（杭州协东电力工程设计有限公司浙江杭州310005）
摘要：变电站的综合自动化技术在电力行业的运用已经非常广泛，每年新建的综合自动化变电站都较快的速度增长，但是与此同时，在综合自动化系统设计的过程也出现了一些问题。因此，综合自动化系统的设计人员有必要参考当前计算机的硬件发展水平和现场总线的技术水平，设计出运行质量优越，管理水平更高的综合自动化系统，某种程度上降低工程造价，创造出更大的经济利益。
关键词：综合自动化；变电站；设计；技术问题
1综合自动化变电站的发展现状分析
变电站是电力系统中极其重要的一部分环节，随着供电范围的扩大和电压等级的增加，传统的变电站及其相关的控制技术已经无法再继续满足现代化电力系统的管理模式。综合自动化变电站实际上就是以计算机信息技术为依托，实现对二次设备功能的设计优化，同时对设备的运行情况进行严密的监视和控制，这种综合自动化技术提高了变电站的运行质量，降低了维护成本。然而，随着社会的不断发展，变电站综合自动化技术在长时间的运行过程中也逐渐暴露出了一些问题：二次模拟量传输和控制电缆的数量较多，对故障的查找和问题的处理增加了难度；传统的互感器无法在较为广泛的范围内适应保护和测量装置的精度及暂态要求；在一些变电站内仍然存在各种“信息孤岛”的问题，信息共享还没有完全实现；设备之间不具备互操作性、可扩展性较差等也是现阶段存在的实际问题。
2系统设计的基本功能分析
第一，保护功能保护变电站内的所有电气设备，并对被保护设备进行故障显示和记录，存储多套定值并能进行修改和显示等；第二，测量及数据采集功能包括状态数据、模拟数据和脉冲数据；第三，自动装置功能包括电压和无功的就地控制、同期检测和同期合闸及故障滤波测距等；第四，控制和操作闭锁可以通过CRT屏幕对断路器、隔离开关、变压器分接头和电容器组投切等进行远方操作；第五，监控、监视变电站的所有工作，与工程师们实现人机联系；第六，系统的自诊断功能。系统内各插件应具有自诊断功能，并把数据送往后台机和远方调度中心。
3综合自动化变电站设计中的技术问题分析
3.1保护系统的技术要求
保护系统是综合自动化变电站设计中较为重要的一个环节，主要包括了线路保护、变压器保护、母线保护以及电容器保护等；要求和自动化系统保持相对的独立，在35kV以上的电压等级中需要设置专用的电源回路，使得保护TA和测量TA是相互分开的，当监控系统出现问题的时候，保护系统可以独立的完成作业，其在设计中需要注意的技术问题包括了以下几个方面：第一，保护系统应具有接受监控系统查询和传送事件报告的通信技术，主要包括了对装置内部的自检和对输入信号的检查以及跳闸时间（分辨率为2ms）等内容，当返回的是正确的应答信号时，则代表保护装置的通信接口是正常的；第二，对保护装置进行设计时，还应该确保其具有一定的修改功能，一方面能够修改时钟和与GPS、北斗系统外部进行自动对时，另一方面在经过反复对校和确认之后对保护定值予以修改，并对其进行有效输出；第三，对保护的主要状态能够实时显示，而且可以主动上传相关的故障信息、自诊断信息和动作信息等，接受来自监控系统的命令并执行。
3.2监控系统的技术要求
3.2.1数据采集技术
状态量的采集，主要是通过光电隔离的方式，对断路器、隔离开关、接地刀闸和变压器分接头的位置等状态量进行采集，并对重要的状态量进行双位置接点的方式采集；模拟量的采集，对不同段的母线电压、进出线回路电流、变压器压力等阐述进行交流采样；脉冲量的采集，主要是对全电子电能表所输出的电量脉冲数值进行采集。
3.2.2电压无功综合控制技术
