摘要：近年來(lái)，隨著(zhù)“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視、控制等變電站綜合自動(dòng)化系統，既提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，又減少了人為誤操作的可能。采用變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)是計算機和通信技術(shù)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(lái)了一些問(wèn)題，如變電站綜合自動(dòng)化系統的技術(shù)標準問(wèn)題，以及運行和檢修的管理體制等問(wèn)題�；�于運行經(jīng)驗，該文介紹了變電站綜合自動(dòng)化系統，從技術(shù)、管理、人員素質(zhì)等方面闡述了當前變電站綜合自動(dòng)化系統實(shí)際應用中存在的若干問(wèn)題，并針對這些問(wèn)題提出了一些建議。

　　關(guān)鍵詞：變電站綜合自動(dòng)化系統；站內監控功能；通信規約；設備選型

　　變電站綜合自動(dòng)化系統自20世紀90年代以來(lái)，一直是我國電力行業(yè)中的熱點(diǎn)之一。它既是電力建設的需要也是市場(chǎng)的需要，我國每年變電站的數量以3%～5%的速度增長(cháng)，每年有千百座新建變電站投入運行；同時(shí)根據電網(wǎng)的要求，每年又有不少變電站進(jìn)行技術(shù)改造，以提高自動(dòng)化水平。近幾年來(lái)我國變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)，無(wú)論從國外引進(jìn)的，還是國內自行開(kāi)發(fā)研制的系統，在技術(shù)和數量上都有顯著(zhù)的發(fā)展。

　　但工程實(shí)際當中，部分變電站綜合自動(dòng)化系統功能還不能充分發(fā)揮出來(lái)，存在問(wèn)題較多，缺陷率很高，不能實(shí)現真正的無(wú)人值班。

　　1、變電站綜合自動(dòng)化系統的現狀及其存在的問(wèn)題

　　1.1 技術(shù)標準問(wèn)題

　　目前變電站綜合自動(dòng)化系統的設計還沒(méi)有統一標準，因此標準問(wèn)題（其中包括技術(shù)標準、自動(dòng)化系統模式、管理標準等問(wèn)題）是當前迫切需要解決的問(wèn)題。

　　1.1.1 生產(chǎn)廠(chǎng)家的問(wèn)題

　　目前在變電站綜合自動(dòng)化系統選型當中存在著(zhù)如所選系統功能不夠全面，產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)，系統性能指標達不到要求等情況，主要有以下問(wèn)題：

　　由于變電站綜合自動(dòng)化設備的生產(chǎn)廠(chǎng)家過(guò)分重視經(jīng)濟利益，用戶(hù)又過(guò)分追求技術(shù)含量，而不重視產(chǎn)品的性能及實(shí)用性，因而一批技術(shù)含量雖較高，但產(chǎn)品并不過(guò)關(guān)，甚至結構、可靠性很差的所謂高技術(shù)產(chǎn)品不斷被使用。廠(chǎng)家只要有人買(mǎi)就生產(chǎn)，改進(jìn)的積極性不高，甚至有些產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中缺乏起碼的質(zhì)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(chǎn)的變電站問(wèn)題較多；

　　有些廠(chǎng)家就某產(chǎn)品只搞技術(shù)鑒定，沒(méi)搞產(chǎn)品鑒定；

　　另外，生產(chǎn)廠(chǎng)家對變電站綜合自動(dòng)化系統的功能、作用、結構及各項技術(shù)性能指標宣傳和介紹不夠，導致電力企業(yè)內部專(zhuān)業(yè)人員對系統認識不透徹，造成設計漏洞較多。

　　1.1.2 不同產(chǎn)品的接口問(wèn)題

　　接口是綜合自動(dòng)化系統中非常重要而又長(cháng)期以來(lái)未得到妥善解決的問(wèn)題之一，包括RTU、保護、小電流接地裝置、故障錄波、無(wú)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(pán)等設備之間的通信。這些不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品要在數據接口方面溝通，需花費軟件人員很大精力去協(xié)調數據格式、通信規約等問(wèn)題。當不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品、種類(lèi)很多時(shí)，問(wèn)題會(huì )很?chē)乐亍?/p>

　　如果所有廠(chǎng)家的自動(dòng)化產(chǎn)品的數據接口遵循統一的、開(kāi)放的數據接口標準，則上述問(wèn)題可得到圓滿(mǎn)解決，用戶(hù)可以根據各種產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，以滿(mǎn)足自身的使用要求。

　　1.1.3 抗干擾問(wèn)題

　　關(guān)于變電站綜合自動(dòng)化系統的抗干擾問(wèn)題，亦即所謂的電磁兼容問(wèn)題，是一個(gè)非常重要然而卻常常被忽視的方面。傳統上的變電站綜合自動(dòng)化設備出廠(chǎng)時(shí)抗干擾試驗手段相當原始，僅僅做一些開(kāi)關(guān)、電焊機、風(fēng)扇、手提電話(huà)等定性實(shí)驗，到現場(chǎng)后往往也只加上開(kāi)合斷路器的試驗，一直沒(méi)有一個(gè)定量的指標，這是一個(gè)極大的隱患。

