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【摘要】变电站高压电气系统自动化，是电力系统与时代步伐统一、与科技发展同步的技术应用。集合计算机技术、自动化技术的变电站高压电气系统具有功能综合、结构分布分层、屏幕监控、智能管理等多种特征，通过信息技术自动化应用，实现高压电气系统自动化监控管理。
【关键词】变电站；高压电气系统；微机自动化
【中图分类号】TP 【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2011）04-0040-1.5
一、变电站高压电气系统的特征
变电站电气自动化系统是建立局域网通信的监控系统，通过计算机保护装置、自动化装置、远动装置采集变电站电气系统的各种量化信号，经过微型计算机的数据信号处理程序，由计算机系统对信号量表达的信息进行判定，通过程序完成变电站电气系统的监控和调度工作。
整个电气自动化系统的核心部分是自动高压电气监控系统，局域网通信网络是连接各个分系统的桥梁。变电站高压电气自动化系统作为继电保护、自动控制、远动功能的综合性自动控制系统，具有以下明显的特征。功能综合化：变电站高压电气自动化技术以多种现代化技术为基础，综合发展而成，具有科技含量密集、多项技术互相交错配合的特点，继承了变电站电气系统中的一级设备之外的所有二级设备功能。其中，计算机监控系统将仪表显示、操作显示、变送电显示和中央信号显示综合显示；计算机保护系统将故障记录、位置测定、接地选线、自动调整系统负荷、电闸重启等自动动能综合管理。这些变电站内部各功能综合通过局域网集合成统一的综合自动管理系统，具有高度的综合性。
系统结构分布、分层化：高压电气自动化系统是一个分布式系统，其中微机保护、数据采集和控制以及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的，每个子系统可能有多个CPU，分别完成不同功能，这样由庞大的CPU群构成了一个完整的、高度协调的有机综合（集成）系统。典型的分层原则是将变电站自动化系统分为两层，即变电站层和间隔层，由此可构成分层分布式电气自动化系统。
操作监控屏幕化：变电站实现电气自动化后，不论是有人值班还是无人值班，操作人员不是在变电站内，就是在主控站或调度室内，面对彩色屏幕显示器，对变电站的设备和输电线路进行全方位的监控与操作。通过计算机上的CRT显示器，可以监控全变电站的实时运行情况和对各开关设备进行操作控制。
通信局域网络化：计算机局域网络技术和光纤通信技术在电气自动化系统中得到普遍应用。因此，系统具有较高的抗电磁干扰的能力，能够实现高速数据传送，满足实时性要求，组态更灵活，易于扩展，可靠性大大提高，而且大大简化了传统变电站繁杂量大的各种电缆，方便施工。
运行管理智能化：智能化不仅表现在传统的自动化功能上，如自动报警、自动报表、电压无功自动调节、小电流接地选线、事故判别与处理等方面，还表现在能够在线自诊断，并不断将诊断的结果送往远方的主控端。电气自动化系统不仅监测一次设备，还每时每刻检测自身是否有故障，这就充分体现了其智能性。
测量显示数字化：长期以来，变电站采用指针式仪表作为测量仪器，准确度低，读数不方便。采用微机监控系统后，彻底改变了原来的测量手段，传统指针式仪表全被CRT显示器上的数字显示所代替，直观明了。而原来的人工抄表记录则完全由打印机打印、报表所代替。不仅减轻了值班员的劳动，而且提高了测量的精度和管理的科学性。
正是由于变电站电气自动化系统具有的上述明显特征，其发展具有强劲的生命力。因此，近几年来，研究变电站电气自动化进入了高潮，其功能和性能也不断完善。变电站电气自动化将成为今后新建变电站的主导技术，同时也是变电站改造的首选产品。
二、自动化信息技术的应用
建立变电站高压电气系统自动化。随着变电站自动化水平的提高，现场控制层的信息将进一步扩展，视频、音频等信息采集设备也将成为变电站自动化系统的组成部分，因此要求站级设备的性能应对这种扩展做出准备，通信能力相应提高。站级设备之间的互联宜采用广域网，以适应站级设备间高速数据交换的要求。站级设备在信息汇总的基础上，可借助数据库、优化运算等手段对全站数据进行综合、分类、优化、存储、转发等。
变电站自动化系统远传端口除应具备载波、微波等低频通信接口外，还应具有ATM接入和充分利用广域网的能力，实现和调度及其他变电站的信息互联，从而实现电网互联的更多功能。建立在广域网-局域网-现场总线结构上的变电站自动化系统具有节约投资、简化安装、易于维护、组态灵活、高效可靠的特点，应在变电站自动化系统中推广使用。
