2006,16.