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   早期的變電站遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)

　　早期的遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)可以追溯到20世紀(jì)40年代至70年代期間，是在自動(dòng)電話(huà)交換機(jī)和電子技術(shù)基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)的，早用于電力工業(yè)的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備便是由電話(huà)繼電器、步進(jìn)器和電子管為主要元器件組成的。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，60年代開(kāi)始出現(xiàn)晶體管無(wú)觸點(diǎn)式遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，70年代出現(xiàn)集成電路遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備。這一階段的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備有如下主要特點(diǎn)：不涉及軟件，設(shè)備都是由硬件制造的，即非智能硬線(xiàn)邏輯方式；核心硬件是晶體管以及中小規(guī)模集成電路芯片，其中晶體管開(kāi)始采用鍺管，后來(lái)過(guò)渡到硅管，而集成電路芯片開(kāi)始采用PMOS技術(shù)芯片，后來(lái)采用CMOS技術(shù)和TTL技術(shù)；其設(shè)計(jì)理念是面向全站，而不是面向元件或者間隔，因此都采用集中組屏方式；置于廠(chǎng)站端的終端設(shè)備與置于遠(yuǎn)方控制中心或調(diào)度中心的接收設(shè)備均為一對(duì)一方式；遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備內(nèi)部各部分之間以并行接口技術(shù)為主，很少或幾乎不使用串行接口技術(shù)；與遠(yuǎn)方控制中心或調(diào)度中心之間的通信以電力線(xiàn)載波技術(shù)為主，且多為復(fù)用；大部分遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備只完成遙測(cè)與遙信二遙功能，少部分具有遙控遙調(diào)的所謂四遙功能。

　　早期的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備由被控站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及廠(chǎng)站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備、控制站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備、遠(yuǎn)動(dòng)通道三部分組成。

　　a. 被控站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及廠(chǎng)站的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備包括遠(yuǎn)動(dòng)主設(shè)備、調(diào)制解調(diào)器和過(guò)程設(shè)備三部分。過(guò)程設(shè)備又包括信息輸入設(shè)備（如變送器等）、信息輸出設(shè)備（如執(zhí)行盤(pán)等）以及調(diào)節(jié)器，人們習(xí)慣上又將被控站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備稱(chēng)為遠(yuǎn)動(dòng)終端，即RTU。

　　b. 控制站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備包括遠(yuǎn)動(dòng)主設(shè)備、調(diào)制解調(diào)器以及人機(jī)設(shè)備三部分。人機(jī)設(shè)備有模擬屏、數(shù)字顯示設(shè)備、打印機(jī)、記錄儀表及控制操作臺(tái)等。控制站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備又稱(chēng)主站，它接收被控站送來(lái)的遙測(cè)、遙信信息，經(jīng)處理后反映到模擬屏、數(shù)字顯示設(shè)備、打印機(jī)、記錄儀表上，讓調(diào)度員通過(guò)操作控制臺(tái)發(fā)出命令，送往被控站，進(jìn)行遙控、遙調(diào)操作。

　　c. 遠(yuǎn)動(dòng)通道包括控制站和被控站的調(diào)制解調(diào)器（MODEM）和傳輸線(xiàn)路。遠(yuǎn)動(dòng)通道又稱(chēng)數(shù)據(jù)電路，通常通過(guò)遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　國(guó)內(nèi)早期的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的代表產(chǎn)品有WYZ系列和SZY系列。　

　　中期的變電站遠(yuǎn)動(dòng)（）技術(shù)