建立自动化通信网络。在变电站内可设置局域网，不同智能设备以不同的形式接入变电站局域网。部分远动、保护装置可以通过现场总线经微机综合数据处理后以TCP/IP（计算机标准通信协议）接入站内的局域网，也可以用不同方式接入通信装置（如直流、交流、电量等智能装置），再由通信装置接入站内局域网。所有的工作站都挂在局域网上，实现数据共享。局域网通过网络交换机实现和国家电力数据网络的互联。在变电站自动化系统中增加V24接口，由ATM网实现连接。变电站原有的模拟接口、数字接口可以作为备用通道予以保留。
局部网络是一种在小区域内使各种数据通信设备互联在一起的通信网，并按照网络通信协议实现通信的系统。在该系统中，各计算机既能独立工作，又能交换数据进行通信。局部网络可分成两种类型：局部区域网络（简称局域网LAN）和计算机交换机（CBX）。局域网是局部网络中最普遍的一种，构成局域网的4大因素是网络的拓扑结构、传输介质、传输控制和通信方式，互联和通信是局域网络的核心。
局域网可采用双绞线、同轴电缆或光纤等作为传输信道，也可采用无线信道。双绞线用于低速传输，最大传输速率每秒可达几兆比特。双绞线传输距离较近，但成本较低。厉油电缆可满足较高性能的要求，与双绞线相比，同轴电缆可连接较多的设备，传输更远的距离，提供更大的容量，抗干扰能力也较强。
实现系统自动化的技术支持。配电网自动化系统的应用，首先是在配电网络载波通信技术获得突破、解决了系统通信问题以后而开始的。IEC自1995年后，发布了一系列基于配电载波通信的配电网自动化系统的标准（技术文件和报告）。IEC在其标准中对基于配电载波通信系统、配电网自动化系统的系统构成，进行了较为详细的描述。一个DAS系统有效结构的选择主要依赖于系统所要求的功能。
三、结语
在科技高度发展的今天，电力网络的自动化已经成为电力系统应用的趋势和潮流。变电站作为供电系统的通路枢纽，承担了由供电网络向实际用户的电力能源转换任务。而高压电气系统更是变电站的核心，实现高压电气系统的自动化，不仅对工作人员安全和操作方便有极大作用，更是供电系统运行提高效率和稳定性的有效途径。随着自动化技术和计算机技术的进一步发展，变电站电气系统的自动化和智能化发展将为我国电力能源做出更大的贡献。
【参考文献】
［1］周斌．网络技术在变电站自动化中的应用［J］．珠江现代建设，2007．02．
［2］沈鸿彦．变电站自动化系统技术升级及应用［J］．自动化应用，2010．01．
【作者简介】杨遂旺（1971- ），男，焦作大学机电系工业电气自动化专业，武陟县电业局助理工程师，研究方向：线路设计、运行、维护。
【关键词】变电站；高压电气系统；微机自动化
【中图分类号】TP 【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2011）04-0040-1.5
一、变电站高压电气系统的特征
变电站电气自动化系统是建立局域网通信的监控系统，通过计算机保护装置、自动化装置、远动装置采集变电站电气系统的各种量化信号，经过微型计算机的数据信号处理程序，由计算机系统对信号量表达的信息进行判定，通过程序完成变电站电气系统的监控和调度工作。
整个电气自动化系统的核心部分是自动高压电气监控系统，局域网通信网络是连接各个分系统的桥梁。变电站高压电气自动化系统作为继电保护、自动控制、远动功能的综合性自动控制系统，具有以下明显的特征。功能综合化：变电站高压电气自动化技术以多种现代化技术为基础，综合发展而成，具有科技含量密集、多项技术互相交错配合的特点，继承了变电站电气系统中的一级设备之外的所有二级设备功能。其中，计算机监控系统将仪表显示、操作显示、变送电显示和中央信号显示综合显示；计算机保护系统将故障记录、位置测定、接地选线、自动调整系统负荷、电闸重启等自动动能综合管理。这些变电站内部各功能综合通过局域网集合成统一的综合自动管理系统，具有高度的综合性。
系统结构分布、分层化：高压电气自动化系统是一个分布式系统，其中微机保护、数据采集和控制以及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的，每个子系统可能有多个CPU，分别完成不同功能，这样由庞大的CPU群构成了一个完整的、高度协调的有机综合（集成）系统。典型的分层原则是将变电站自动化系统分为两层，即变电站层和间隔层，由此可构成分层分布式电气自动化系统。
操作监控屏幕化：变电站实现电气自动化后，不论是有人值班还是无人值班，操作人员不是在变电站内，就是在主控站或调度室内，面对彩色屏幕显示器，对变电站的设备和输电线路进行全方位的监控与操作。通过计算机上的CRT显示器，可以监控全变电站的实时运行情况和对各开关设备进行操作控制。
