变电站综合自动化系统论文

摘要：随着社会的不断发展，电力自动化的新技术和新设备不断在电力系统中得到广泛的应用，使电网运行的效率得到极大的提高。本文结合变电站综合自动化系统在安全运行中的问题进行简要分析，并基于这些问题提出了相应的解决措施，旨在促进变电站综合自动化系统在运行中更加安全和稳定。今天小编为大家精心挑选了关于《变电站综合自动化系统论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

变电站综合自动化系统论文 篇1：

变电站综合自动化系统及监控自动化系统设计

【摘要】随着我国经济的发展，电网改革的推行，我国的变电站系统也取得了较大的发展。下文章笔者将结合自己的工作经验，对变电站综合自动化系统以及监控自动化系统的有关问题进行分析，文中笔者将从设计原则、实际案例、监控系统的主要技术指标、硬件配置等几个方面，对该问题进行论述，谈谈自己的认识。

【关键词】变电站自动化系统工程设计

0、引言

随着各种高新技术在变电站管理系统中的应用，我国的变电站自动化的程度越来越高，变电站综合自动化系统也越来越完善。下文中笔者将结合自己的工作经验，对变电站综合自动化系统以及监控自动化系统的设计问题进行分析，因为良好的系统设计是系统应用的基础。以下仅为笔者拙见，诸多不足，还望批评指正。

1、设计原则

就目前我国的大型枢纽变电站综合自动化的有关设计规程来看，首先要符合初步的设计审定原则，然后要结合变电站以及运行部门的实际情况，采用计算机设备和信息技术将系统运行中所要应用的监控功能、数据采集和处理（SCADA）、远动功能等统一起来，实行综合的自动化管理，提高变电站的管理效率，这样一来，220kV以下的变电站就可以基本实现无人值班。

2、某220kV变电站综合自动化系统的设计详情

2.1 系统组成

2.1.1 系统基本形式的选择及配置情况①在变电站的综合自动化的系统设计的过程中，如果选择局部的分散式产品的组合形式，将会使得其管理过程中的各项功能独立行使，即监视、控制操作功能、RTU功能以及通信功能的独立运行。②在变电站的综合自动化系统的设计过程中，双机系统的实行可以有效的扩展系统总线的运行经验，并且可以有效的保障系统的稳定性。③在变电站的综合自动化的设计的过程中，继电保护以及相关的安全性的自动化系统的设置应该同其他的系统结构相分离，以保证其能够在系统的运行异常下及时的做出正确的处理措施。

2.2 监控系统的基本功能及设计标准

2.2.1 数据采集所谓数据采集，就是指在变电站的运行的过程中，对其运行過程中的工作数据和信息进行实时的搜集和储存，并对一些特殊的信息进行及时的处理和反应。下文中笔者将从几个方面对数据采集的设计要求和标准进行详细的论述：①状态量：状态量的设计过程中，包括对断路器、隔离开关以及各种分开关的接头的设置，设计的标准是将其故障的信号量按照光电隔离的标准输入系统。②模拟量：模拟量的设置不仅包括不同的系统电压等级线路的有功功率设置，还包括无功功率的设置和电流以及母线电压等级的频率。模拟量的设置标准要根据交流采样的结果来确定。

2.2.2 电度计量在电度计量的过程中，采用RS485串行口可以实现持续一个月的电量累计，并且能够按照不同的峰、平、谷等不同的形式进行统计分类。

2.2.3 控制操作所谓控制操作，就是指对各种变电设备的跳、合操作的控制，以及对主变压器的各种调压操作的控制，值得注意的是控制操作的设计，要注重对控制操作执行前的确认。控制操作的执行标准要注意的是：输出继电器线路直径不得大于0.09mm，并且容量应该控制在DC220V，5A的范围内。另外，要保证控制操作能够同220kV母联断路器相连，这样就可以保证隔离开关的，TN闭合，实现“五防”功能和双向通讯的功能的发挥。

