近幾年，我國變電站自動化工作取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，并已成為變電站電氣設(shè)計(jì)中不可缺少的一項(xiàng)，是保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的一個(gè)重要手段。當(dāng)前變電站自動化的技術(shù)特點(diǎn)是新老交替、新老結(jié)合、新老并存。既有以常規(guī)遠(yuǎn)動裝置為核心派生的老站改造模式，又有局部或分散的新站設(shè)計(jì)模式，更有保護(hù)、監(jiān)控、儀表、錄波、防誤操作等功能合一的一體化解決方案。運(yùn)行管理、設(shè)計(jì)基建、科研制造等不同部門在對變電站自動化的意義和重要性的認(rèn)識上已基本達(dá)成共識。 

　　電業(yè)部門(包括大型工礦企業(yè)的自備供用電系統(tǒng))為保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，將投入大量資金和人力物力，而科研制造廠商為順應(yīng)市場發(fā)展需要，更是投入大量開發(fā)經(jīng)費(fèi)，研制新產(chǎn)品。現(xiàn)在全國省、市、縣各級電業(yè)部門一般都設(shè)置了變電站改造項(xiàng)目的專用款項(xiàng)，保證了資金的來源。規(guī)劃設(shè)計(jì)部門經(jīng)過土建、占地面積、運(yùn)行維護(hù)、設(shè)備布置等多方面的方案優(yōu)化后也明確了變電站自動化的工程概算。國家計(jì)劃在幾年內(nèi)投入二千多億巨資進(jìn)行城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造，其中相當(dāng)部分的資金將投向數(shù)以萬計(jì)的變電站改造及新建項(xiàng)目。為此，為更快更好地實(shí)現(xiàn)更高層次的變電站自動化，有必要認(rèn)真總結(jié)其發(fā)展現(xiàn)狀，探討今后的發(fā)展方向，以便更有效地使用人力、物力和資金，避免時(shí)間和資金的浪費(fèi)，爭取在較短的時(shí)間內(nèi)縮小與世界水平的差距。 

　　1 發(fā)展現(xiàn)狀 

　　從變電站自動化的發(fā)展進(jìn)程來看可分為3個(gè)階段，第1階段由集中配屏以裝置為核心的方式向分散下放到開關(guān)柜以系統(tǒng)為核心的方式發(fā)展;第2階段由單一功能，相互獨(dú)立向多功能，一體化過渡;第3階段將由傳統(tǒng)的一次、二次設(shè)備相對分立向相互融合方向發(fā)展，這一點(diǎn)在35kV及10kV的配電系統(tǒng)中更為明顯。 

　　1.1 500kV、330kV超高壓變電站 

　　此類變電站數(shù)量較少，但在電網(wǎng)中的重要性是不言而喻的。因此其自動化工作慎重，對老站改造通常傾向于采用傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動裝置(RTU)加上位機(jī) (即當(dāng)?shù)毓δ?來構(gòu)成系統(tǒng)，通常采用原裝設(shè)備或大散件國內(nèi)組屏的方式;對新建站則傾向采用全分散式模式如LSA 678，D 25及DISA，BJ，CSC 2000等。 

　　1.2 220kV、110kV樞紐站 

　　此類變電站數(shù)量較多，全國約有1 000多座，且部分實(shí)現(xiàn)了自動化。除老站改造外，新建站有集中配屏，局部分散和全分散3種模式。由于多為有人值班，對上位機(jī)(當(dāng)?shù)毓δ?的功能要求較高，系統(tǒng)已從具有單一的監(jiān)控功能擴(kuò)展到具有保護(hù)、儀表、信號及防誤操作、故障錄波、模擬培訓(xùn)、操作票管理、電壓無功控制、事故恢復(fù)供電、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、設(shè)備管理等功能。老站改造項(xiàng)目越來越少，今后的重點(diǎn)將放在新建站上。 

