SSB蓄电池变电站自动化现状

2026-04-28 11:48:54

1变电站主动化的现状

变电站二次设备按功用分为四大模块：①继电维护及主动设备；②仪器仪表及丈量操控；③当地监控；④远动。四大模块功用的各自不同的开展及其功用的彼此浸透，为变电站主动化供给了多种多样的完结办法，可概括为两种根本完结办法：①维护加会集RTU办法，面向功用；②维护加涣散RTU办法，面向对象。

1.1维护加会集RTU办法，面向功用

(1)继电维护及主动安全设备独立运转；仪器仪表独立运转；中心信号盘及操控盘与继电维护及主动安全设备经过接点衔接；有人值勤，守时抄录运转记载；变电站运转有反常时经过电话与调度联络。

(2)继电维护及主动安全设备独立运转；仪器仪表独立运转；中心信号盘及操控盘与继电维护及主动安全设备经过接点衔接；会集RTU，功用有①数据收集功用：完结模拟量收集如电流、电压、有功、无功等，完结脉冲量收集如电度(电度表经过脉冲与RTU衔接)，完结数字量收集如档位等，完结信号量收集(其间继电维护及主动安全设备也经过接点与RTU衔接)。②操控功用：操控开关、分级头号。③通讯功用：与当地监控通讯，与远方调度通讯；有人值勤，运转当地监控，守时抄录运转记载；变电站运转有反常时经过RTU及电话与调度联络，调度能够远方监督变电站运转状况和遥控变电站设备。

(3)继电维护及主动安全设备独立运转；仪器仪表独立运转；会集RTU，功用有①数据收集功用：完结模拟量收集如电流、电压、有功、无功等，完结脉冲量收集如电度(电度表经过脉冲与RTU衔接)，完结数字量收集(其间继电维护及主动安全设备经过串口与RTU通讯)，完结信号量收集。②操控功用：操控开关、分级头号。③通讯功用：与当地监控通讯，与远方调度通讯；有人值勤，运转当地监控，变电站运转有反常时经过RTU及电话与调度联络，调度能够远方监督变电站运转状况和遥控变电站设备。

(4)继电维护及主动安全设备独立运转；仪器仪表独立运转；会集RTU，具有的功用为①数据收集功用：完结模拟量收集如电流、电压、有功、无功等，完结脉冲量收集如电度(电度表经过脉冲与RTU衔接)，完结数字量收集(其间继电维护及主动安全设备经过串口与RTU通讯)，完结信号量收集。②操控功用：操控开关、分级头号。③通讯功用：与远方调度通讯；无人值勤，变电站运转有反常时经过RTU与调度联络，调度能够远方监督变电站运转状况和遥控变电站设备。

(5)继电维护及主动安全设备独立运转；仪器仪表独立运转；会集RTU，模块式规划，功用为①数据收集功用：智能模拟量收集模块，智能脉冲量收集模块，智能数字量收集模块(其间继电维护及主动安全设备经过串口与RTU通讯)，信号量收集模块。②操控功用：智能操控量输出模块。③通讯功用：与远方调度通讯；无人值勤，变电站运转有反常时经过RTU与调度联络，调度能够远方监督变电站运转状况和遥控变电站设备。

1.2维护加涣散RTU办法，面向对象

(1)继电维护及主动安全设备独立运转；仪器仪表独立运转；涣散RTU，面向对象，单元式规划，其功用有①数据收集功用：完结模拟量收集如电流、电压、有功、无功等，完结脉冲量收集如电度，完结数字量收集，完结信号量收集。②操控功用：操控开关、分级头号。③通讯功用：与当地监控通讯；继电维护及主动安全设备经过串口与当地监控通讯；当地监控与调度通讯；有人值勤，运转当地监控，变电站运转有反常时经过当地监控及电话与调度联络，调度能够远方监督变电站运转状况和遥控变电站设备。

(2)继电维护及主动安全设备独立运转；仪器仪表独立运转；涣散RTU，面向对象，单元式规划，功用有①数据收集功用：完结模拟量收集如电流、电压、有功、无功等，完结脉冲量收集如电度，完结数字量收集，完结信号量收集。②操控功用：操控开关、分级头号。③通讯功用：与前置收集机通讯；继电维护及主动安全设备经过串口与前置收集机通讯；前置收集机与当地监控及调度通讯，前置收集机能够选用两台，彼此切换，当地监控也能够选用两台或多台；有人值勤，运转当地监控，变电站运转有反常时经过前置收集机及电话与调度联络，调度能够远方监督变电站运转状况和遥控变电站设备。

