目前變電站綜合自動化得到了迅速的發展，尤其是隨著電力系統“達標創一流”的實施，全國已經有許多變電站實現了綜合自動化，其中一些220 kV變電站、110 kV變電站的設備已經具備了無人值守的條件。 　　下面對變電站綜合自動化系統的具體內容作以介紹；對建設綜合自動化變電站存在的問題加以分析；對下一步的繼續發展進行探討。 [b]1　變電站綜合自動化系統的基本內容 [/b]　　變電站綜合自動化系統的基本內容包括：繼電保護、故障錄波、“五防”閉鎖、測控系統、通信系統五部分組成。 　　繼電保護包括線路保護、變壓器保護、電容器保護等。線路保護部分設有啟動元件、零序電流元件、零序方向元件、距離元件、振蕩閉鎖元件、TV斷線報警、TA斷線報警、控制回路斷線報警及自動重合閘；變壓器保護由差動保護、復合電壓閉鎖過流保護、零序過電流保護、零序過電壓保護、過負荷保護及TV斷線保護幾部分組成；電容器保護由過電流保護、不平衡電流保護、過電壓保護、低電壓保護及不平衡電壓保護幾部分組成。 　　故障錄波主要是記錄故障前后的電壓、電流的動態變化過程及開關量的狀態。在管理計算機系統中，設有專家系統，可提供標準的操作票，利用計算機進行操作的硬閉鎖。還可以利用專家系統方便、直觀地進行反事故演習，而不會影響其他功能的正常運行。綜合自動化的變電站除了實現就地測控外，還設有比較完備的遠動系統。遠動系統的“四遙”要求在綜合自動化的變電站中得到具體體現，無人值守的變電站更是如此。測控系統的主要內容是開關控制、變壓器調壓、補償電容器調壓、低頻減載、變電站的參數采集。經過通信聯網使變電站 實現了與調度系統的信息傳遞，從而完成“四遙”功能。 [b]2　變電站繼電保護與綜合自動化 [/b]　　變電站繼電保護的安裝位置與以往相比發生了很大的變化，基本上考慮2種方式：①就地安裝；②集中安裝。有的變電站只考慮一種方式，有的則2種方式全用。作為一般的設計，10 kV線路保護安裝到開關柜上，變壓器以及高壓線路保護則集中于控制室，繼電保護裝置經過通信線路與管理計算機聯網。這種考慮主要是由于10 kV開關柜一般為戶內安裝，變壓器以及高壓線路開關為戶外安裝的緣故。微機技術的發展，即單片機技術的應用使保護獨立于管理機之外，并與管理機建立通信聯系成為可能，如此，繼電保護并沒有成為以大型計算機為中心的內部的一部分。繼電保護作為綜合自動化系統的一部分，在結構、功能上相互獨立，在管理上相互通信的模式為人們所接受。繼電保護不僅是綜合自動化系統的一部分，而且是 獨立于綜合自動化系統的一部分，這種設計對整個系統的可靠性無疑是非常必要的。 [b]3　綜合自動化變電站采用的新成果 [/b]　　一些新技術、新工藝、新設備以及新的科研成果，已經陸續應用到變電站綜合自動化系統中。 　　3.1　小電流接地選線 　　由于微機型小電流接地選線裝置陸續投入使用，這些產品因為在硬件上進行了嚴格的篩選，在結構上采取了一系列的抗干擾措施，在軟件上設置了自檢程序，設置了防止誤動的檢測環節等，使小電流接地故障選線保護基本達到了動作無誤的程度。 　　3.2　機卡保護 　　機卡保護是防止開關拒動時燒毀繼電器觸點的一種保護。據統計，在低壓系統中由于開關機構的質量問題，燒毀跳閘繼電器觸點的事情是常見的，引用了機卡保護后，徹底解決了繼電器被燒毀的問題。 　　3.3　直流接地選線裝置 　　由于變電站直流系統的接線很復雜，運行中的直流系統接地現象時有發生，近幾年有比較成功的直流接地選線裝置投入運行，基本上實現了不拉路選線的愿望，提高了變電站運行的可靠性。 　　3.4　時鐘校對系統 　　變電站的微機型保護及自動裝置中均設有事件的記錄功能，并利用裝置內部的時鐘來記錄故障等事件相關的參數，以便按順序進行追憶，記錄的時間分年、月、日、時、分、秒、毫秒、微秒，作為一套裝置如此設置是無可挑剔的，但是對于變電站與調度管理系統，由于各自內部時鐘誤差的存在，日積月累，偏差難免會過大，采用了時鐘校對措施以后，事件的時間就會徹底統一起來。 [b]4　綜合自動化變電站的運行與管理的特點 [/b]　　綜合自動化變電站的管理與常規變電站管理相比有許多特點，分析如下。 　　4.1　網絡管理系統 　　變電站的網絡管理系統簡圖見圖1。變電站利用管理單元完成數據的傳送，完成變電站內有關單元的管理、檢測，完成有關操作、查詢，當變電站內的有關單元出現異常后自動報警，當被保護的設備出現故障后完成故障前后的錄波打印。管理單元在很大程度上代替了運行過程中的巡回檢查，只是比人工檢查更及時、迅速、準確，但是對于某些特殊的情況尚不能代替人工檢查，至于有關單元的異常處理仍然需要人來完成。 　　　4.2　實現了與調度自動化系統的聯網 　　常用的變電站與調度自動化系統的聯網方式見圖2。變電站實現了與調度自動化系統的聯網以后，為變電站實現遙測、遙調、遙信、遙控提供了條件，為無人值守提供了條件。調度部 門可以通過調度自動化系統對各變電站進行監視或操作。 　　4.3　操作特點 　　綜合自動化變電站正常的斷路器、隔離開關操作采用手動或自動方式均可實現，對于無人值守的變電站的倒閘操作則以遠方為主，這主要看設備的配置，例如負荷開關若能實現遠方操作的，一般情況下無須到就地操作，但是諸如接地開關的操作只能到就地進行。只能在就地進行的操作，綜合自動化也無能為力，一般的配置仍須操作人員到現場，對停電后所做的驗電、掛接地線等措施也不是綜合自動化所能代替的。在這種情況下，對于有人值班的變電站由值班人員辦理，對于無人值班的變電站則需派操作隊前往辦理。 　　4.4　設備異常及事故的特點 　　與一般的變電站相比綜合自動化變電站由于自動化系統、遠動系統的設備龐大、機構復雜，設備的異常及事故所帶來的麻煩明顯增多，據某些供電局統計約占30%以上，因此在同樣的情況下，綜合自動化變電站的問題要比一般的變電站多。無人值班變電站的事故處理顯然要比有人值班的變電站更加繁瑣。 　　 [b]5　變電站綜合自動化發展的趨勢 [/b]　　5.1　變電站綜合自動化的優點 　　綜合自動化變電站有許多優越性，它的出現加強了信息的傳遞，方便了許多方面的工作。例如MPS—4000變電站綜合自動化系統有如下優點： 　　（1）簡化了二次設備的硬件配置。由于二次設備所采集的數據可以通過通信總線使各部分共享，如此其采樣部分、數據處理部分對于每一個參量來說，只需要采集一次就可以滿足不同功能的數據要求。綜合自動化變電站可以省去專用的故障錄波器、專用的控制信號屏以及專用的中央信號屏。 　　（2）簡化了二次設備的連線。將變電站的線路、變壓器、電容器等一次設備的所有的二次功能集中到一個或幾個機箱內部，不同的二次設備之間的聯系可用總線來實現，從而省去了二次設備之間的電纜連接。 　　（3）簡化了設備的調試。由于硬件的模塊化、采樣值的數字化，使得出廠調試及運行維護調試簡單了許多。 　　（4）方便了一次事故處理。設備的自檢功能使設備本身出現異常時能夠及時報警；設備的故障錄波功能使系統出現故障時能夠記錄故障時的參數及事件，以便分析處理。 　　5.2　變電站綜合自動化尚存在的問題 　　（1）設計的規范很難統一。盡管國家電力公司、各省電力部門對變電站綜合自動化系統的設計、設備的性能指標等都做了統一的規定，但是設備生產廠家的元件篩選、硬件配置、電路結構、制造工藝、軟件程序卻差別很大，這些差別導致了設備的壽命、性能、抗干擾能力以及管理與維護等相差甚遠。 　　（2）設備的一次性投資太高。雖然綜合自動化變電站節省了連線，方便了安裝施工，簡化了調試，但是繼電保護、通信系統、集中控制、遠動系統等現代化設備產品的造價都比較高，因此，綜合自動化變電站設備的一次性投資高于常規的變電站。例如一個變電容量相同的110 kV綜合自動化變電站，自動化設備部分的投資比常規變電站設備的一次投資高1倍多；通常，一個一般的220 kV變電站的自動化部分大約是150萬元以上。 　　（3）設備依然需要定期維護。