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   早期的變電站遠動技術

　　早期的遠動技術可以追溯到20世紀40年代至70年代期間，是在自動電話交換機和電子技術基礎上逐步發展起來的，早用于電力工業的遠動設備便是由電話繼電器、步進器和電子管為主要元器件組成的。隨著半導體技術的發展，60年代開始出現晶體管無觸點式遠動設備，70年代出現集成電路遠動設備。這一階段的遠動設備有如下主要特點：不涉及軟件，設備都是由硬件制造的，即非智能硬線邏輯方式；核心硬件是晶體管以及中小規模集成電路芯片，其中晶體管開始采用鍺管，后來過渡到硅管，而集成電路芯片開始采用PMOS技術芯片，后來采用CMOS技術和TTL技術；其設計理念是面向全站，而不是面向元件或者間隔，因此都采用集中組屏方式；置于廠站端的終端設備與置于遠方控制中心或調度中心的接收設備均為一對一方式；遠動設備內部各部分之間以并行接口技術為主，很少或幾乎不使用串行接口技術；與遠方控制中心或調度中心之間的通信以電力線載波技術為主，且多為復用；大部分遠動設備只完成遙測與遙信二遙功能，少部分具有遙控遙調的所謂四遙功能。

　　早期的遠動設備由被控站遠動設備及廠站遠動設備、控制站遠動設備、遠動通道三部分組成。

　　a. 被控站遠動設備及廠站的遠動設備包括遠動主設備、調制解調器和過程設備三部分。過程設備又包括信息輸入設備（如變送器等）、信息輸出設備（如執行盤等）以及調節器，人們習慣上又將被控站遠動設備稱為遠動終端，即RTU。

　　b. 控制站遠動設備包括遠動主設備、調制解調器以及人機設備三部分。人機設備有模擬屏、數字顯示設備、打印機、記錄儀表及控制操作臺等。控制站遠動設備又稱主站，它接收被控站送來的遙測、遙信信息，經處理后反映到模擬屏、數字顯示設備、打印機、記錄儀表上，讓調度員通過操作控制臺發出命令，送往被控站，進行遙控、遙調操作。

　　c. 遠動通道包括控制站和被控站的調制解調器（MODEM）和傳輸線路。遠動通道又稱數據電路，通常通過遠程通信系統來實現。

　　國內早期的遠動設備的代表產品有WYZ系列和SZY系列。　

　　中期的變電站遠動（）技術

　　20世紀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模集成電路的出現和應用，遠動技術從早期方式進入了中期發展階段。同時它又與個人計算機（PC）相結合，出現了所謂數據采集與系統，即SCADA系統。廣義的SCADA系統不僅包括這里所述的遠動設備，也包括調度自動化中完整的主站系統。這意味著遠動將向提高傳輸速度、提高編譯碼的檢糾錯能力、應用智能控制技術對所采集的數據進行預處理和正確性檢驗等方向發展，這樣遠動一詞也逐漸為所取代。中期遠動技術有如下主要特點：以單或多微處理芯片CPU（8/16/32位）和嵌入式軟件為核心；PC的應用提高了遠動設備的應用水平，拓寬了遠動技術的應用空間；在采用多處理器設計時，設備內部逐漸從并行接口轉向串行接口技術；設計理念仍然面向全廠或全站，所以仍然采用集中組屏方式；廠站端的終端設備與遠方調度中心或控制中心的接收逐步從一對一方式發展為一對N方式，即一臺或兩臺前置接收設備可以接收多達32個以上廠站端設備；與調度中心或遠方控制中心之間的通信方式除了電力線載波之外還有了其它諸如微波、特高頻、郵電線路、光纖等多種方式；遠動功能由二遙發展到四遙且增加了若干附加功能。　

