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摘要：隨著電力電子技術研究的不斷加深，利用計算機技術、通信技術、電力電子技術共同結合形成安全可靠的變電站綜合自動化系統，已經成為了電力系統研究的一個重要方向。

      0前言
      110kV及以上電壓等級的變電站是否能夠安全可靠運行直接影響整個電力系統穩定和經濟運行。變電站綜合自動化技術是計算機技術、通信技術和控制技術相互交融的綜合技術產物，為變電站的保護和控制提供了一種新的技術支持，解決傳統變電進行監視和控制復雜、誤動率高等問題;提高了變電站綜合自動化水平，減少了設備檢修維護工作量，增加了變電站供電的可靠性。
      變電站自動化技術提高了電網系統建設的現代化水技術平，提高了輸配電電能輸送的效率性，降低了變電站建設的成本投資。北京四方公司在結合多項技術后，自主研究開發出CSC2000變電站綜合自動化系統，由于有效解決了傳統繼電保護的很多問題，在我國變電站中很快得到了廣泛的應用。

      1 變電站綜合自動化系統
      變電站綜合自動化技術，就是計算機實現變電站一次、二次監控保護的全部功能。為了滿足變電站供電可靠性的要求，系統整體結構應該具有“數據采集和傳輸”、“繼電保護”、“直流電源”三大塊作為變電站基礎自動化組成。“通信”模塊是整個系統的聯結橋梁，將變電站內所有電氣設備部分與調度控制中心實現相互數據通信，完成對電氣設備的遠程監控和保護。工作主站和子站可以通過計算機可視化界面對系統設備進行管理和控制，并通過仿真界面向管理人員提供變電站運行的各種主接線圖、開關狀態、數據表格等信息，使運行人員可通過“遙控”系統控制開關站斷路器分—合操作。通過計算機內部電子鎖可以有效保護整個檢修維護的正常展開，只有按照規程通過電子鎖后，檢修人員才能進行操作，否則將采取閉鎖保護措施，以防止檢修維護人員的誤操作造成巨大的經濟損失。

      變電站綜合自動化系統，利用計算機程序仿真取代了傳統的中控裝置，使得二次繼電保護變得簡單清晰，外部接線變少，便于運行人員進行操作管理。由于計算機數據處理能力很高，故障檢測很到位，重合閘效率高等優點，大大減少了變電站的誤操作事故或故障的發生，保證了系統供電的可靠性，有利于變電站安全經濟運行。
      2 CSC2000變電站綜合自動化系統

      2.1系統結構構成
      CSC2000系統是個分布分層式結構系統，將變電站自動化監控系統劃分為變電站層(站級測控單元)和間隔層(間隔單元)兩層。間隔層是一個一個單元層，將變電站一個斷路器間隔作為一個單元，通過系統智能化測控單元完成對設備的數據采集、繼電監控和保護等。智能測控單元直接放在斷路器設備附近，相互間通過光纜或通信電纜構成一個數據通信網絡。智能監控單元均具有單元保護、檢測和控制等所有繼電保護功能，子站可就地處理單元故障，而不依賴于變電層或通信網，保證變電站的供電可靠性。

      變電站層也稱為站控層，作為整個系統調度、監控中心，由各監控主站和遠方通信數據網絡組成。可以通過通信系統與任一間隔進行通信、數據交互等操作。將各子站采集的數據進行分析判斷，通過人機交互界面給不同專業的運行人員提供仿真圖形、數據、故障類型等信息。并可以通過命令遠程操控間隔層智能監控單元執行相應的動作。