2.4 隔离开关“五防”设备所谓隔离开关的“无防”设备，就是指在变电站运行的过程中，能够对工作人员强制执行安全防护程序，按照国家变电站的要求实现对五种特殊情况的预防：①首先，要防止对开关的误操作；②其次，要防止隔离开关在负荷状态下的拉合；③再次，要防止工作人员进入为断电的间隔区；④其四，要防止地线的拉闸时的带电；⑤最后，要地线合闸过程中的带电操作。

在隔离开关的“无防”设备的设计过程中，要注意的是对各个刀闸的开合状态和位置、性能等进行严格的区分，但是要统一在系统操作中，以便能够通过一把电脑钥匙来完成多种操作项目的控制。

2.5 计算功能数据库中应有按现场要求的二次计算量：主变压器高压侧负荷率及日平均负荷、最高负荷（年、月、日、时）、最低负荷。220kV及110kV各线路所采集模拟量的平均值、最高值、最低值。（年、月、日）各母线电压最高、最低值（年、月、日、时、分），月波动率及特定日期的电压合格率。电度量累计，失电时有保护措施，不丢失累计。（年、月、日）母线电压不合格累积时间及由此计算的电压合格率。电容器投切次数及可调率，变电所功率因数的合格率。有载调压装置调节次数累计和日最高调节次数记录及停运时间记录。实时数据可在线进行上下限值测点投退的修改，二次计算量的参数可由用户增加和修改。

2.6 历史数据的记录与处理日志报表数据库存一年半历史。可方便的形成各种历史数据点，并可方便的实现历史数据的报表打印和显示修改功能。

2.7 安全监视通过CRT对全所主设备、辅助设备的运行进行监视，并对各运行参数进行实时显示。系统定周期对模拟量检测，越限报警，并可记录和查阅。系统定周期对开关量状态进行检测。事件顺序纪录（SOE）点有变化立即报警。有报警信息可在CRT上以汉字显示，并在打印机上以汉字打印。事故音响报警功能。事故和预告报警音响应有区别，并有语音报警。系统具有定时、随机打印的功能。事件记录（数据修改、操作设备）存盘及打印。

2.8 事件处理当发生事故、故障、状态变化、越限等事件时，综合自动化系统应自动作一系列处理，如推出简报、登录一览表、发出音响、推出画面、自动事故追忆、画面变色闪烁、数据变色等，预告信号应按登记区别处理。

2.9 画面显示画面种类包括监控系统配置图、主接线图、棒状图、曲线图、操作显示、组态显示、报警及各种表格显示。①运行人员可方便的调出画面。②程序员可在CRT上修改和编辑画面。③趋势图可由用户在线定义所要显示模拟量、测点起始时间、采样周期。

2.10 自诊断功能系统本身具有对软硬件的自诊断功能。发生局部故障时CRT上以汉字显示及在打印机上以汉字

打印。自恢复功能。

2.11 运行人员操作记录系统记录运行人员所进行的操作项目和每次操作的精确时间。

2.12 操作票功能根据实时状态信息来编制操作票，满足各种操作要求，并可人工修改。

2.13 通信功能与省调及市调、县调的通讯要求如下：①与省中调调度自动化系统通讯采用制式、规约应统一。②与市调。县调调度自动化系统通讯采用部颁规约。③系统应能方便地开发出其它通信规约。④系统应具有将来实现数据网络通信（广域联网）的接口。⑤由市级调度应能实现远方遥控。

2.14 对时采用GPS卫星对时，能与变电站内所有微机装置实现软件对时。

2.15 电源监控系统应配备UPS不问断电源系统或者交直流切换器，站用电消失后保证供电时间不应小于1小时。

3、监控系统的主要技术指标

3.1 软件配置系统软件应提供开放式多任务的操作系统，多窗口的人机界面，友好的支持软件，数据库管理软件，有丰富运行经验的应用软件。

4、硬件配置

硬件配置的最基本的要求就是要能够满足变电站的系统的基本的功能和技术要求，并且要留有一定的设备备用空间，以便满足日后的系统功能的拓展。

5、结束语

综上所述，上文中笔者结合自己的工作经验对变电站的综合自动化系统以及监控自动化系统的设计问题进行了分析，笔者随着我国目前技术的发展，变电站的综合自动化的水平必将越来越高，数字化的变电站管理是未来的发展趋势。

