变电站自动化控制系统设计与实现

变电站自动化控制系统设计与实现

江霈文

广西电网有限责任公司贵港供电局  广西贵港 537000

摘要：本文主要研究变电站自动化控制系统的设计与实现，文章中分析了变电站自动化控制系统的设计原则，同时以具体实践案例总结变电站自动化控制系统的设计，并且针对设计完成实现，测试系统的各项功能，确认设计的自动化控制系统具有良好的功能。

关键词：变电站；自动化控制；系统设计

变电站自动化控制系统的设计是现代变电站自动化改造的关键环节，通过自动化控制系统的设计应用，能够提升变电站控制效率，减少变电站的故障问题。而在智能电站的自动化设计中，还需要把握相应的设计原则和设计要点，确保设计合理。同时，在设计完成之后，还需要对变电站自动化控制系统进行设计调试，各项设计符合相应的标准之后，才可以投入使用。

1.变电站自动化控制系统设计原则把控

变电站自动化控制系统设计应用过程中，需要把控相应的原则，通过设计原则的有效把控，确保各项系统设计应用合理，也能够提升设计效果。在变电站自动化控制系统设计应用过程中，其把控的原则主要包括以下几点；

①设计过程中应该遵循安全性原则。变电站自动化设计应用非常关键，而电气设备以及工程建设过程中，应该坚持安全性原则。尤其是现代变电站建设中，电力使用安全问题比较多，安全隐患也比较多。如果电气设备应用于工业生产，如果出现安全问题，将会影响到整个工业生产。所以，在变电站自动化设计过程中，更需要应用把握安全性原则，通过安全性原则的合理应用，提升变电站的安全效果。

②变电站自动化控制系统设计中，需要遵循高效率原则。应用自动化控制系统后，变电站工程也可以实现自动故障检测、自动故障预防、自动故障检修等相关功能，从而在很大程度上提升了电气设备和工程的处理效率。从而提升了电气工程的应用效率。另外，在自动控制系统应用后，减少了故障发生概率，也在一定程度上节约了相应的故障处理成本，对于后续的故障处理工作实施有非常重要的意义，也能够提升故障处理效果。在整体的故障处理工作实施中，更能够促进工作质量。

2.变电站自动化控制系统的具体设计

变电站自动化控制系统的设计应用十分关键，所以在本文进行研究中，针对某变电站的自动化控制系统进行了设计研究。该变电站为10kv变电站，变电站双回路进线冗余。主变压器为干式变压器，变压器的变压效果为1600kVA、并且在整个变压器模块进行设计过程中，能够综合提升各项设计质量，促进设计效果优化。

（1）自动控制系统的功能设计

在变电站自动化控制系统设计中，首先完成功能需求设计，通过功能需求设计完成，提升变电站的设计应用效果。在整个的变电站进行设计中，按照功能需求完成各项设计，就能够有效地提升设计效果。在本电站的自动化控制系统功能设计中，其功能主要包括以下几点内容；

①系统具有实时数据采集和处理功能。通过数据采集和数据处理功能，实现各项采集控制。在整个系统的功能设计应用中，能够提升设计质量。在系统的综合功能设计中，主要设计采集电流模拟量、脉冲量、温度量等相关数据，并且通过数据采集，总体控制计算，提升设计计算效果。

②系统设计过程中，设计自动报警功能。针对变电站内部设备进行综合运行监测，监测变电站设备运行过程中的相关信息，并且在整个自动化系统设计中，可以分析数据后，判断是否出现故障问题，直接影响到故障应用效果。在整个自动报警功能应用中，还需要综合实现各项数据报警功能，提升自动报警的应用效果。也能够最大程度上提升设计质量，在整体设计中，也需要综合落实好各项设计应用质量。

③控制调节功能。在本次系统进行设计中，还针对系统设计了自动调节功能，通过自动调节功能的设计应用，保证变电站在应用过程中，能够控制断路器、隔离开关等设备。

④系统具有简单的自动修复功能，即系统能够对自身的硬件、软件进行实时监控，对出现的故障能够自动诊断，并给出诊断信息，以便为工作人员的检修提供可靠依据。同时当系统因为某种原因而死机，能够自动实现软硬件的自动恢复，保证系统正常运行。

（2）变电站自动化控制结构设计

变电站自动化控制设计过程中，结构设计非常关键，能够最大程度上提升设计要点。并且在总体的变电站控制结构设计中，需要综合把控各项设计原则进行总体设计，以下是对变电站自动化控制结构进行综合设计。

①在变电站自动化控制系统的总体结构设计中，应用了CAN总线设计AN总线选择ISO 11898。而网络通信协议设计中，利用OPEN协议完成各项设计。

②在系统控制硬件设计中，为了实现CAN的管理控制能力，能够提升CAN的设计效果。在实际的系统设计中，还要求选择VCU控制器，该控制器的应用能够实现对CAN总线的管理，同时设备能够完成对总线的控制、监视、故障诊断以及数据记录等工作。

③自动化控制系统设计工程中，设计GW网关控制器，要求WTB 总线协议应该具有转换功能，根据总线控制需求，随时能够与CANopen 协议形成相互调整。

④整个自动化控制系统进行设计过程中，设计了GW网关形式，同时网关形式的综合设计，提升设计质量。并且在整体设计应用过程中，能够综合管控各项设计效果。CAN 总线驱动器 82C250 以及高速光电耦合器6N137。

④自动化控制系统的设计过程中，针对数据采集模块进行了设计。整个数据采集应用过程中，采用MSC1210采集仪器的设计过程中，更需要对仪器的电路进行校准。整个电路的串口通信为RS-232接口，芯片功耗相对比较低。

3.变电站自动化控制系统的实现分析

本次变电站自动化控制系统设计完成之后，为了验证自动化控制系统的设计应用功能，保证设计质量，在整体的自动化设计中，更需要综合管理设计效果。并且本次设计中，为了验证本次系统设计是否符合相关标准。在整个变电站的自动化控制系统应用中，针对CAN总线的控制功能进行了实践。在具体的实践开展过程中，针对CAN总线的数据发送进行了实践分析，在整个的数据发送实践实施中，设计数据帧报文格式，并且在SJA1000方式发送到缓冲区域，同时验证变电站自动化控制系统的总体应用功能，继而提升变电站自动化的应用效果。而通过具体的验证发现，CAN总线发送功能后，SJA1000方式送到缓冲区功能良好，并且时间在0.1s范围之内，验证了该系统的应用有效性。

结束语

本文从实践和理论两个方面总结变电站自动化控制系统的设计与实现，希望能够对变电站自动化系统的设计应用有所帮助。在变电站的自动化系统进行设计工程中，能够综合落实好各项设计工作质量，提升设计应用效果。并且在整体的变电站系统进行设计中，更需要把握安全和高效设计原则，提升变电站自动化控制设计效果。