      2.2系統功能
      CSC2000變電站綜合自動化系統是集電子技術、傳感器技術、通信技術、計算機技術為一體的現代化變電站優化控制系統。CSC2000系統由于其特殊的功能優點，廣泛應用于我國新建或改造35～500kV的變電站中進行繼電保護改造，并取得了令人滿意的效果。CSC2000系統在110kV變電站中使用的典型結構如圖1所示。
      2.2.1監控主站
      監控主站是運行調度人員實現人機對話的核心主站，完成對變電站間隔層采集設備運行工況所有數據進行分析、判斷、管理、狀態記錄及事故報警等。在監控主站計算機上，通過動態仿真模擬變電站運行的主接線圖，動態顯示設備的工況數據。在主接線界面上，可以調取任一設備單元，實時了解單元的運行情況，便于工作人員更好地對設備進行操作維護。
      2.2.2繼電保護工程師站
      CSC200系統可以通過通信系統實現對設備的“四遙”操作，通過通信網絡將設備運行數據和視頻監視畫面傳輸到調度中心繼電保護工程師站。工程師在調度中心就能根據所得信息，通過網絡實現對遠方設備進行管理和命令操作等功能。
      2.2.3無功調節AVQC
      AVQC工作站在變電站系統中專門用于無功補償裝置調節，滿足電網無功補償需求，保證電網電壓的穩定。
      2.2.4五防機
      五防機工作站是一個電子密碼鎖，完成常規的繼電保護檢修規程及對應操作票的形成;有效地防止檢修人員的誤操作而導致系統重大事故的發生。

      2.3通信媒介
      變電站中的間隔層設備往往由于占地面積有限，相互間隔距離較近，電磁干擾體現非常嚴重。光纖是一種有效抗干擾的通信電纜，從理論上得到了許多繼電保護工程師的親睞;但是在實際的變電站通信網絡構筑中，由于光纖價格昂貴且是點對點的數據傳輸，不能在傳輸途中加設節點，給檢修維護帶來巨大的不便，因此國內大多數變電站在進行自動化設計中,都是采用通信電纜作為間隔層數據傳輸的媒介。為了克服電磁對通信網絡的干擾，在通信電纜接口處加設隔離變壓器進行濾波，將電磁干擾效應抑制在允許范圍內。

      2.4 CSC2000系統的安全問題
      隨著變電站綜合自動化技術的不斷完善，系統網絡協議已逐步走向規范化，變電站自動化系統已經向開放式網絡技術系統發展。所有廠家可以基于以太網進行設備開發研究，由此使得整個監控系統變得簡單清晰，但同時一些安全性問題也在實際中體現出來，導致整個變電站計算機監控系統程序的安全性得不到相應的保障。變電站監控系統是一個多單元多設備的綜合系統，程序的一點誤動作或錯動作將會導致重大事故的產生，由此可見計算機系統的安全問題將影響整個系統的穩定運行。CSC2000系統在設計中采用加密技術與防火墻技術相結合。利用加密技術對數據信息進行加密處理,防止在傳輸過程中遭到非法程序的攻擊，使得調度中心獲得一個誤信號，而導致誤操作的產生。防火墻技術通過采用隔離和限制訪問等有效措施，有效保證計算機系統的安全。

      3 存在問題
      (1)由于采用遙測技術，當對間隔設備進行試驗時，試驗過程中產生的大量繁瑣開關信息會通過網絡遙傳給監控工程師，嚴重影響調度值班員的正常操作。同時大量數據在試驗過程中占據通信傳輸通道，有可能造成通信網絡堵塞現象，導致其它設備的事故信號不能實時地傳送到調度室，嚴重影響計算機的正常工作。
      (2)由于CSC2000系統只設立1個五防機接口，當五防主機出現故障時，“模擬操作票”就不能正確地操作，使得檢修運行人員變得很被動，不能及時處理故障，嚴重影響了供電的可靠性。

      4 改進措施
      (1)通過計算機編程，當間隔層單元進行試驗時，應設立對應數據閉鎖程序，將試驗數據閉鎖在間隔層，不能通過通信網絡上傳給調度中心，保證調度人員安全地進行變電站調度、監控工作。
      (2)建議微機五防主機也采用雙機互為備用的接線方式，當工作五防主機出現故障后，備用五防主機自動投入工作，保障所有運行檢修工作的順利進行。
      (3)加強運行人員的培訓，提高事故處理能力和速度，保證變電站供電的可靠性。

      5 結束語
      CSC2000變電站綜合自動化系統在變電站中成功的投運，提高了變電站綜合自動化水平，有利于電力系統的安全運行，具有巨大的發展前景。