　　變電站綜合自動(dòng)化系統的抗干擾措施是保證綜合自動(dòng)化系統可靠和穩定運行的基礎，選擇時(shí)應注意， 合格的自動(dòng)化產(chǎn)品，除滿(mǎn)足一般檢驗項目外，主要還應通過(guò)高低溫試驗、耐濕熱試驗、雷電沖擊電壓試驗、動(dòng)模試驗，而且還要重點(diǎn)通過(guò)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(chǎng)干擾試驗、快速瞬變干擾試驗。

　　1.1.4 傳輸規約和傳輸網(wǎng)絡(luò )的選擇問(wèn)題

　　變電站和調度中心之間的傳輸規約。目前國內各個(gè)地方情況不統一，變電站和調度中心之間的信息傳輸采用各種形式的規約，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傳輸規約，為了使我國盡快采用遠動(dòng)傳輸的國際標準，1997年原電力部頒布了國際101規約的國內版本DL/T 634-1997，并在1998年的桂林會(huì )議上進(jìn)行了發(fā)布。該規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(dòng)化設備與遠方調度傳輸協(xié)議應采用101規約。

　　站內局域網(wǎng)的通信規約。目前許多生產(chǎn)廠(chǎng)家各自為政，造成不同廠(chǎng)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規約，國家經(jīng)貿委在1999年頒布了國際103規約的國內版本DL/T 667-1999，并在2000年的南昌會(huì )議上進(jìn)行了發(fā)布，103規約為繼電保護和間隔層（IED）設備與變電站層設備間 的數據通信傳輸規定了標準，今后變電站綜合自動(dòng)化系統站內協(xié)議要求采用103規約。

　　電力系統的電能計量傳輸規約。對于電能計量采集傳輸系統，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(shí)施變電站電能計量系統時(shí)需要遵守的。

　　上述的三個(gè)標準即常說(shuō)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(shí)施變電站電能計量系統時(shí)需要遵守的。

　　上述的三個(gè)標準即常說(shuō)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(shí)間里指導變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的三個(gè)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(dòng)信息的需要制定的，完全能滿(mǎn)足電力系統中各種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，將得到廣泛應用。

　　IECTC57即將制定無(wú)縫遠動(dòng)通信體系結構，具有應用開(kāi)放和網(wǎng)絡(luò )開(kāi)放統一的傳輸協(xié)議 IEC 61850.該協(xié)議將是變電站（RTU或者變電站綜合自動(dòng)化系統）到控制中心的唯一通信協(xié)議，也是變電站綜合自動(dòng)化系統，甚至控制中心的唯一的通信協(xié)議。目前各個(gè)公司使用的標準尚不統一，系統互聯(lián)和互操作性差，因此，在變電站綜合自動(dòng)化系統建設和設備選型上應考慮傳輸規約問(wèn)題，即在變電站和控制中心之間應使用101規約，在變電站內部應使用103規約，電能量計量計費系統應使用102規約。新的國際標準IEC 61850頒布之后，變電站綜合自動(dòng)化系統從過(guò)程層到控制中心將使用統一的通信協(xié)議。

　　1.1.5 開(kāi)放性問(wèn)題

　　變電站綜合自動(dòng)化系統應能實(shí)現不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的設備的互操作性（互換性）；系統應能包容變電站自動(dòng)化技術(shù)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。而現有的變電站綜合自動(dòng)化系統卻不能滿(mǎn)足這樣的要求，各廠(chǎng)家的設備之間接口困難，甚至不能連接，從而造成各廠(chǎng)家各自為政，重復開(kāi)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(lái)許多問(wèn)題。

　　在我們現有的綜合自動(dòng)化設備中，廠(chǎng)家數量較多，各廠(chǎng)不同系列的產(chǎn)品造成產(chǎn)品型號復雜，備品備件難以實(shí)現，設備運行率低的問(wèn)題。

　　1.2 組織模式選擇的問(wèn)題

　　變電站綜合自動(dòng)化系統實(shí)現的方案隨著(zhù)變電站的規模、復雜性、變電站在電力系統的重要地位、所要求的可靠性以及變電層和過(guò)程層總線(xiàn)的數據流率的不同而變化。如果一個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統模式選擇合適的話(huà)，不僅可以節省投資、節約材料，而且由于系統功能全、質(zhì)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(dòng)化系統的選擇關(guān)，意義十分重大。

　　目前應用較廣泛的變電站綜合自動(dòng)化系統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(lèi)型�，F將三種結構形式的特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下。

　　集中式：集中式結構的變電站綜合自動(dòng)化系統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(kāi)關(guān)量和數字量等信息，集中進(jìn)行計算與處理，分別完成微機控制、微機保護和一些自動(dòng)控制等功能。這種系統結構緊湊、體積小、可減少占地面積、造價(jià)低，適用于對35 kV或規模較小的變電站，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(dòng)化系統是將配電線(xiàn)路的保護和測控單元分散安裝在開(kāi)關(guān)柜內，而高壓線(xiàn)路和主變壓器保護裝置等采用集中組屏的系統結構。此結構形式較常用，它有如下特點(diǎn)：