作者：邱利芳

变电站综合自动化系统论文 篇2：

对电力自动化中变电站综合自动化系统安全运行的探讨

摘要：随着社会的不断发展，电力自动化的新技术和新设备不断在电力系统中得到广泛的应用，使电网运行的效率得到极大的提高。本文结合变电站综合自动化系统在安全运行中的问题进行简要分析，并基于这些问题提出了相应的解决措施，旨在促进变电站综合自动化系统在运行中更加安全和稳定。

关键词：变电站；综合自动化系统；运行管理

变电站综合自动化对站内实现自动监控、控制、协调等一体化的综合性自动化系统。它主要是利用微机技术将站内的二次设备进行有机组合（主要集：信号、测量、自动装置、远程控制等），并配以优化设计。这种自动化方式将传统的站内各个独立模块集合在系统中，实现综合自动化管理，能有效地防止操作失误、实现资源信息共享等。

一、变电站综合自动化变电站的主要特点

（一）具有快捷全面的信号采集功能

变电站综合自动化系统能够对站内实现高速有效的系统控制。尤其是对变电站的监控、管理，都可以依靠自動化来实现远程监控和远程操控，大大提高其工作效率。尤其是对信号能够实现高效率的采集，为电网的安全运行提供有力的数据保障。

（二）综合自动化的分层分布式结构特点

在变电站的自动化系统设置中，可按变电站的控制层次与控制对象进行设置控制级。一般分三层：全站控制级、变电站层和就地单元控制级与间隔层的二层式分部控制系统结构。这种分层分布式结构的系统可明显提高变电站运行的可靠性能，同时，由于采用分层分布式结构，其局部设备出现故障，只会引起当级系统出现故障，站内其余功能不受影响。

分层分布式结构的扩散性与开放性较高，这种控制层设计具有较高的扩散性和开放性，这不仅有利于系统局部层级的工程设计与应用。

分层分布式结构的设计简化了站内系统构造，不仅节约投资，而且整个系统的维护工作效率也大大提高。

（三）较好的安全性能

应用综合自动化系统后，整个变电站的运行处于自动化调节状态，能够对变电站的负荷以及电压进行有效调节，而且站内的操作、信息采集、运营管理、监控都是自动或控制或自动生成，降低电站维护人员工作强度，简化了工作人员的检修工作，不仅能降低因人为操作而导致的失误、还能有效的提高其安全性。

二、当前综合自动化变电站运行中的问题

（一）监控的管理问题

在实际运行中，容易出现后台的监控机受到人为或自身故障，而导致不能正常运行监控，同时计算机内存消耗过大也会导致监控系统的正常运转，致使计算机出现死机现象。

例如，后台工作人员，私自用监控机浏览视频、上网、游戏或私自使用软硬盘等，都会给监控机带来病毒感染的风险，对整个变电站的运行带来严重的安全隐患。

（二）后台监控机的电源问题

在一些变电站中，由于后台监控机使用的是变交流电，而使用交流电存在严重弊端，即：系统停电、电压不稳、熔断器熔断等问题出现时，后台监控机就会失去电源而不能正常工作。

（三）双机系统切换存在的问题

在变电站综合自动化中，变电站的双机以串口通信为主，E太网为副的状态运行，在理论上可实现保证系统正常运转，但在实际切换过程中，容易出现信息卡死与信息丢失现象，导致遥控设备失效。

（四）通讯信息传递不畅

自动化系统的控制管理，常常会出现通信通道中断而导致信息无法及时反馈，使得后台监控界面出现的画面与现场实际监控场景出现脱节，无法实现实时监控管理，给变电站综合自动化监控管理等工作带来混乱。

（五）规约处理问题

在综合自动化变电站中，其通信控制器主要通过串口与调制解调器相连，然后通过调制解调器与通信通道相连，将信息送至主站。但由于保护规约较为繁复，致使保护规约需要扩展。只要规约处理出现问题，都会对遥控信号发生误动。而且保护规约过多，而且较为复杂使得其查找也变得困难。