(3)继电维护及主动安全设备独立运转；仪器仪表独立运转；涣散RTU，面向对象，单元式规划，具有以下功用①数据收集功用：完结模拟量收集如电流、电压、有功、无功等，完结脉冲量收集如电度，完结数字量收集，完结信号量收集。②操控功用：操控开关、分级头号。③通讯功用：与前置收集机通讯；继电维护及主动安全设备经过串口与前置收集机通讯；前置收集机与调度通讯；无人值勤，变电站运转有反常时经过前置收集机及电话与调度联络，调度能够远方监督变电站运转状况和遥控变电站设备。

(4)继电维护及主动安全设备独立运转；仪器仪表独立运转；涣散RTU，面向对象，单元式规划，其功用为①数据收集功用：完结模拟量收集如电流、电压、有功、无功等，完结脉冲量收集如电度，完结数字量收集，完结信号量收集。②操控功用：操控开关、分级头号。③通讯功用：经过总线网与当地监控及远方调度通讯；继电维护及主动安全设备经过总线网与当地监控及远方调度通讯；有人或无人值勤，运转当地监控，变电站运转有反常时经过远动及电话与调度联络，调度能够远方监督变电站运转状况和遥控变电站设备。

(5)继电维护及主动安全设备与涣散RTU合二为一，具有的功用为①继电维护及主动安全设备功用。②数据收集功用：完结模拟量收集如电流、电压、有功、无功等，完结脉冲量收集如电度，完结数字量收集，完结信号量收集。③操控功用：操控开关、分级头号。④通讯功用：经过串口或总线网与当地监控及远方调度通讯；仪器仪表独立运转；有人或无人值勤，运转当地监控，变电站运转有反常时经过远动及电话与调度联络，调度能够远方监督变电站运转状况和遥控变电站设备。

除了以上10种办法外或许还有其他品种，如装置办法就地化、某些功用涣散化等，但都可归为以上两大办法。第一大办法对老站改造特别合适，第二大办法是正在开展的办法。下面评论其技术开展的走势。

2变电站主动化的开展

2.1分层散布成为潮流

变电站主动化体系纵向分层：站级层、网络层、就地层；每层按功用或装置位置横向散布。

(1)站级层横向按功用散布为当地监控和继保功用及远方监控和继保功用。站级层功用散布的办法取决于网络层的结构。

当地监控功用作为当地运转人员的人机交互窗口，以图形显现、报表打印、语音报警等各种办法完结当地“四遥”即对体系运转状况如潮流、电度、开关状态等进行实时监督，按需及“五防”要求操控开关及刀闸的跳合，按需调节档位，以及有关MIS体系。

当地继保功用作为当地继保人员的人机交互窗口，也能够图形显现、报表打印、语音报警等各种办法对继保及主动安全设备的运转状况如设备是否毛病、定值是否改动、采样是否准确等进行实时监督，依据运转需求决定维护投退和定值修正，毛病发生后经过毛病录波进行毛病剖析和确诊。

当地监控和继保功用能够各自独立，也能够合二为一。

远方监控和继保功用是当地监控和继保功用经过通讯在远方完结，是无人值勤变电站的前提条件。远方监控和继保功用同样能够各自独当即经过不同的通道和规约别离接至调度和继保，也能够合二为一即经过同一通道接至远方终端。

站级层根本要求为①牢靠性：不能死机、能够主动康复等。②敞开性：模块化规划便于取舍、合适不同远方规约要求。

(2)网络层完结信息传递和对时功用，经过信息交流，完结信息同享，减少变电站设备的重复装备，简化设备之间的互连，从整体上进步变电站主动化体系的安全性和经济性。目前有两种通讯机制：POLLING通讯机制及CSMA/CD通讯机制。POLLING拓扑结构能够是星形网也能够是总线网，以485为代表。CSMA/CD拓扑结构一般为总线网，以LON为代表。能够经过485转LON的转接器及LON的计算机串口卡或总线卡完结这两种网络的互换。