　　20世紀(jì)80年代到90年代，由于微處理器芯片（CPU）和各種作為外圍電路的大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)和應(yīng)用，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)從早期方式進(jìn)入了中期發(fā)展階段。同時(shí)它又與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）相結(jié)合，出現(xiàn)了所謂數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)，即SCADA系統(tǒng)。廣義的SCADA系統(tǒng)不僅包括這里所述的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，也包括調(diào)度自動(dòng)化中完整的主站系統(tǒng)。這意味著遠(yuǎn)動(dòng)將向提高傳輸速度、提高編譯碼的檢糾錯(cuò)能力、應(yīng)用智能控制技術(shù)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和正確性檢驗(yàn)等方向發(fā)展，這樣遠(yuǎn)動(dòng)一詞也逐漸為所取代。中期遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)有如下主要特點(diǎn)：以單或多微處理芯片CPU（8/16/32位）和嵌入式軟件為核心；PC的應(yīng)用提高了遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用水平，拓寬了遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用空間；在采用多處理器設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)備內(nèi)部逐漸從并行接口轉(zhuǎn)向串行接口技術(shù)；設(shè)計(jì)理念仍然面向全廠(chǎng)或全站，所以仍然采用集中組屏方式；廠(chǎng)站端的終端設(shè)備與遠(yuǎn)方調(diào)度中心或控制中心的接收逐步從一對(duì)一方式發(fā)展為一對(duì)N方式，即一臺(tái)或兩臺(tái)前置接收設(shè)備可以接收多達(dá)32個(gè)以上廠(chǎng)站端設(shè)備；與調(diào)度中心或遠(yuǎn)方控制中心之間的通信方式除了電力線(xiàn)載波之外還有了其它諸如微波、特高頻、郵電線(xiàn)路、光纖等多種方式；遠(yuǎn)動(dòng)功能由二遙發(fā)展到四遙且增加了若干附加功能。　

　　當(dāng)前的變電站自動(dòng)化技術(shù)

　　20世紀(jì)末到21世紀(jì)初，由于半導(dǎo)體芯片技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，變電站自動(dòng)化技術(shù)也已從早期、中期發(fā)展到當(dāng)前的變電站自動(dòng)化技術(shù)階段。其重要特點(diǎn)是：以分層分布結(jié)構(gòu)取代了傳統(tǒng)的集中式；把變電站分為兩個(gè)層次，即變電站層和間隔層，在設(shè)計(jì)理念上不是以整個(gè)變電站作為所要面對(duì)的目標(biāo)，而是以間隔和元件作為設(shè)計(jì)依據(jù)，在中低壓系統(tǒng)采用物理結(jié)構(gòu)和電器特性完全獨(dú)立，功能上既考慮測(cè)控又涉及繼電保護(hù)這樣的測(cè)控保護(hù)綜合單元對(duì)應(yīng)一次系統(tǒng)中的間隔出線(xiàn)，在高壓高壓系統(tǒng)，則以獨(dú)立的測(cè)控單元對(duì)應(yīng)高壓或高壓系統(tǒng)中的間隔設(shè)備；變電站層主單元的硬件以高檔32位工業(yè)級(jí)模件作為核心，配大容量?jī)?nèi)存、閃存以及電子固態(tài)盤(pán)和嵌入式軟件系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)以及光纖通信的應(yīng)用為功能上的分布和地理上的分散提供了技術(shù)基礎(chǔ)；網(wǎng)絡(luò)尤其是基于TCP/IP的以太網(wǎng)在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中得到應(yīng)用；智能電子設(shè)備（IED）的大量應(yīng)用，諸如繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置、電源、五防、電子電度表等可視為IED而納入一個(gè)統(tǒng)一的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中；與繼電保護(hù)、各種IED、遠(yuǎn)方調(diào)度中心交換數(shù)據(jù)所使用的規(guī)約逐漸與國(guó)際接軌。這個(gè)時(shí)期國(guó)內(nèi)代表產(chǎn)品有CSC系列、NSC系列及BSJ系列。　

　　國(guó)外變電站自動(dòng)化技術(shù)

　　國(guó)外變電站自動(dòng)化技術(shù)是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始的，以西門(mén)子公司為例，該公司套全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)LSA678早在1985年就在德國(guó)漢諾威正式投入運(yùn)行，至1993年初，已有300多套系統(tǒng)在德國(guó)和歐洲的各種電壓等級(jí)的變電站運(yùn)行。在中國(guó)，1995年亦投運(yùn)了該公司的LSA678變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。LSA678的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有兩類(lèi)，一類(lèi)是全分散式，另一類(lèi)是集中和分散相結(jié)合，兩類(lèi)系統(tǒng)均由6MB測(cè)控系統(tǒng)、7S/7U保護(hù)系統(tǒng)、8TK開(kāi)關(guān)閉鎖系統(tǒng)三部分構(gòu)成。