通信局域网络化：计算机局域网络技术和光纤通信技术在电气自动化系统中得到普遍应用。因此，系统具有较高的抗电磁干扰的能力，能够实现高速数据传送，满足实时性要求，组态更灵活，易于扩展，可靠性大大提高，而且大大简化了传统变电站繁杂量大的各种电缆，方便施工。
运行管理智能化：智能化不仅表现在传统的自动化功能上，如自动报警、自动报表、电压无功自动调节、小电流接地选线、事故判别与处理等方面，还表现在能够在线自诊断，并不断将诊断的结果送往远方的主控端。电气自动化系统不仅监测一次设备，还每时每刻检测自身是否有故障，这就充分体现了其智能性。
测量显示数字化：长期以来，变电站采用指针式仪表作为测量仪器，准确度低，读数不方便。采用微机监控系统后，彻底改变了原来的测量手段，传统指针式仪表全被CRT显示器上的数字显示所代替，直观明了。而原来的人工抄表记录则完全由打印机打印、报表所代替。不仅减轻了值班员的劳动，而且提高了测量的精度和管理的科学性。
正是由于变电站电气自动化系统具有的上述明显特征，其发展具有强劲的生命力。因此，近几年来，研究变电站电气自动化进入了高潮，其功能和性能也不断完善。变电站电气自动化将成为今后新建变电站的主导技术，同时也是变电站改造的首选产品。
二、自动化信息技术的应用
建立变电站高压电气系统自动化。随着变电站自动化水平的提高，现场控制层的信息将进一步扩展，视频、音频等信息采集设备也将成为变电站自动化系统的组成部分，因此要求站级设备的性能应对这种扩展做出准备，通信能力相应提高。站级设备之间的互联宜采用广域网，以适应站级设备间高速数据交换的要求。站级设备在信息汇总的基础上，可借助数据库、优化运算等手段对全站数据进行综合、分类、优化、存储、转发等。
变电站自动化系统远传端口除应具备载波、微波等低频通信接口外，还应具有ATM接入和充分利用广域网的能力，实现和调度及其他变电站的信息互联，从而实现电网互联的更多功能。建立在广域网-局域网-现场总线结构上的变电站自动化系统具有节约投资、简化安装、易于维护、组态灵活、高效可靠的特点，应在变电站自动化系统中推广使用。
建立自动化通信网络。在变电站内可设置局域网，不同智能设备以不同的形式接入变电站局域网。部分远动、保护装置可以通过现场总线经微机综合数据处理后以TCP/IP（计算机标准通信协议）接入站内的局域网，也可以用不同方式接入通信装置（如直流、交流、电量等智能装置），再由通信装置接入站内局域网。所有的工作站都挂在局域网上，实现数据共享。局域网通过网络交换机实现和国家电力数据网络的互联。在变电站自动化系统中增加V24接口，由ATM网实现连接。变电站原有的模拟接口、数字接口可以作为备用通道予以保留。
局部网络是一种在小区域内使各种数据通信设备互联在一起的通信网，并按照网络通信协议实现通信的系统。在该系统中，各计算机既能独立工作，又能交换数据进行通信。局部网络可分成两种类型：局部区域网络（简称局域网LAN）和计算机交换机（CBX）。局域网是局部网络中最普遍的一种，构成局域网的4大因素是网络的拓扑结构、传输介质、传输控制和通信方式，互联和通信是局域网络的核心。
局域网可采用双绞线、同轴电缆或光纤等作为传输信道，也可采用无线信道。双绞线用于低速传输，最大传输速率每秒可达几兆比特。双绞线传输距离较近，但成本较低。厉油电缆可满足较高性能的要求，与双绞线相比，同轴电缆可连接较多的设备，传输更远的距离，提供更大的容量，抗干扰能力也较强。
实现系统自动化的技术支持。配电网自动化系统的应用，首先是在配电网络载波通信技术获得突破、解决了系统通信问题以后而开始的。IEC自1995年后，发布了一系列基于配电载波通信的配电网自动化系统的标准（技术文件和报告）。IEC在其标准中对基于配电载波通信系统、配电网自动化系统的系统构成，进行了较为详细的描述。一个DAS系统有效结构的选择主要依赖于系统所要求的功能。
三、结语
在科技高度发展的今天，电力网络的自动化已经成为电力系统应用的趋势和潮流。变电站作为供电系统的通路枢纽，承担了由供电网络向实际用户的电力能源转换任务。而高压电气系统更是变电站的核心，实现高压电气系统的自动化，不仅对工作人员安全和操作方便有极大作用，更是供电系统运行提高效率和稳定性的有效途径。随着自动化技术和计算机技术的进一步发展，变电站电气系统的自动化和智能化发展将为我国电力能源做出更大的贡献。
【参考文献】
［1］周斌．网络技术在变电站自动化中的应用［J］．珠江现代建设，2007．02．
［2］沈鸿彦．变电站自动化系统技术升级及应用［J］．自动化应用，2010．01．
【作者简介】杨遂旺（1971- ），男，焦作大学机电系工业电气自动化专业，武陟县电业局助理工程师，研究方向：线路设计、运行、维护。