　　1.3 110kV受控站、終端站及35kV站 

　　此類變電站數(shù)量多達(dá)1萬多座，由于受資金人力所限，實(shí)現(xiàn)自動化的比例較低，但卻是無人值班 (守)站的主要市場。眾所周知，變電站自動化和無人值班是2個(gè)不同的概念，不能等同但又有聯(lián)系，無人值班必須以變電站自動化為基礎(chǔ)，才能對操作、故障及突發(fā)事故應(yīng)付自如。今后將有更多的站向無人值班方式過渡。因此上位機(jī)功能逐漸淡化，模擬屏、光字牌、中央信號、常規(guī)表計(jì)等均可取消，代之以對間隔(Bay)級的電氣設(shè)備提出更高的可靠性、可操作性要求，并逐步采用遙視警戒技術(shù)，為無人值守創(chuàng)造條件。目前，尚有大批老站要改造，隨著城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造的實(shí)施，更大批量的新站要建，這是變電站自動化繼續(xù)深化發(fā)展的重點(diǎn)。 

　　1.4 10kV及以下變電站 

　　這類變電站通常包括配電站和開閉所，實(shí)現(xiàn)自動化的比例很小，在大部分地區(qū)還是一片空白，但其數(shù)量卻是的，分布也是廣的。其特點(diǎn)是一般不考慮上位機(jī)功能，按無人值班設(shè)計(jì)，一次、二次設(shè)備已無明顯界限，例上海浦東金藤開發(fā)區(qū)采用的 Schneider公司制造的10kV環(huán)網(wǎng)柜，就是集負(fù)荷開關(guān)、限流熔斷器/斷路器及饋線終端裝置(FFU)于一體的應(yīng)用實(shí)例。10kV配電站的設(shè)計(jì)制造和現(xiàn)場維護(hù)人員的分工已不大明顯，適合采用面向?qū)ο?間隔)的保護(hù)、監(jiān)控功能合一的一體化設(shè)計(jì)。 

　　2 新技術(shù)應(yīng)用 

　　保護(hù)、監(jiān)控合一(又稱二合一)，保護(hù)、控制、測量、信號合一(又稱四合一)實(shí)際上都是指的一體化設(shè)計(jì)。目前國內(nèi)科研院校，制造廠商如南瑞、四方、清華紫光、南自及東方電子、許繼、阿繼等經(jīng)過多年的開發(fā)已形成了技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠的系列化產(chǎn)品(例 DISA、BJ、CSC 900、CSC 2000、DCAD 3200及FDK等)，并取得了寶貴的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，得到了廣大用戶的肯定。特別是微機(jī)保護(hù)、監(jiān)控、防誤操作、故障錄波、小電流接地選線等功能的不斷完善，為一體化設(shè)計(jì)提供了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)，在激烈的市場競爭中許多商家也深感唯有一體化的設(shè)計(jì)才能大幅度降低成本，提高性能價(jià)格比，增強(qiáng)競爭力，保持并擴(kuò)大市場份額。ABB、Merlin Gerin、GE、SIEMENS等外國公司早在幾年前就已推出一體化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，國內(nèi)如四方、南瑞、南自等公司亦已先后推出一體化產(chǎn)品，并取得了成功。 

　　2.1.1 雙CPU插件 

　　以美國GE公司的DDS系列產(chǎn)品為例，其特點(diǎn)是保護(hù)功能模件與監(jiān)控功能模件均采用16位微處理器且具有相同的標(biāo)準(zhǔn)硬件結(jié)構(gòu)，依靠EPROM中的固化軟件來完成不同功能。如DDS系列中的 DMS有3個(gè)獨(dú)立的CPU，分別管理保護(hù)、控制和通信，這樣做可增強(qiáng)CPU的處理能力，避免CPU負(fù)擔(dān)過重，故可靠性并未降低。DMS還可提供雙重電源，互為熱備用。每個(gè)DMS可控制7個(gè)一次設(shè)備，可滿足各種復(fù)雜接線和聯(lián)鎖的要求。此外，DMS還可提供圖形LCD，可實(shí)時(shí)顯示本間隔各設(shè)備的狀態(tài)、測量值和報(bào)警信息，并對選中設(shè)備進(jìn)行操作。 DMS采用標(biāo)準(zhǔn)硬件結(jié)構(gòu)，類似PLC的模塊化設(shè)計(jì)，配置靈活，減少了備品備件，特別要指出的是間隔內(nèi)的聯(lián)鎖均可在本間隔的控制器(如DMS或微機(jī)保護(hù))中編程完成，因此，即使通信中斷也不會影響保護(hù)和當(dāng)?shù)乜刂乒δ艿膶?shí)現(xiàn)。