下面剖析485，LON这两种网的优缺点(如表1)。

表1485，LON网功用对照表

功用485星形网485总线网LON总线网

通讯机制POLLINGPOLLINGCSMA/CD

拓扑结构星形网总线网总线网

计算机接口多串口卡串口卡/总线卡串口卡/总线卡

通讯速率9.6kbps9.6/187.5kbps9.6/78kbps

最大节点数不限3264

最大通讯距离2000M1000M2000M

传输介质双绞线/光纤双绞线/光纤双绞线/光纤

传输才能字节传输字节传输字节传输

报文格式显式报文显式报文显式/隐式报文

网管东西不需不需不需/需求

节点添加便利便利便利/麻烦

字节丢失不或许不或许或许

最快实时性波特率1

节点数波特率1

节点数波特率1

节点数

一般实时性较慢较慢较快

最慢实时性波特率

节点数波特率

节点数或许丢失

网络牢靠性很牢靠较牢靠较牢靠

站级层功用散布需求双前置需求双前置需求双LON卡

收集办法单采、毛病时

切换单采、毛病时

切换双采、各采

各送

下位网双网结构能够能够能够

下位网网络分段能够能够能够

对外敞开性敞开敞开困难

需求文件传输时选用以太网选用以太网选用以太网

上位网双网结构能够能够能够

单机办法时单前置为瓶颈单前置为瓶颈当地和远方独立

不需当地功用时没有瓶颈没有瓶颈没有瓶颈

就地层设备互操不能不能能够

网络层根本要求是①牢靠性：抗干扰才能强、任一节点损坏不能影响整个网络等。②敞开性：兼容其他外部设备，合适不同通讯介质及规约要求。③实时性：实时传递信息。

(3)就地层主要是继保、监控设备层，可组屏也可散布在各继电维护小间内即装置在开关柜上，继保、监控既能够各自独立也能够合二为一。它对相关一次设备进行维护、丈量和操控，协调就地层、站级层、远方终端的操作要求，对收集的信息进行处理上送，并在站级层、远方终端操控失效的状况下仍能完结维护、丈量和操控功用。

维护及主动设备根本要求是①牢靠性：该动作时应动作，不该动作时不动作。②选择性：首先由毛病设备或线路自身的维护动作，如其拒动时由相邻设备或线路的维护动作。③活络性：维护设备对维护范围内的毛病应具有必要的活络系数。④速动性：赶快切除毛病，进步体系稳定性，减轻损坏程度等。

丈量操控设备根本要求是①牢靠性：抗干扰才能强，操控被控对象时，其他对象不能乱动。②准确性：模拟量丈量、脉冲量丈量、开关量丈量、数字量丈量到达规则精度要求。

(4)三层之间的关系。站级层、网络层、就地层既彼此独立又彼此联络，站级层功用的完结依靠于网络层和就地层的完好性，但是就地层功用的完结，特别是继电维护及安全主动设备的功用的完结决不能依靠于网络层和站级层的完好性。

(5)整体功用的考虑。有必要满意如下10项根本要求：牢靠性、敞开性、实时性、选择性、活络性、速动性、准确性、经济性、便利性、统一性。

2.2现场设备功用的彼此浸透

跟着变电站主动化的开展，各专业技术彼此浸透，已没有十分明显的界限，问题的处理需求各专业人员协同合作，否则将阻碍变电站主动化技术的开展。

2.2.1低周减载的涣散化

低周减载将涣散到220kV出线、110kV出线、66kV出线、35kV出线、10kV出线、220kV主变的中低压侧后备维护、110kV主变的中低压侧后备维护、35kV主变的低压侧后备维护等，从而形成低周减载的网络。

2.2.2小电流接地选线的涣散化

众所周知，小电流接地选线的根本原理如下：

(1)对中性点不接地体系选用：①比较基波零序电流大小；②比较基波零序功率方向；③比较基波零序电流方向；④比较基波电流最大值方向。

(2)对中性点经消弧线圈接地体系选用：①比较五次谐波电流大小；②比较五次谐波功率方向；③比较五次谐波电流方向；④比较五次谐波电流最大值方向。

因而将小电流接地选线涣散到出线维护中，不能独自完结选线功用，有必要依靠就地层所有出线维护设备、网络层、站级层的完好性，将所有出线一起间信息汇总后，才能作出正确判别，一起间信息的条件能够选用3U0的一起呈现来满意。

将小电流接地选线涣散到出线维护中，能够独立完结主动或手动接地探索，经过跳闸和重合闸来进行。

小电流接地选线功用不是可有可无的不重要的功用，现场报道过当出线发生单相接地毛病后由于未能及时报警故未能及时免除毛病而导致人畜伤亡的不幸事件。因而小电流接地选线的涣散化，成为一个争论的焦点。