当以上级调度为主要控制时，电容器组的投切和变压器分接头的调整都将受其调控。在给定电压曲线的基础上，根据系统电压和功率因数的实时变化情况，控制将由变电站的自动化系统运行，保障了电压质量的同时，优化了对电压无功补偿。
3.2.3与远方调度中心的通信技术
通信技术主要是与远动装置之间实现遥信、遥测、遥调和遥控这四项功能。将采集到的数据信息传送至调度中心，同时接受上级调度中心的控制；当出现故障和事故的时候，可在第一时间向调度中心进行报警；通信通道主要包括了微波、光纤和专用通道等形式，其波特率则是由通信方式来决定的。
2.2.4人机联系技术
当变电站有人值班的时候，人机联系技术是在监控系统的后台机中运行；当变电站无人员值班的时候，人机联系功能则是在远方调度中心的主机上进行，主要可以实现以下几方面的操作：对各种画面、数据、系统配置和工作情况等内容在CRT屏幕上进行显示；对远方操作的密码、保护定制、允许控制闭锁等数据进行输入和修改；对保护装置的投入和退出、隔离开关和断路器等进行远程操控。
4综合自动化变电站应用实例
某市在现场总线技术的基础上，采用全分散式的综合自动化系统建立了220V变电站。其纵向上可分为变电站层和间隔层，间隔层设备具有相对独立性，且具有继电保护功能、测控功能、计量功能三个功能。继电保护功能在配置方面与常规的变电站并无不同，只是常规的变电站的基础上，增加了与站内通信网络相互连接的接口；测控功能则可对电流、电压、有功、无功、直流、温度以及开关量等数据信息进行采集，并上传至调度端，同时接受来自监控端的指令并予以执行。该220V综合自动化变电站层主要是由监控主机、工程师站和远动主站等设备构成的，其中的监控主机和远动主站都是采用双机热备用的方式，与间隔层的设备之间共同进行小电流接地的选线和电压无功综合控制等，还可以形成当地报表。而工程师站则可以对微机保护等装置实现必要的测试和管理，并通过MODEM将数据信息上传至调度端。为了切实提高传送速率，在该变电站内的主网还采用了光缆结构的双以太网，网中的节点都共享10Mb/s的带宽；间隔层内则是由屏蔽双线所构成的现场总线网，并按照保护下方的原则，将220kV的小室布置在220kV的设备区内，在小室内则放置了220kV系统及其主变的二次设备，在110kV保护小室内放置系统的二次设备、交直流设备和站层设备等；除此之外，由于220kV保护小室和主控室之间的距离较远，因此在设计的时候采用了光以太网，同时设有光电转换设备，而10kV配电室则采用了电以太网。
5结语
我国变电站使用综合自动化系统实行电网管理已经非常广泛。其原因在于综合自动化系统是个全新的、模块化、多功能、分布式的保护与控制系统，其能够完成无人条件下的监控、保护功能，并实时采集数据、实时在线控制、进行及时的事故诊断和越限警告，还具有事故顺序记录和事故追忆功能，可远动控制本地系统。综合自动化系统的出现，可推动我国的电网自动化建设的步伐，加速提高电网的运行管理水平。
参考文献
[1]张尧，陈福锋，陈实.智能变电站层次化继电保护配置优化的探讨[J].四川电力技术，2017，(2):66-70.
[2]杨辉东，王伟龙.浅谈电力变电站总图设计[J].现代工业经济和信息化，2017，(8).
[3]冯丽.变电站自动化技术应用的若干问题[J].中国科技纵横，2018，(23).
[4]林男楠.综合自动化变电站设计中若干技术问题探讨[J].赤子，2017，(19).
[5]王长江.工业企业总图运输设计要点及优化[J].建筑工程技术与设计，2018，(4).
作者介绍
张剑锋（1989.12.16-）；男；安徽太湖县；汉；本科；初级；变电一次设计；研究方向：电力系统及其自动化；杭州协东电力工程设计有限公司。