变电站自动化系统选型问题的探讨

摘要：阐述了关于变电站自动化系统选型中存在的若干问题和应遵循的原则，介绍了[被屏蔽广告]变电站自动化系统的结构形式、功能、通讯网络和传输规约等内容，强调了抓好选型工作的重要性。

　　关键词：变电站自动化系统；站内监控功能；通讯规约

　　近年来，随着“两网”改造的深入和电网运行水平的提高，大量采用远方集中控制、操作等自动化技术的变电站投入运行，既提高了劳动生产率，又减少了人为误操作的可能。采用变电站自动化技术是变电站计算机应用的方向，也是电网发展的趋势，值得大力推广。但工程实际当中，部分变电站自动化系统功能不能充分发挥出来，存在问题较多，无法正常运行。造成这种情况的一个原因就是系统选型的问题。如果一个变电站自动化系统选择合适的话，不仅可以节省投资、节约材料，而且由于系统功能全、质量高，其可靠性高、可信度大，更便于运行操作。因此，把好变电站自动化系统的选择关意义十分重大。基于改造经验，本文总结了变电站自动化系统应具备的结构、功能、通讯网络的选择方法，同时也分析了该产品目前存在的问题。

　　1、变电站结构形式的选择

　　目前应用较广泛的变电站自动化系统的结构形式主要有集中式、分散与集中相结合和全分散式三种类型。现将三种结构形式的特点简述如下。

　　1.1集中式

　　集中式结构的变电站自动化系统是指采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算与处理，分别完成微机控制、微机保护和一些自动控制等功能[1].这种系统结构紧凑，体积小，可减少占地面积，造价低，适用于对35kV或规模较小的变电站，但运行可靠性较差，组态不灵活。

　　1.2分散与集中相结合

　　分散与集中相结合的变电站自动化系统是将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，而高压线路和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统结构。此结构形式较常用，它有如下特点：

　　（1）10～35kV馈线保护采用分散式结构，就地安装，可节约控制电缆，通过现场总线与保护管理机交换信息。

　　（2）高压线路保护和变压器保护采用集中组屏结构，保护屏安装在控制室或保护室中，同样通过现场总线与保护管理机通信，使这些重要的保护装置处于比较好的工作环境，对可靠性较为有利。

　　（3）其他自动装置中，备用电源自投控制装置和电压、无功综合控制装置采用集中组屏结构，安装于控制室或保护室中。

　　1.3全分散式

　　全分散式的变电站自动化是以一次主设备如开关、变压器、母线等为安装单位，将控制、I/O、闭锁、保护等单元分散，就地安装在一次主设备（屏柜）上。站控单元通过串行口与各一次设备相连，并与管理机和远方调度中心通信。它有如下特点：

　　（1）简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积。

　　（2）减少了施工和设备安装工程量。由于安装在开关柜的保护和测控单元在开关柜出厂前已由厂家安装和调试完毕，再加上敷设电缆的数量大大减少，因此现场施工、安装和调试的工期随之缩短。

　　（3）简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量连接电缆。

　　（4）全分散式结构可靠性高，组态灵活，检修方便，且抗干扰能力强，可靠性高。

　　上述三种变电站自动化系统的推出，虽有时间先后，但并不存在前后替代的情况，变电站结构形式的选择应根据各种系统特点和变电站的实际情况，予以选配。如以RTU为基础的变电站自动化系统可用于已建变电站的自动化改造，而分散式变电站自动化系统，更适用于新建变电站。

　　2、变电站自动化系统的主要功能

　　变电站自动化系统功能很多，在选择时，除了必须保证所选系统功能满足变电站的需要之外，而且要求技术有一定的先进性，防止由于功能欠缺影响系统以后的安全运行或很快过时。现将变电站自动化系统所应具备的功能概括如下：

　　（1）站内监控功能（SCADA功能）此功能包括站内数据采集与处理、运行监视及报警记录、设备检测与诊断、报表编辑生成修改与打印、人机交互联系及系统维护管理、计算统计、历史数据记录、事件顺序记录（SOE）、事故追忆、远方通信等常用SCADA功能。

　　（2）控制和调节通过键盘在屏幕所显示的画面上对各可控设备进行开/合，投/退等控制操作，对各可调设备进行升/降、定值设定等调节控制。控制开关时可以按选择一返校一执行的方式实现每次操作一个对象的控制，也可以按批次控制、顺序控制的方式一次对多个对象进行控制（无论那种控制方式，都要具备完整的控制闭锁功能）：进行调节时可以一次调节一档，也可以一次调节多档，但同样要具备完整的调节闭锁和边界报警功能。

