0前言

　　110kV及以上電壓等級的變電站是否能夠安全可靠運(yùn)行直接影響整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。變電站綜合自動化技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)相互交融的綜合技術(shù)產(chǎn)物，為變電站的保護(hù)和控制提供了一種新的技術(shù)支持，解決傳統(tǒng)變電進(jìn)行監(jiān)視和控制復(fù)雜、誤動率高等問題;提高了變電站綜合自動化水平，減少了設(shè)備檢修維護(hù)工作量，增加了變電站供電的可靠性。

　　變電站自動化技術(shù)提高了電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)代化水技術(shù)平，提高了輸配電電能輸送的效率性，降低了變電站建設(shè)的成本投資。北京四方公司在結(jié)合多項技術(shù)后，自主研究開發(fā)出CSC2000變電站綜合自動化系統(tǒng)，由于有效解決了傳統(tǒng)繼電保護(hù)的很多問題，在我國變電站中很快得到了廣泛的應(yīng)用。

　　1 變電站綜合自動化系統(tǒng)

　　變電站綜合自動化技術(shù)，就是計算機(jī)實現(xiàn)變電站一次、二次監(jiān)控保護(hù)的全部功能。為了滿足變電站供電可靠性的要求，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有“數(shù)據(jù)采集和傳輸”、“繼電保護(hù)”、“直流電源”三大塊作為變電站基礎(chǔ)自動化組成?！巴ㄐ拧蹦K是整個系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)橋梁，將變電站內(nèi)所有電氣設(shè)備部分與調(diào)度控制中心實現(xiàn)相互數(shù)據(jù)通信，完成對電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和保護(hù)。工作主站和子站可以通過計算機(jī)可視化界面對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行管理和控制，并通過仿真界面向管理人員提供變電站運(yùn)行的各種主接線圖、開關(guān)狀態(tài)、數(shù)據(jù)表格等信息，使運(yùn)行人員可通過“遙控”系統(tǒng)控制開關(guān)站斷路器分—合操作。通過計算機(jī)內(nèi)部電子鎖可以有效保護(hù)整個檢修維護(hù)的正常展開，只有按照規(guī)程通過電子鎖后，檢修人員才能進(jìn)行操作，否則將采取閉鎖保護(hù)措施，以防止檢修維護(hù)人員的誤操作造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　變電站綜合自動化系統(tǒng)，利用計算機(jī)程序仿真取代了傳統(tǒng)的中控裝置，使得二次繼電保護(hù)變得簡單清晰，外部接線變少，便于運(yùn)行人員進(jìn)行操作管理。由于計算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力很高，故障檢測很到位，重合閘效率高等優(yōu)點，大大減少了變電站的誤操作事故或故障的發(fā)生，保證了系統(tǒng)供電的可靠性，有利于變電站安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　2 CSC2000變電站綜合自動化系統(tǒng)

　　2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成

　　CSC2000系統(tǒng)是個分布分層式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，將變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)劃分為變電站層(站級測控單元)和間隔層(間隔單元)兩層。間隔層是一個一個單元層，將變電站一個斷路器間隔作為一個單元，通過系統(tǒng)智能化測控單元完成對設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、繼電監(jiān)控和保護(hù)等。智能測控單元直接放在斷路器設(shè)備附近，相互間通過光纜或通信電纜構(gòu)成一個數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。智能監(jiān)控單元均具有單元保護(hù)、檢測和控制等所有繼電保護(hù)功能，子站可就地處理單元故障，而不依賴于變電層或通信網(wǎng)，保證變電站的供電可靠性。

　　變電站層也稱為站控層，作為整個系統(tǒng)調(diào)度、監(jiān)控中心，由各監(jiān)控主站和遠(yuǎn)方通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成?？梢酝ㄟ^通信系統(tǒng)與任一間隔進(jìn)行通信、數(shù)據(jù)交互等操作。將各子站采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，通過人機(jī)交互界面給不同專業(yè)的運(yùn)行人員提供仿真圖形、數(shù)據(jù)、故障類型等信息。并可以通過命令遠(yuǎn)程操控間隔層智能監(jiān)控單元執(zhí)行相應(yīng)的動作。

　　2.2系統(tǒng)功能

　　CSC2000變電站綜合自動化系統(tǒng)是集電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)為一體的現(xiàn)代化變電站優(yōu)化控制系統(tǒng)。CSC2000系統(tǒng)由于其特殊的功能優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于我國新建或改造35～500kV的變電站中進(jìn)行繼電保護(hù)改造，并取得了令人滿意的效果。CSC2000系統(tǒng)在110kV變電站中使用的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖 1 變電站 110 kV CSC2000系統(tǒng)框圖

　　2.2.1監(jiān)控主站

　　監(jiān)控主站是運(yùn)行調(diào)度人員實現(xiàn)人機(jī)對話的核心主站，完成對變電站間隔層采集設(shè)備運(yùn)行工況所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷、管理、狀態(tài)記錄及事故報警等。在監(jiān)控主站計算機(jī)上，通過動態(tài)仿真模擬變電站運(yùn)行的主接線圖，動態(tài)顯示設(shè)備的工況數(shù)據(jù)。在主接線界面上，可以調(diào)取任一設(shè)備單元，實時了解單元的運(yùn)行情況，便于工作人員更好地對設(shè)備進(jìn)行操作維護(hù)。

