变电站综合自动化系统的基本功能概述

1.监控系统功能

监控系统取代常规的控制盘、仪表盘、模拟盘、中央信号系统、电压无功调节装置等，具体包括以下内容：

（1）实时数据采集与处理　采集变电站电力运行实时数据和设备运行状态，包括各种模拟量、状态量和脉冲量。监控系统采取定时采集和主动上送的方式进行数据采集，并将这些数据存于数据库供计算机处理之用。

1）模拟量的采集。包括各段母线电压；线路电流、电压和功率值；主变压器电流和功率值；馈线电流、电压和功率值；电容器的电流、无功功率及频率、相位、功率因数等。此外，还有主变压器的油温、直流电源电压、站用变压器电压等。

2）状态量的采集。包括断路器的状态、隔离开关状态、有载调压变压器分接头的位置、同期检查状态、继电保护动作信号、运行告警信号等。

3）脉冲量的采集。主要是脉冲电能表输出的电能量（包括有功电能和无功电能）。

（2）运行监视和报警功能　所谓运行监视，主要是指对变电站的运行工况和设备状态进行自动监视，包括对变电站各种状态量变位情况的监视和各种模拟量的数值监视。

状态量的变位监视，包括变电站各种断路器、隔离开关、接地开关、变压器分接头的位置和动作情况，继电保护和自动装置的动作情况以及它们的动作顺序等。模拟量的监视分为正常的测量和超过限定值的报警。

当变电站有非正常状态发生和设备异常时，监控系统能及时发出事故声响或语音报警，并在显示器上自动推出报警画面，为运行人员提供分析处理事故的信息，同时可将事故信息进行打印记录和存储。

（3）事件顺序记录（SOE）与事故追忆功能　事件顺序记录（Sequence of Event，SOE）是指对变电站内的继电保护、自动装置、断路器等在事故时动作的先后顺序自动记录。记录事件发生的时间应精确到毫秒级。自动记录的报告可以显示、打印和存储，供事故分析、处理和查询使用。

事故追忆是指对变电站内的一些主要模拟量，如线路参数，主变压器各侧的电流、有功功率，主要母线电压等，在事故前后一段时间内作连续测量记录。通过这一记录可了解系统或某一回路在事故前后所处的工作状态，对分析和处理事故起辅助作用。

（4）故障录波和故障测距功能　110kV及以上的重要输电线路距离长、发生故障时影响大，因此当发生故障时必须尽快查出故障点，以便缩短维修时间，尽快恢复供电，减少损失。设置故障录波和故障测距是解决此问题的最好途径。变电站的故障录波和故障测距可采用两种方法实现，一是用微机保护装置兼作故障记录和测距，再将记录和测距的结果送监控机存储及打印输出或直接送调度主站，这种方法可节约投资，减少硬件设备，但故障记录的数量有限；另一种是采用专用的微机故障录波器，并且录波器应具有串行通信功能，可以与监控系统通信。

（5）控制和操作功能　操作人员可通过显示器对断路器、隔离开关进行分、合闸操作；对变压器分接头进行调节控制；对电容器组进行投、切控制，同时要能接受遥控操作命令进行远方操作；并且所有的操作控制均能就地和远方控制、就地和远方切换相互闭锁，自动和手动相互闭锁。

（6）人机联系功能　人机联系的桥梁，包括显示器、鼠标和键盘。操作人员或调度员面对显示器的屏幕，通过鼠标或键盘可对全站的运行情况和运行参数一目了然，并可对全站的断路器和隔离开关等进行分、合操作。另外，变电站投入运行后，随着送电量的变化，保护定值、越限值等需要修改，甚至由于负荷的增长，需要更换原有的设备，例如更换互感器等。因此，在人机联系中，应有良好的人机界面，以供操作人员对变电站的设备进行参数设定。

（7）数据处理与记录功能　根据交流采样数值，监控系统能在线计算出有功功率、无功功率、功率因数、有功电能和无功电能，并能计算出日、月、年的最大、最小值及出现的时间；电能量的累计值和分时统计；母线电压运行参数不合格时间及合格率统计；功率总加；变电站送入、送出负荷及电量平衡率；主变压器的负荷率及损耗统计；断路器的正常及事故跳闸次数统计；主要设备运行小时数统计；变压器、电容器、电抗器的停用时间及次数；所用电率计算统计；安全运行天数累计等。

（8）制表打印功能　对有人值班的变电所，监控系统可以配备打印机，完成以下打印记录功能：定时打印报表和运行日志；开关操作记录打印；事件顺序记录打印；越限打印；事故追忆打印；设备运行状态变位打印、召唤打印（由运行人员通过人机界面召唤起动打印已存的报表）等。

对无人值班的变电所，可不设当地打印功能，各变电站的运行报表集中在控制中心打印。

（9）自诊断和自恢复功能　自诊断功能是指对监控系统的全部硬件和软件故障的自动诊断，并给出自诊断信息供维护人员及时检修和更换。系统自诊断的内容包括：各工作站、测控单元、I/O采集单元等的故障、电源故障、系统时钟同步故障、网络通信及接口设备故障、软件运行异常和故障、与远方调度中心数据通信故障、远动通道故障等。