到目前為止，幾乎所有的變電站綜合自動化系統，沒有一家產品是免維護的，在現場對設備異常的處理也只有針對情況更換插件或更換元件，更進一步的分析及更深入的檢查處理往往是請廠家幫助解決。 　　（4）誤動的問題依然存在。有一個110 kV變電站的一條35 kV線路在一天內曾經誤動跳閘24次，最后檢查原因是保護元件的溫度特性變壞，電流采樣值在運行過程中向高處漂移，直到達到過流保護的定值后過流保護動作跳閘為止。雖然這種現象并不多見，但如此的可靠性仍是令人擔憂的。 　　（5）設備的操作與事故處理比較煩瑣。有些地區對于無人值守變電站的一般操作仍然由“操作隊”到就地進行，以避免遠方操作出現異常時不能及時處理。另外變電站綜合自動化設備一旦出現了故障，即使是微小的故障也必須派人到現場。 　　（6）設備的壽命有限。變電站綜合自動化設備的壽命一般只有15年左右，運行壽命到期以后只能更換新的產品。 　　（7）遠動設備監視不足。目前，變電站綜合自動化主要在處理速度、容量、精度以及事件記錄的分辨率等方面得到了提高，但是遠動終端、變電站綜合自動化本身的自檢及輸入輸出板的運行狀態監視卻沒有得到發展，例如UPS電源的檢測，遠動終端自檢信息的檢測等功能并沒有完善。這些功能的完善尚需認識與實踐的過程，涉及到生產廠家改進設備、增加遠動設備的自檢信息及電力系統遠動規約的修訂。 　　5.3　變電站綜合自動化得以發展的因素 　　近十幾年來電力系統的自動化程度發展很快，從調度自動化、變電站自動化、配電自動化、城網自動化到農網自動化等，眾多的自動化紛紛涌現出來。變電站綜合自動化的發展也有它的歷史原因，分析如下： 　　（1）電網發展的需要。變電站綜合自動化有一定的優勢，為了電網整體自動化水平的提高，為了與電網調度自動化的配套等應該發展一定規模的變電站綜合自動化系統。 　　（2）創一流工作的需要。國家電力公司在一流的企業標準中，明確規定了綜合自動化變電站的比例，因此那些爭創一流的企業必須按規定完成綜合自動化變電站的指標。 　　（3）減人增效的需要。據統計，有的地區供電局在不到10年的時間內變電站的數量增加了一倍，變電容量翻了一翻，但是生產管理人員不但沒有增加，反而有所減少，在這種情況下要完成年度的生產任務，要完成檢修任務必須大力發展高度自動化系統，以減少設備維護、調試的工作量，同時減輕工作人員的負擔。 　　由此可見，變電站綜合自動化的發展既有主觀上的愿望，又有客觀上的需求。值得重視的是 生產部門應該充實一線的力量，減輕生產人員的勞動強度，提高工作效率，保證工作質量。 　　5.4　必須控制變電站綜合自動化的發展規模 　　高度綜合自動化的變電站、無人值守的變電站的數量必須控制在一定的比例以內，使其既滿足主網綜合自動化的需求，又考慮到中國的國情，考慮到國家整體的經濟實力，考慮到國家的人口因素。中國的人口問題極為突出，電力作為國民經濟一大支柱的部門不可能回避，各部門應該適量地吸收人員，以減輕社會的就業壓力。一方面綜合自動化變電站的建設投資費用太高，同時自動化設備的平均壽命太短，另一方面高度發達的自動化設備與人爭飯碗的問題，在發達國家的發展過程中曾經出現過，作為宏觀調控的部門應該把好第一關，以免重蹈覆轍。　變電站綜合自動化的發展應統籌考慮，區別對待，宏觀上解決好以下問題。 （1）偏遠地區。對于值班人員的生存、生活有困難的變電站，可以考慮變電站綜合自動化的問題，若條件允許可以做到無人值守的程度。 　　（2）樞紐變電站。對于樞紐變電站應考慮比較先進的綜合自動化配置，但是樞紐變電站應該是有人值班的管理，無人值守不可取。 　　（3）一般變電站。對于一般變電站，應該根據設計的原則，根據實際的情況適當考慮保護 、自動、遠動、通信等，即達到所謂的半自動化水平或半自動化以下水平。 　　只要在宏觀上解決好上述問題，變電站綜合自動化系統的發展是會令人滿意的。這樣既 能看到現代水平的象征，又能顧全大局，考慮到與其他行業的配套發展。 6　參考文獻 　　1　趙欽增.關于增加遠動及相關設備信息的建議.電網技術，2001（3）