　　2.2.2繼電保護(hù)工程師站

　　CSC200系統(tǒng)可以通過通信系統(tǒng)實現(xiàn)對設(shè)備的“四遙”操作，通過通信網(wǎng)絡(luò)將設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和視頻監(jiān)視畫面?zhèn)鬏數(shù)秸{(diào)度中心繼電保護(hù)工程師站。工程師在調(diào)度中心就能根據(jù)所得信息，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對遠(yuǎn)方設(shè)備進(jìn)行管理和命令操作等功能。

　　2.2.3無功調(diào)節(jié)AVQC

　　AVQC工作站在變電站系統(tǒng)中專門用于無功補(bǔ)償裝置調(diào)節(jié)，滿足電網(wǎng)無功補(bǔ)償需求，保證電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。

　　2.2.4五防機(jī)

　　五防機(jī)工作站是一個電子密碼鎖，完成常規(guī)的繼電保護(hù)檢修規(guī)程及對應(yīng)操作票的形成;有效地防止檢修人員的誤操作而導(dǎo)致系統(tǒng)重大事故的發(fā)生。

　　2.3通信媒介

　　變電站中的間隔層設(shè)備往往由于占地面積有限，相互間隔距離較近，電磁干擾體現(xiàn)非常嚴(yán)重。光纖是一種有效抗干擾的通信電纜，從理論上得到了許多繼電保護(hù)工程師的親睞;但是在實際的變電站通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)筑中，由于光纖價格昂貴且是點對點的數(shù)據(jù)傳輸，不能在傳輸途中加設(shè)節(jié)點，給檢修維護(hù)帶來巨大的不便，因此國內(nèi)大多數(shù)變電站在進(jìn)行自動化設(shè)計中,都是采用通信電纜作為間隔層數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇椤榱丝朔姶艑νㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的干擾，在通信電纜接口處加設(shè)隔離變壓器進(jìn)行濾波，將電磁干擾效應(yīng)抑制在允許范圍內(nèi)。

　　2.4 CSC2000系統(tǒng)的安全問題

　　隨著變電站綜合自動化技術(shù)的不斷完善，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議已逐步走向規(guī)范化，變電站自動化系統(tǒng)已經(jīng)向開放式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展。所有廠家可以基于以太網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備開發(fā)研究，由此使得整個監(jiān)控系統(tǒng)變得簡單清晰，但同時一些安全性問題也在實際中體現(xiàn)出來，導(dǎo)致整個變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)程序的安全性得不到相應(yīng)的保障。變電站監(jiān)控系統(tǒng)是一個多單元多設(shè)備的綜合系統(tǒng)，程序的一點誤動作或錯動作將會導(dǎo)致重大事故的產(chǎn)生，由此可見計算機(jī)系統(tǒng)的安全問題將影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。CSC2000系統(tǒng)在設(shè)計中采用加密技術(shù)與防火墻技術(shù)相結(jié)合。利用加密技術(shù)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加密處理,防止在傳輸過程中遭到非法程序的攻擊，使得調(diào)度中心獲得一個誤信號，而導(dǎo)致誤操作的產(chǎn)生。防火墻技術(shù)通過采用隔離和限制訪問等有效措施，有效保證計算機(jī)系統(tǒng)的安全。

　　3 存在問題

　　(1)由于采用遙測技術(shù)，當(dāng)對間隔設(shè)備進(jìn)行試驗時，試驗過程中產(chǎn)生的大量繁瑣開關(guān)信息會通過網(wǎng)絡(luò)遙傳給監(jiān)控工程師，嚴(yán)重影響調(diào)度值班員的正常操作。同時大量數(shù)據(jù)在試驗過程中占據(jù)通信傳輸通道，有可能造成通信網(wǎng)絡(luò)堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致其它設(shè)備的事故信號不能實時地傳送到調(diào)度室，嚴(yán)重影響計算機(jī)的正常工作。

　　(2)由于CSC2000系統(tǒng)只設(shè)立1個五防機(jī)接口，當(dāng)五防主機(jī)出現(xiàn)故障時，“模擬操作票”就不能正確地操作，使得檢修運(yùn)行人員變得很被動，不能及時處理故障，嚴(yán)重影響了供電的可靠性。

　　4 改進(jìn)措施

　　(1)通過計算機(jī)編程，當(dāng)間隔層單元進(jìn)行試驗時，應(yīng)設(shè)立對應(yīng)數(shù)據(jù)閉鎖程序，將試驗數(shù)據(jù)閉鎖在間隔層，不能通過通信網(wǎng)絡(luò)上傳給調(diào)度中心，保證調(diào)度人員安全地進(jìn)行變電站調(diào)度、監(jiān)控工作。

　　(2)建議微機(jī)五防主機(jī)也采用雙機(jī)互為備用的接線方式，當(dāng)工作五防主機(jī)出現(xiàn)故障后，備用五防主機(jī)自動投入工作，保障所有運(yùn)行檢修工作的順利進(jìn)行。

　　(3)加強(qiáng)運(yùn)行人員的培訓(xùn)，提高事故處理能力和速度，保證變電站供電的可靠性。

　　5 結(jié)束語

　　CSC2000變電站綜合自動化系統(tǒng)在變電站中成功的投運(yùn)，提高了變電站綜合自動化水平，有利于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，具有巨大的發(fā)展前景。