三、加强综合自动化系统安全运行的措施

（一）做好自动化变电站的系统设计

要想做好变电站的综合自动化设计工作，首先要从变电站整体上进行把握和规划。如何实现整个变电站自动化运行系统的高智能化，使得自动化设计工作显得尤为重要。伴随着科学技术的不断发展，尤其是微型计算机软硬件设备方面的飞速发展，将新产品应用到综合自动化中来，成为变电站自动化发展的必然趋势。是趋势也是一种挑战，新产品与新技术的应用，必然会对整个自动化系统带来一定的扰动，因此，必须针对这些新技术和新产品做好设置规划，促进自动化系统升级换代。同时对软硬件的产品要进行严格筛选，确保其稳定性能，为整个变电站综合自动化系统稳定性提供支持。

（二）做好变电站自动化改造工作

常规变电站自动化改造，在整个变电站综合自动化工作中具有重要的地位。常规变电站的改造要以一次设备为基础，对具有高稳定性的二次设备进行改造。一般要求对一次设备进行无油改造，二次设备的改造以满足设计要求为准。

改造中，将电磁式继电器改为“四遥”式集成模块保护；设置RTU柜来传递变电站信号；将变电站电压、温升以及电流等参数改造为简单直观的设置。此外在改造设计中，增加远程操控转换功能、小电流系统进行接地选线装置等。

（三）做好系统建设的质量验收工作

在以往的变电站综合自动化运行中暴露的问题来看，其问题产生的原因，大多数与站内各装置的产品质量或安装质量有关。因此，确保系统所用产品质量，对变电站综合系统安全运行至关重要。这酒要求，在自动化变电站建设中要对所用产品严格把关，对安装质量要进行严格验收，同时对采购的产品要确保其售后服务质量。做好系统建设的质量验收工作，可以杜绝许多因产品缺陷而导致的故障，从而为系统的运营安全打下坚实的基础。

四、综合自动化变电站的运营管理模式探讨

变电站是整个电网运行的核心枢纽，确保变电站的正常运转是确保供电稳定的重要基础。此外，只有确保变电站安全稳定运行，对电力企业的经济效益的提高有着重要的促进作用。基于此，变电站的管理工作显得尤为重要。

对较为偏远的变电站，需进行必要的岗位设置，达到确保能及时发现、处理变电站的故障，有力确保变电站的安全运营。对变电站较为密集、通信、交通较为发达的工业区域，采取监控管理模式较为方便。

变电站的运营管理离不开工作人员，基于变电站管理工作的重要性，对工作人员要有更高的要求。随着自动化系统的应用和不断升级，使得变电站操作人员的业务技能与业务水平需与时俱进，不断学习和了解日益更新的系统各项性能和操作程序，确保能有效解决自动化系统运行中出现的各类故障，并查清故障原因。

结束语

随着我国经济建设不断深入发展，稳步推进电力系统的深化发展，对助力我国经济持续稳定，具有非常现实的意义。不断提高变电站综合自动化系统的稳定性和安全性，是时代发展的必然趋势，同时，不断提升电网运行的工作效率和安全性能，也为我国的各项社会经济活动创建更佳有力的环境。

参考文献：

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[2]霍建彬，吴国沛，黄欣.运行中的500 kV变电站综合自动化系统改造[J].电力系统保护与控制，2010（06）

[3]王涛，吴小亚.基于IEC61850的变电站综合自动化系统优化配置[J].电气自动化，2012（06）

[4]张建，薛兴强，张羽歆.变电站综合自动化系统[J].煤炭技术，2010（09）

[5]代伟，贾玉娟.变电站综合自动化系统在中原油田电网的应用[J].2013（14）

[6]李广涛，赵珊珊.变电站综合自动化系统发展综述[J]中国电业（技术版）2012（04）

作者：张日民

变电站综合自动化系统论文 篇3：

110kV及以下变电站综合自动化系统剖析

摘  要：变电站综合自动化系统是将变电站的二次设备、自动装置及远动装置、测量仪表、信号系统经过功能的组合和优化设计，利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，对在线运行的变电站的主要设备和输、配电线路实时监视、测量、自动控制和保护，以及与调度通信等综合性的自动化系统。它集微机继电保护、测量、控制、远程通信于一体，对变电站设备进行全方位的控制和管理，不仅代替了常规的测量、监视仪表和常规控制屏，还用微机保护代替常规的继电保护屏，弥补了常规的继电保护装置不能自检也不能与外界通信的不足。变电站综合自动化技术是自动化技术、计算机技术、通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。

