传统变电站二次系统概况及变电站综合自动化系

    传统变电站二次系统的设备是按功能分别组织和设置的，主要包括继电保护、自动装置、测量仪表、控制系统和信号系统以及远动装置等，相应的有中央信号屏、控制屏、保护屏、录波屏等。这些二次设备不仅功能不同，实现的原理和技术也不同，它们之间互不兼容，彼此独立且自成体系。因此，逐步形成了自动、远动和保护等不同的专业和相应的技术部门。这种传统的变电站主要有以下缺点：

   (1)电能质量难以控制。只有及时掌握系统的运行工况，才能采取迅速、有效的控制和调节措施，消除不利因素，保证电力系统优质、安全、经济的运行。但常规变电站的远动功能不够完善，提供给调度中心的信息量少、精度差，而且变电站内自动控制和调节手段不全，远方集中控制、操作的手段较少，不能远方修改保护及自动装置的定值和检查其工作状态，可控性不高，难以满足电网实时监测和控制的要求，不利于电网的优质、安全、稳定运行。

   (2)安全性、可靠性不高。传统的变电站二次系统中的继电保护、自动装置和远动装置等大多为晶体管或小规模集成电路形式，结构及接线复杂，二次设备主要依靠电缆，主要通过模拟信号来交换信息，信息量小，可靠性不高。而且这种二次系统是一个被动系统，没有自检和自诊断的能力，不能及时发现自身的故障，因此需定期进行测试和校验，增加了工作量，若两次校验之间出现了故障而没有发现，则系统不能安全可靠地工作，例如可能会造成保护拒动或误动等。

   (3)监控以人为主。传统的变电站二次系统中，主要由人来处理信息，人处于核心位置，但人在处理大量信息时的准确性和可靠性不高，尤其是传统的变电站二次系统提供给人的关于事故发生情况的具体信息不全面，往往要靠人的经验来判断，这不利于正确处理事故。

   (4)电缆用量多，调试和维护工作量大。传统变电站的控制、保护、测量等都是由电缆连接的，功能受到限制，扩展困难，标准也很难统一。每个一次设备都与所有这些二次设备有关，因而每个一次设备的电流互感器的二次侧．都需要分别引到这些屏上，断路器的跳、合闸回路也需要连到保护屏、控制屏、远动屏及其他自动装置屏上，因此变电站内的电缆错综复杂。这既增加了投资，又要花费大量的人力去从事众多装置之间的连接设计、配线、安装、调试、维护等工作。

   (5)二次设备冗余配置多，占地面积大。传统变电站的二次设备冗余配置多，体积大，笨重，因此主控室、继电保护室等占地面积大。

    随着电力系统规模的日益扩大，现代化水平不断提高，常规变电站二次系统越来越难以满足提高变电站运行的安全性、经济性、可靠性的要求。

   20世纪80年代以来，由于集成电路技术和微机技术的发展，微机监控、微机继电保护、微机故障录波和微机远动等微机型二次设备开始逐步推广应用。这些微机型装置尽管功能不同，但其硬件结构大同小异，都包括中央处理单元、模拟量数据采集单元、数字量输入及输出单元、人机联系单元、电源等部分，而且其所采集的数据和所控制的对象有许多是共同的，因而显得设备重复，投资增加，接线复杂。如微机监控、微机远动等系统都需要变送器采集电压、电流等数据，而且有时还都要控制断路器的分、合，若它们分别设置，则不但设备重复，而且加大了电流互感器和电压互感器的负荷和投资。

    变电站综合自动化系统正是在此基础上，从变电站的全局出发，利用先进的计算机技术、控制技术、通信技术和信号处理技术，对微机化的变电站的二次设备进行功能的组合和优化设计，以实现对变电站内电气设备及线路的自动监视、测量、控制、保护以及与调度通信等综合性的自动化功能。它是由多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，在二次系统具体装置和功能实现上，微机化的二次设备代替和简化了非计算机设备，在信号传递上，数字化信号传递代替了电压、电流等模拟信号传递，数字化的处理和逻辑运算代替了模拟运算和继电器逻辑。综合自动化系统集测量、监视、控制、保护于一体，采用信息共享代替硬件重复配置，可以全面替代常规的二次设备，具有功能综合化、结构分层分布化、测量显示数字化、操作显示屏幕化、通信手段多元化、运行管理智能化等特征。与传统变电站二次系统相比，它数据采集更精确、信号传递更方便、处理方式更灵活、运行维护更可靠、扩展更容易。它的出现提高了变电站运行的安全性、可靠性、经济性以及电能质量，为实现变电站的小型化、智能化、无人值班提供了强有力的技术支持。其实，变电站综合自动化系统是它的习惯说法，国际电工委员会称之为变电站自动化系统。

    自20世纪70年代末，日本研制出变电站综合自动化系统以来，国内外对于变电站综合自动化的研究取得了令人瞩目的进展，使其性能不断完善。我国自20世纪80年代后期开始，有不少高等院校、研究单位和生产厂家投入到变电站综合自动化的研究中，出现了多种结构、功能不一的变电站综合自动化系统。目前变电站综合自动化技术在我国的应用范围，由电力系统的主干网、城市供电网、农村供电网扩展到了企业供电网；其电压等级由当初的35～110kV变电站，向上扩展到220～500kV变电站，向下延伸到10kV及以下配电网络，覆盖范围非常广，技术涉及自动控制、继电保护、在线监测、远动、通信、测量、计量、信号等各方面。