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

　　高壓線(xiàn)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(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)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(dòng)裝置中，如備用電源自投控制裝置和電壓、無(wú)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(dòng)化系統是以一次主設備如開(kāi)關(guān)、變壓器、母線(xiàn)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(guò)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(diǎn)：

　　簡(jiǎn)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(kāi)關(guān)柜的保護和測控單元在開(kāi)關(guān)柜出廠(chǎng)前已由廠(chǎng)家安裝和調試完畢，再加上鋪設電纜的數量大大減少，因此現場(chǎng)施工、安裝和調試的工期隨之縮短。

　　簡(jiǎn)化了變電站二次設備之間的互連線(xiàn)，節省了大量連接電纜。

　　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(dòng)化系統的推出，雖有時(shí)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各種系統特點(diǎn)和變電站的實(shí)際情況，予以選配。如以RTU為基礎的變電站綜合自動(dòng)化系統可用于已建變電站的自動(dòng)化改造，而分散式變電站綜合自動(dòng)化系統，更適用于新建變電站。

　　由于微處理器和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化系統的技術(shù)水平有了很大的提高，結構體系不斷完善，全分散式自動(dòng)化系統的出現為變電站綜合自動(dòng)化系統的選型提供了一個(gè)更廣闊的選擇余地。伴隨著(zhù)變電站綜合自動(dòng)化系統應用的增多，無(wú)論是新建、擴建或技改工程，其綜合自動(dòng)化系統的選型都應該嚴格執行有關(guān)選型規定，力求做到選型規范化。經(jīng)選用的變電站自動(dòng)化系統不僅要技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能價(jià)格比高，系統的可擴展性和適用性好，而且要求生產(chǎn)廠(chǎng)家具有相當技術(shù)實(shí)力，有一定運行業(yè)績(jì)和完整的質(zhì)量保證體系、完善的售后服務(wù)體系。

　　1.3 電力管理體制與變電站綜合自動(dòng)化系統關(guān)系問(wèn)題

　　變電站綜合自動(dòng)化系統的建設，使得繼電保護、遠動(dòng)、計量、變電運行等各專(zhuān)業(yè)相互滲透，傳統的技術(shù)分工、專(zhuān)業(yè)管理已經(jīng)不能適應變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，變電站遠動(dòng)與保護專(zhuān)業(yè)雖然有明確的專(zhuān)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(gè)專(zhuān)業(yè)同時(shí)到達現場(chǎng)檢查分析，有時(shí)會(huì )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(zhuān)業(yè)銜接部分的許多缺陷問(wèn)題成為“兩不管地帶”，不利于開(kāi)展工作。

　　在專(zhuān)業(yè)管理上，變電站綜合自動(dòng)化設備的運行、檢修、檢測，尤其是遠動(dòng)系統的實(shí)時(shí)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(wèn)題仍需要規范和加強；對傳動(dòng)實(shí)驗及通道聯(lián)測的實(shí)現、軟件資料備份等問(wèn)題提出了新的課題內容。

　　1.4 運行維護人員水平不高的問(wèn)題

　　解決好現行的變電站綜合自動(dòng)化系統管理體制和技術(shù)標準等問(wèn)題的同時(shí)，還要培養出一批高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)隊伍。

　　目前，變電站綜合自動(dòng)化系統絕大部分設備的維護依靠廠(chǎng)家，在專(zhuān)業(yè)管理上幾乎沒(méi)有專(zhuān)業(yè)隊伍，出了設備缺陷即通知相應的廠(chǎng)家來(lái)處理，從而造成缺陷處理不及時(shí)等一系列問(wèn)題。

　　要想維護、管理好變電站綜合自動(dòng)化系統，首先要成立一只專(zhuān)業(yè)化的隊伍，培養出一批能跨學(xué)科的復合型人才，加寬相關(guān)專(zhuān)業(yè)之間的了解和學(xué)習。

　　其次，變電站綜合自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的劃分應盡快明確，杜絕各基層單位“誰(shuí)都管但誰(shuí)都不管”的現象。變電站綜合自動(dòng)化專(zhuān)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(yǔ)

　　近年來(lái)，通信技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，給變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)水平的提高注入了新的活力，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)正在朝著(zhù)網(wǎng)絡(luò )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(dòng)化系統當前還缺乏一個(gè)統一的國家標準，這就需要與之相關(guān)的各崗位的電力工作者 在實(shí)際操作過(guò)程中不斷總結經(jīng)驗，找到其規律性，不能因循守舊，而應根據具體情況，遵循科學(xué)、嚴謹的工作原則，用發(fā)展的眼光來(lái)進(jìn)行變電站綜合自動(dòng)化系統的建設，以保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)地運行。

　　參考文獻：

　　[1]龔強，王津。地區電網(wǎng)調度自動(dòng)化技術(shù)與應用。北京：中國電力出版社，2005.

　　[2]張繼雄。變電站自動(dòng)化系統選型中應注意的問(wèn)題。內蒙古電力技術(shù)，2005，2.