关键词：变电站;自动化;通信;

前言

传统变电站监控系统元件多、接线复杂，可靠性低，保护继电器主要是电磁式的，反应速度慢、精度低，特别是由于这些元件都不带有记忆功能，不能对历史事件进行有效的记录，影响事后分析故障及故障的处理时间，所以不能满足日益发展的电力系统的要求。当前，计算机技术、通信技术迅速发展，各类计算机控制技术在工业上的应用日臻完善，微机化在变电站综合自动化系统的应用已经成为发展的主要方向。

变电站综合自动化系统主要特点

变电站综合自动化系统建立在数据通信技术、计算机技术、软件技术的基础上，是一种集测量、控制、保护及远动等功能为一体的微机控制系统。变电站综合自动化系统主要是由多个微机保护单元，测量控制单元，通讯网络，后台管理机，打印机等组成，接线简单，系统可靠，适应了现代生产发展和能源管理的要求。主要有以下特点：

结构微机化：系统的的主要元件用可编程逻辑控件代替分立元件，实现了硬件软化，软件硬化，所有功能都是通过软件来实现，实现了将数据采集、数据传输、远方控制、微机保护等环节能够并列运行，运行参数、操作记录、历史记录等均可通过打印机输出。通过网络连接，实时的将数据上传到电力调度。

功能综合化：微机保护单元具有完善的测量、控制、保护功能，综合自动化系统就是利用了微机保护单元的完善功能，根据用户需要配置独立的微机保护单元，通过通讯网络将微机保护单元和后台管理机按照一定的结构形式连接起来。它可以保护除交直流电源以外的全部二次设备，微机保护代替了以继电器为主的模拟保护，监控装置（后台管理机）综合了仪表屏、操作屏、模拟屏、远动、中央信号系统和光字牌等功能，接线简单。

运行管理智能化：一般微机保护单元都有实时在线自诊断功能，可以在微机保护单元的面板上显示故障发生的时间和故障类型，保护单元通过网络将自诊断结果送到后台管理机，这样使得运行人员可以随时掌握保护单元的运行状态。由于保护单元在抗干扰方面采取了一定的措施。使得其抗干扰能力强，提高了保护的高可靠性。

操作监视屏幕化：系统将所有的操作和监视功能，通过后台管理机来实现。操作人员通过显示器全方位监视变电站运行方式和运行参数，屏幕数据取代了常规方式下的指针仪表，实时接线画面取代了模拟屏，远程遥控开关的分合闸。软件程序取代五防闭锁装置，提高了操作的可靠性，减少了人为误操作。

变电站综合自动化系统各个子系统及其基本功能

SCADA监控子系统

SCADA系统完成对各模拟量、状态量和脉冲量的采集和处理，并将处理结果以图形、表格等形式进行显示。其功能包括数据采集;事件顺序记录SOE;数据处理与记录;故障记录、故障录波和故障测距;人机联系等。

数据采集：变电站采集的典型模拟量有：进线电压、电流和功率值，各段母线的电压、电流，各馈电回路的电流及功率值。此外还有变压器的油温、直流电源电压等。变电站内采集的状态量数据主要有：变电站内各高压断路器和高压隔离开关的位置状态;变电站内一次设备运行状态及报警信号，变压器分接位置信号，无功补偿电容器的投切开关位置状态等。这些信号大部分采用光电隔离方式的开关中断输入或周期性扫描采样获得。脉冲量是指脉冲电度表输出的脉冲信号表示的电度表。

事件順序记录SOE：变电站内各种事件信息的顺序记忆并登陆存档，如变电站内各开关的正常操作次数，发生时间;变电站内运行参数和设备的越限报警及记录，包括变电站内开关的正常变位报警，设备及运行参数的越限报警，系统保护装置的动作报警等。

数据处理与记录：数据处理的主要内容包括电力部门和用户内部生产调度所要求的数据。变电站运行参数的统计、分析与计算包括变电站进线及各馈电回路的电压和电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、无功电量的统计计算;日负荷、月负荷的最大值、最小值、平均值的统计分析及各类负荷报表的生成和负荷曲线的绘制等。