　　（3）电压无功控制对于110kV电压等级以上变电站，要求变电站自动化系统实现分布式站内自动电压无功控制（VQC）。对于35kV变电站，站内自动电压无功控制功能不作要求，但应满足远方调整电压无功，即通过自动化系统可在当地监控系统或调度端实现远方手动调整变压器分接头和投切电容器功能。

　　（4）对时系统对时要求是变电站自动化系统的最基本要求。110kV枢纽站和220kV站要求系统具有GPS对时功能，要求对变电站层设备和间隔层IED设备（包括智能电度表等）均实现GPS对时。并具有时钟同步网络传输校正措施。110kV终端站、35kV变电站不要求GPS对时功能，但要求具有一定精度的站内系统对时功能，定时完成由系统主机或由调度端发出的对站内间隔层设备的对时功能。

　　（5）故障录波故障录波的数据和波形是电网事故运行分析的重要参数。35kV变电站和一般的110kV终端站可以不要求安装故障录波，一些分析信息可从保护装置的简短记录和SOE中提取。但110kV枢纽站要求具有故障录波功能。

　　（6）小电流接地选线该功能要求配备三相CT或专用零序CT，一般通过IED检出母线开口三角电压越限，主站在收到信号后调该母线各IED在接地瞬间记录的零序电压电流资料，汇总分析后作出判断。对于有35kV和10kV馈电线路的变

　　因此，必须严格按照规范取样和试验。取样时要确保所取样品能够反应整批混合料的特性。在206国道高速公路四合同段施工中我们每天上午、下午各取样一次做马歇尔试验。对于沥青抽提试验及抽提后的级配检测，每天至少做四组。

　　3、运输和摊铺过程中质量控制

　　改性沥青SMA混合料不应在气候寒冷、阴雨的季节施工。施工的最佳温度在20℃以上，一般不宜低于15℃，最低不得低于10℃，当外界温度较低时可适当提高混合料的搅拌和摊铺温度。

　　3.1改性沥青SMA混合料的运输最好采用20t以上的大型运输车，并且必须覆盖棚布保湿，运至摊铺现场的混合料应保持在165℃以上，温度偏低，将会直接影响路面的平整度和压实度。在混合料装卸时应尽量避免离析，运输车在装料时应采用前后移动分三次装载的方式。

　　3.2改性沥青SMA混合料的摊铺原则上与常规混合料没有本质的区别，但在摊铺温度的控制上应更为严格。

　　摊铺温度宜控制在165-175℃的范围内，在不发生离析的前提下尽可能采用全幅一次摊铺，以避免纵接缝的处理。摊铺速度对摊铺机的工作效率和摊铺质量有重要影响。摊铺速度的选择应根据混合料的供料能力和后续碾压工序的压路机生产能力来确定。一般情况下可根据混合料的供应能力、摊铺宽度和厚度按下式求得：

　　式中：

　　Q——拌和机产量，t/h.

　　V——摊铺速度，m/min.

　　T——压实后的摊铺厚度，cm.

　　C——效率系数。根据供料运输能力等，宜为0.6-0.8.

　　W——摊铺宽度，m.

　　ρ——沥青混合料压实成型后的密度，t/m³.

　　摊铺速度在摊铺过程中严格保持不变。根据206国道高速公路四合同段实际情况采用了1.5-2.0m/min的摊铺速度。

　　3.3摊铺机螺旋布料器应均匀旋转供料，供料高度一定要控制在螺旋布料器纵向2/3高度的位置，这样可以在一定程度上保证混合料不离析。

　　4、改性沥青SMA混合料的碾压控制

　　改性沥青SMA混合料是一种粘稠而很难压实的材料，它的压实性能对温度十分敏感。因此其碾压工艺与常规的热沥青混合料的压实区别较大，主要是：

　　1）虽然对平整度的指标有一定影响，但为了防止沥青层的拉裂，在206国道高速公路四合同段施工过程中还是先上振动压路机初压，复压采用的是英格索兰振动压路机，压实过程中采用的是高频、低振幅，避免压碎集料和下层沥青沙浆浮在表面。

　　2）压实温度的范围以及