自恢复功能是指当由于某种原因导致系统停机时，能自动产生恢复信号，对外围接口重新初始化，保留历史数据，实现无扰动的软、硬件自恢复，保障系统的正常可靠运行。

2.远动系统功能

所谓远动，就是应用远程通信技术，对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程信号、远程控制和远程调节等各项功能。远动系统为调度控制中心提供实时数据，实现对远方运行设备的监视和控制，是电力系统调度自动化的基础。电力系统远动的主要任务是：将表征电力系统运行状态的各发电厂和变电所的有关实时信息采集到调度控制中心；把调度控制中心的命令发往发电厂和变电所，对设备进行控制和调节。

在变电所综合自动化系统中，远动系统代替了原有的常规远动终端（Remote Terminal Unit ，RTU），通常有以下功能：

（1）“四遥”功能

1）遥测（YC），即远程测量，是指将被监视变电站的主要参数远距离传送给调度中心。这些参数包括变压器的有功和无功功率、线路的有功功率、母线电压、线路电流、系统频率及主变压器油温等。

2）遥信（YX），即远程信号，是指将被监视变电站的设备状态信号远距离传送给调度中心。这些设备状态包括断路器、隔离器的位置状态，调压变压器抽头位置状态，自动装置、继电保护的动作状态等。(www.xing528.com)

3）遥控（YK），即远程命令，是指从调度中心发出命令以实现远方操作和切换。遥控功能常用于断路器的分、合闸；电容器、电抗器的投切等。

4）遥调（YT），即远程调节，是指从调度中心发出命令实现远方调整变电站的运行参数。遥调常用于有载调压变压器分接头位置的调节。

（2）事件顺序记录功能　远动装置应能按顺序记录断路器事故跳闸的时间。

（3）时钟同步功能　电力系统中电网内的时钟是统一的，远动系统应具备对时功能。

（4）自检和自调功能　它是指远动系统在受到某种干扰影响而使程序“跑飞”时，能够自行恢复正常运行的能力。

3.微机保护系统功能

变电站综合自动化系统中的微机保护主要包括输电线路保护、变压器保护、母线保护、电容器保护、小电流接地系统自动选线、自动重合闸。为保证电力系统运行的安全可靠，微机保护常独立于监控系统，专门负责系统运行中的故障检测与处理，故要求微机保护除了满足对继电保护选择性、快速性、可靠性、灵敏性的基本要求外，在此基础上还必须具备以下附加功能：

（1）通信功能　综合自动化系统中的微机保护对监控系统而言是相对独立的，因此，微机保护应具备与监控系统通信的功能。微机保护能主动上传保护动作时间、动作性质、动作值及动作名称，并按控制命令上传当前的保护定值和修改定值的返回校对信息。

（2）远方整定功能　远方整定功能是变电站综合自动化系统中微机保护的重要特征，也是无人值班技术的基础。为了保证定值远方传输的正确性，远方整定必须进行定值返回校对及修改确认。在远方整定过程中保护始终不退出，因而提高了供电连续性及可靠性。

（3）远方投切保护功能　随着变电站综合自动化及无人值班变电站技术的发展，在远方完成保护功能的投切变得愈为迫切。微机保护装置中各功能应由软件控制是否投入运行，它可依靠微机保护程序模块化的软件设计思想来实现，保护功能可以灵活配置。

（4）信号与复归　微机保护信号传输尽量采用数字信号，由通信完成，最大限度地减少触点信号，减少二次电缆。保护信号可以就地复归和远方复归。

（5）界面显示、存储和打印功能　微机保护装置带有液晶显示，具有就地显示功能；带有键盘可进行就地输入；内部CPU具有历史事件记录、动作报告、故障录波等功能，并且停电不丢失，现场可以连接打印机进行打印。

（6）自动校时功能　由于微机保护大量使用数字通信方式进行信号传输，事件报文含发生时刻。计算机时钟的准确是事件顺序记录（SOE）正确的基础，因此，微机保护也要具备自动校时的功能。

（7）自诊断、自闭锁和自恢复功能　微机保护每个保护单元都有完善的故障自诊断功能，发现内部有故障，能自动报警，并能指明故障部位，以利于查找故障和缩短维修时间。对于关键部位故障，例如A/D转换器故障或存储器故障，则能自动闭锁保护出口。如果软件受到干扰，造成程序“出轨”的软故障，能够实现自恢复，以提高保护装置的可靠性。

4.电压、无功综合控制系统功能

变电站综合自动化必须具有保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能。电压和频率是电能质量的重要指标，因此电压、无功综合控制是变电站综合自动化的重要组成部分。变电站的电压、无功综合控制是利用有载调压变压器和无功补偿电容器的自动调节实现的。

电力系统中，电压和无功功率的调整对电网的输电能力、安全稳定运行水平和降低电能损耗有极大影响。因此，要对电压和无功功率进行综合调控，保证实现包括电力部门和用户在内的总体运行技术指标和经济指标最佳，具体的调控目标如下：①维持供电电压在规定的范围内；②保持电力系统的稳定和合适的无功平衡；③保证在电压合格的前提下使电能损耗最小。

5.小电流接地选线功能

小电流接地系统中发生单相接地时，接地保护应能正确选出接地线路及接地相，并予以报警。

6.低频减载功能

当电力系统因事故导致有功功率缺额而引起频率下降时，低频减载装置应能及时自动断开一部分负荷，防止频率进一步降低，以保证电力系统的稳定运行和重要负荷的正常工作。

7.备用电源自投功能

当工作电源因故障不能供电时，自动装置应能迅速将备用电源自动投入使用或将用户切换到备用电源上去。