故障记录、故障录波和故障测距：设备或线路发生故障时，系统自动记录继电保护装置和各种装置动作的类型、时间、内容等，并提供事故追忆。

人机联系功能：屏幕显示是变电站综合自动化系统进行人机联系的重要手段之一。通过屏幕显示，可以使值班人员随时、全面地了解变电站的运行情况，屏幕显示的内容可以包括一次主接线，实时运行参数，变电站内一次设备的运行状况等;键盘输入数据如运行操作人员的代码及密码，运行操作人员密码的更改，保护类型的选择及定值的更改，报警的界限、设置与退出手动/自动设置等;人机联系是变电站综合自动化系统不可缺少的互补措施，为了防止计算机系统故障时无法操作被控设备，在设计上保留人工直接跳合闸手段和CRT屏幕操作闭锁功能，只有输入正确的操作口令和监护口令才有权进行操作控制。

微机保护子系统

微机保护是综合自动化系统的关键环节。微机保护包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护，具体有：高压输电线路的主保护和后备保护，变压器的主保护和后备保护，无功补偿电容器组的保护，母线保护，配电线路的保护，备用电源的自动投入装置和自动重合闸装置等。作为综合自动化重要环节的微机保护应具有以下功能：

故障记录，故障自诊断、自闭锁、自恢复，并具备断电保持功能。

存储多套整定值，并能显示及当地修改整定值。

實时显示保护主要状态及统一时钟对时功能（功能投入情况及输入量值等）。

与监控系统通信功能，根据监控系统命令发送故障信息，保护装置动作信息，保护装置动作值以及自诊断信息;接受监控系统选择保护类型及修改保护整定值的命令等，与监控系统通信应采用标准规约。

安全自动控制系统

为了保障电网的安全可靠经济运行和提高电能质量，变电站综合自动化系统中根据不同情况设置有相应安全自动控制子系统，主要包括以下功能：电压无功综合控制，低频减载，备用电源自投，小电流接地选线，故障录波和测距，同期操作，声音图像远程监控。

通信管理子系统

通信功能包括站内现场级间的通信和变电站自动化系统与上级调度的通信两部分。通信子系统应使用标准的通信规约。

综合自动化系统的现场级通信。综合自动化系统的现场级通信，主要解决自动化系统内部各子系统与监控主机及各子系统间的数据通信和信息交换问题，通信范围是变电站内部。

综合自动化系统与上级调度通信。综合自动化系统兼有RTU的全部功能，能够将所采集的模拟量和开关状态信息，以及事件顺序记录等传至调度端，同时能接受调度端下达的各种操作、控制、修改定值等命令。

通信技术是变电站综合自动化的实现必需条件，有了通信技术才使得变电站的遥控、遥调、遥测、遥信功能得以实现，它是系统远动的必需纽带。

结束语

结论：变电站综合自动化系统能够提高供电质量，提高电压合格率;提高变电站的安全可靠运行水平;提高电力系统的运行，管理水平;缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资，减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减人增效的目的。但是，变电站综合自动化系统依然需要大量的二次保护控制电缆，以及耗费不少的有色金属，同时，自动化的实现需要成熟的计算机技术、通信技术、软件技术的支持，这就必然要求系统具有强抗干扰能力和防病毒入侵能力以防止整个系统瘫痪。

建议：由于县级供电局的历史原因，员工技术业务水平有待提高，同时，变电站基本实现了变电站综合自动化系统的技术改造，为更好的维护管理好变电站，做好电力供应。因此，向员工普及培训变电站综合自动化系统知识是必要。

参考文献：

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[2]王显平，田勇.变电站综合自动化系统及其应用.电力建设，2003.

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[4]李新颜.变电站综合自动化监控系统的研究与实现.上海：上海交通大学硕士论文，2009.

[5]吴丽娟.变电站综合自动化系统中通讯控制单元的设计与研究.合肥：合肥工业大学硕士论文，2002.

[6]王士政.电网调度自动化与配网自动化技术.北京：中国水利水电出版社，2006.

作者：张晓君