　　日本在20世紀(jì)90年代亦新建和擴(kuò)建了多座高壓變電站，采用了以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的運(yùn)行支持系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是繼電保護(hù)裝置下放到開(kāi)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)，并設(shè)置微機(jī)控制終端，采集測(cè)量值和開(kāi)關(guān)接點(diǎn)信息，通過(guò)光纖傳輸至主控制室的后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，開(kāi)關(guān)及隔離開(kāi)關(guān)操作命令亦由主控制室通過(guò)光纖下達(dá)至終端執(zhí)行。

　　保護(hù)下放有直接置于各高壓開(kāi)關(guān)密閉箱內(nèi)的（內(nèi)有除濕用加熱器，但不設(shè)置空調(diào)降溫），有置于開(kāi)關(guān)場(chǎng)附近保護(hù)室內(nèi)的。

　　美國(guó)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)目前投運(yùn)的大體有三類(lèi)：一是以RTU為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，配置微機(jī)作為當(dāng)?shù)毓δ埽�并和上�?jí)調(diào)度中心通信；二是以通用計(jì)算機(jī)為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，不但采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而且建立歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)（以太網(wǎng)）與遠(yuǎn)程工作站聯(lián)絡(luò)；三是采用MODBUS-PLUS（1 Mb/s），保護(hù)I/O等部件均通過(guò)規(guī)約轉(zhuǎn)換器接入該網(wǎng)，并通過(guò)RTU與調(diào)度中心聯(lián)系，網(wǎng)上標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)建立實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和提供人機(jī)聯(lián)系畫(huà)面等。

　　近年來(lái)，ABB公司、三菱公司相繼推出了智能化變電站系統(tǒng)。智能化變電站是把一體化的GIS設(shè)備和變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)綜合在一起，采用新型的光電傳感器取代傳統(tǒng)的電流、電壓互感器，由光纖接口替代了微機(jī)測(cè)控保護(hù)裝置的輸入輸出回路，使變電站自動(dòng)化系統(tǒng)向過(guò)程層延伸和發(fā)展。智能變電站應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)和光電技術(shù)，使變電站自動(dòng)化得到進(jìn)一步提高，其分層分布技術(shù)、智能化控制技術(shù)、光通訊技術(shù)使變電站控制電纜大幅度減少，安裝周期縮短，運(yùn)行維護(hù)工作量減少，可靠性大大提高，是變電站技術(shù)發(fā)展的必然方向。　

　　變電站自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問(wèn)題

　　國(guó)內(nèi)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，雖然取得了不小的成績(jī)，但目前還跟不上整個(gè)電力工業(yè)發(fā)展的步伐，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和無(wú)人值班的變電站并不多，其社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益不夠顯著，這說(shuō)明我們的變電站自動(dòng)化技術(shù)并不規(guī)范，市場(chǎng)發(fā)育也不成熟，這與研制、制造、規(guī)劃、基建和運(yùn)行等部門(mén)對(duì)變電站自動(dòng)化的認(rèn)識(shí)不同有很大的關(guān)系。

　　目前國(guó)際上關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有正式公布，國(guó)內(nèi)也沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的出臺(tái)遠(yuǎn)落后于技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在通訊網(wǎng)絡(luò)的選擇、通訊傳輸協(xié)議的采用方面存在很大的爭(zhēng)議，在繼電保護(hù)和變電站自動(dòng)化的關(guān)系及變電站自動(dòng)化的概念上還存在分歧。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，不同廠(chǎng)家的設(shè)備質(zhì)量和技術(shù)（軟硬件方面）差異甚大，各地方電力公司的要求也不盡相同，導(dǎo)致目前國(guó)內(nèi)變電站自動(dòng)化技術(shù)千差萬(wàn)別。

　　認(rèn)清和適應(yīng)變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，采用先進(jìn)的原理技術(shù)，摒棄落后和即將淘汰的技術(shù)，確定科學(xué)的模式和結(jié)構(gòu)，選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良和性能可靠的產(chǎn)品，無(wú)論對(duì)設(shè)備制造廠(chǎng)家還是對(duì)用戶(hù)都是至關(guān)重要的，也關(guān)系到變電站自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展。因此，在學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，系統(tǒng)地研究探討符合國(guó)情的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)模式、結(jié)構(gòu)、功能、通訊方式等，有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。