变电站分布分散式综合自动化系统

    现场总线技术、网络技术和计算机技术等的不断发展使变电站综合自动化系统进一步得到优化，性能进一步得到提高。到了20世纪90年代中、后期，分布集中式结构逐渐发展为以现场总线技术、局域网技术为基础的分布分散式结构。在这种结构中．间隔层大都以变电站一次设备为单位进行设计，以每个电气元件为对象，将其所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个单元完成，并将这些单元分散安装在断路器柜上或安装在一次设备附近，相互之间用光缆或特殊通信电缆连接，变电站层也通过通信网络对它们进行管理和交换信息，这就是分散式结构，它将功能分布和位置分散有机结合起来。对于分散在一次设备附近安装的间隔层设备，工作条件恶劣，要求其工作环境适应性强、抗干扰能力强。这种分散式结构常有以下三种形式：

    1．高压集中配电分散式结构

    在这种结构的变电站综合自动化系统中，对于配电线路将一体化的保护、测量、控制单元分散安装在各个开关柜内，然后由监控主机通过通信网络，对它们进行管理和交换信息，形成分散式的结构；对于高压线路保护装置和变压器保护装置，仍采用集中组屏安装在控制室内，形成集中式的结构，整个综合自动化系统形成分散和集中相结合的结构。其结构框图如图7-3所示。

    图7-3    高压集中配电分散式综合自动化系统结构框图

    这种分布分散和集中相结合的结构，既具有分布分散式可靠性高、便于扩充、维护等优点，又适应了我国长期以来形成的运行维护和巡视检查的习惯，得到了较广泛的应用。

    2．局部分散式结构

    对于枢纽级220kV变电站、500kV变电站，其进出线路较多，要控制、测量、保护的设备较多，常根据变电站的电压等级和规模，设置几个分散的控制小间，将测量、控制、保护集中组屏安装在这些小间，各设备小间要在一次设备附近，以便就近管理，节省电缆，多个设备小间由站级总控单元集中管理，这样便形成了局部分散式结构，如图7-4所示。

    3．完全分散式结构

    随着计算机技术、光电传感器技术和网络通信技术的发展，变电站综合自动化系统的功能和结构也在不断地向前发展，使得原来只能集中组屏的高压线路保护装置和主变压器保护装置等也可以安装于设备附近，并利用光纤技术和局域网技术，将这些分散在各开关柜的保护和测控模块联系起来，构成一个完全分散式的综合自动化系统，进一步提高变电站运行的安全性、可靠性和经济性，其结构如图7-5所示。在完全分散式结构中，不再单独考虑某一个量，而是采用面向对象技术，为某一设备配备完备的保护和测控功能，目前在实现模式上主要有两种，一种保护相对独立，测量和控制合二为一；另一种保护、测量、控制完全合一，实现变电站自动化的高度综合。从技术发展趋势看，将来的保护和测控设备将和一次设备紧密结合，使每个设备上均集成保护、监控、操作、闭锁等功能，再加上专家系统等技术的应用，真正实现智能型一次设备。

    图7-4    局部分散式综合自动化系统结构框图

    图7-5    完全分散式综合自动化系统结构框图

    完全分散式结构的综合自动化系统将大量的实际工作分配到不同的单元去完成，并且各模块和主控计算机之间通过局域网或总线连接，抗干扰能力强，因电缆传送信息引起的电磁干扰少，可靠性高；简化了变电站内二次部分的配置和二次设备的连线，减少了电缆用量及控制室的面积；电缆敷设工作量小，安装调试时间短；各个模块采用面向对象设计思想，软件结构简单清晰，组态灵活，容易标准化，便于系统扩充、维护，调试、检修方便。由于它的突出优点，完全分散式结构将是今后发展的方向。

    不同结构形式的变电站综合自动化系统，通信方式、通信介质、信息的共享程度、功能综合的程度等都有差别。对于不同电压等级、不同规模、不同地位的变电站，要根据其实际情况，综合考虑性能、价格等各种因素，选择与其相适应的变电站综合自动化系统。