2.2.3同期操作的涣散化

传统主动同期重合闸，由维护设备的同期检测回路及软件一起完结。

传统开关的手动或遥控同期操作，由手动或遥控继电器切换同期点的电压及同期点的合闸操作回路和同期判别设备一起完结。

因而传统的会集同期办法接线复杂。

能够将手动或遥控同期功用涣散到维护设备中，或涣散到单元式测控设备中。

2.2.4母线维护的涣散化

传统母线维护有必要把母线所有的TA二次会集到母线维护设备中，母线维护的出口又有必要衔接到母线上各元件的跳闸回路，因而接线复杂。

母线维护能否涣散到线路维护中，并经过专用网络传递信息，完结母线维护功用，能够选用GPS同步。由于母线维护的重要性，因而母线维护的涣散化成为又一个争论的焦点。

2.2.5毛病录波的涣散化

毛病录波的作用为：①剖析继电维护及安全主动设备的动作行为；②剖析毛病进程、毛病类型、毛病水平、毛病远近等。

因而毛病录波的涣散化不影响变电站主动化的牢靠性，但是怎样涣散才能到达毛病录波的应有作用是值得考虑的。

目前利用继电维护及安全主动设备供给的数据来替代毛病录波是不恰当的，其理由为：①毛病录波的完好性依靠于继电维护及安全主动设备的完好性，自己不能证明自己；②涣散式毛病录波应从模拟量输入、开关量输入、数据收集、数据的剖析判别以及电源都独立于继电维护及安全主动设备。

因而重要的变电站在独立的涣散毛病录波出来之前，应选用会集式毛病录波。

2.2.6电压和无功的操控

电压和无功的操控一般选用调整变压器分接头，投切电容器组、电抗器组、同步调相机等办法完结。操作办法有：手动、遥控、主动。

目前电压和无功的操控功用有两种完结办法：①专门的电压和无功操控设备；②由站级层依据就地层经过网络层供给的电压、无功、抽头、开关状态等信息由软件完结。

2.2.7“五防”操作及操作票

防误闭锁办法根本有：简略的挂锁、机械连锁、电磁锁、程序锁及微机防误体系等。

①防误体系与站级层的当地监控及远动主站通讯，确保当地监控与远动对断路器、电动刀闸的操控操作经防误体系答应；②防误体系出具操作票；③就地操作经五防锁操控。

将“五防”功用由就地层自身完结，到达本单元“五防”功用；

将“五防”功用由当地监控和远动主站自身完结，到达体系级“五防”功用。

2.2.8GPS对时问题

传统GPS对时是由GPS同站级层对时然后经过网络层对就地层设备播送对时，此办法缺点是就地层设备对播送对时的呼应不一致导致对时精度不能真实满意SOE的要求，因而应将GPS直接对就地层设备对时。

2.2.9维护测控一体化

对低压设备或农网设备，能够将维护、测控合二为一，当然TA回路要分开，以确保精度要求。

一体化设备有必要优先满意继电维护及安全主动设备的四性要求。一体化设备的呈现要求用户体制适当调整。

未来有或许将智能仪表、电源同等以上功用一体化。

2.3现场设备装置办法的就地化

就地层设备直接下放到开关柜，对没有开关柜的直接选用专用柜体装置到一次设备现场。

就地层设备需到达几项要求：①温度、湿度适用范围；②抗干扰才能；③抗振动才能；④对尘埃、风霜雨雪环境的要求等。

2.4远方调度的新开展

不再满意于“四遥”功用，向遥视、电力MIS、电力商场(经济调度)、智能调度(主动决定运转办法、主动康复送电等)方向开展。

需求对远动规约进一步扩大，才能满意远方调度的新开展。

2.5远方继电维护进一步开展

远方监督继电维护及安全主动设备的运转状况，如设备是否毛病、采样是否正确、定值是否变化、自检是否正常等，远方修正维护定值，远方投退维护，远方毛病录波，远方毛病测距，远方毛病探索，远方毛病剖析等。

远方继电维护能够同远动共通道也能够不共通道，但其规约不同于远动规约，需求有关部门尽早拟定，或同远动规约兼并，以便远方继电维护的开展。

2.6无人与有人值勤的争论

(1)防火、保安体系怎样接入。

(2)变压器渗油、非正常声音、瓷瓶开裂、部分放电等非电气量怎样处理。

(3)一次设备是否全部能够电动操作。

(4)设备损坏但未能远方报警等。

以上是完结无人值勤的妨碍。因而现在变电站根本处于从多人值勤到少人值勤，从少人值勤到无人值勤有人巡视的逐渐过渡的进程。

实施无人值勤有人巡视办法时，站级层设备中当地监控可有可无，因而网络层选用POLLING机制比选用CSMA/CD机制牢靠性高，当地监控将被远方调度的监控体系替代，为便利当地调试能够预留当地监控的接口，以便同便携机相连，暂时替代当地监控的功用。

3结论

(1)分层散布成为潮流。

(2)站级层中当地监控功用将跟着无人值勤而消失，其功用将会呈现在小区中心值勤站或调度所，相应地远动功用将进一步增强。

(3)网络层技术特别是现场网将进一步开展。

(4)就地层设备功用的彼此浸透、装置的就地化、工艺的进步、使用的便利性将会进一步深化。

(5)远动规约、现场设备的规约进一步扩大和标准。

(6)远方继电维护进一步开展。

(7)向其他相关范畴技术浸透。