　　當前的變電站自動化技術

　　20世紀末到21世紀初，由于半導體芯片技術、通信技術以及計算機技術飛速發展，變電站自動化技術也已從早期、中期發展到當前的變電站自動化技術階段。其重要特點是：以分層分布結構取代了傳統的集中式；把變電站分為兩個層次，即變電站層和間隔層，在設計理念上不是以整個變電站作為所要面對的目標，而是以間隔和元件作為設計依據，在中低壓系統采用物理結構和電器特性完全獨立，功能上既考慮測控又涉及繼電保護這樣的測控保護綜合單元對應一次系統中的間隔出線，在高壓高壓系統，則以獨立的測控單元對應高壓或高壓系統中的間隔設備；變電站層主單元的硬件以高檔32位工業級模件作為核心，配大容量內存、閃存以及電子固態盤和嵌入式軟件系統；現場總線以及光纖通信的應用為功能上的分布和地理上的分散提供了技術基礎；網絡尤其是基于TCP/IP的以太網在變電站自動化系統中得到應用；智能電子設備（IED）的大量應用，諸如繼電保護裝置、自動裝置、電源、五防、電子電度表等可視為IED而納入一個統一的變電站自動化系統中；與繼電保護、各種IED、遠方調度中心交換數據所使用的規約逐漸與國際接軌。這個時期國內代表產品有CSC系列、NSC系列及BSJ系列。　

　　國外變電站自動化技術

　　國外變電站自動化技術是從20世紀80年代開始的，以西門子公司為例，該公司套全分散式變電站自動化系統LSA678早在1985年就在德國漢諾威正式投入運行，至1993年初，已有300多套系統在德國和歐洲的各種電壓等級的變電站運行。在中國，1995年亦投運了該公司的LSA678變電站自動化系統。LSA678的系統結構有兩類，一類是全分散式，另一類是集中和分散相結合，兩類系統均由6MB測控系統、7S/7U保護系統、8TK開關閉鎖系統三部分構成。

　　日本在20世紀90年代亦新建和擴建了多座高壓變電站，采用了以計算機系統為基礎的運行支持系統。其主要特點是繼電保護裝置下放到開關現場，并設置微機控制終端，采集測量值和開關接點信息，通過光纖傳輸至主控制室的后臺計算機系統，開關及隔離開關操作命令亦由主控制室通過光纖下達至終端執行。

　　保護下放有直接置于各高壓開關密閉箱內的（內有除濕用加熱器，但不設置空調降溫），有置于開關場附近保護室內的。

　　美國變電站自動化系統目前投運的大體有三類：一是以RTU為基礎進行實時數據采集，配置微機作為當地功能，并和上級調度中心通信；二是以通用計算機為數據采集設備，不但采集實時數據，而且建立歷史數據庫，并通過計算機網（以太網）與遠程工作站聯絡；三是采用MODBUS-PLUS（1 Mb/s），保護I/O等部件均通過規約轉換器接入該網，并通過RTU與調度中心聯系，網上標準計算機建立實時、歷史數據庫和提供人機聯系畫面等。

　　近年來，ABB公司、三菱公司相繼推出了智能化變電站系統。智能化變電站是把一體化的GIS設備和變電站計算機系統綜合在一起，采用新型的光電傳感器取代傳統的電流、電壓互感器，由光纖接口替代了微機測控保護裝置的輸入輸出回路，使變電站自動化系統向過程層延伸和發展。智能變電站應用了計算機技術、現代通訊技術和光電技術，使變電站自動化得到進一步提高，其分層分布技術、智能化控制技術、光通訊技術使變電站控制電纜大幅度減少，安裝周期縮短，運行維護工作量減少，可靠性大大提高，是變電站技術發展的必然方向。　

　　變電站自動化系統存在的問題

　　國內變電站自動化系統經過十幾年的發展，雖然取得了不小的成績，但目前還跟不上整個電力工業發展的步伐，真正實現自動化和無人值班的變電站并不多，其社會和經濟效益不夠顯著，這說明我們的變電站自動化技術并不規范，市場發育也不成熟，這與研制、制造、規劃、基建和運行等部門對變電站自動化的認識不同有很大的關系。

　　目前國際上關于變電站自動化系統和通訊網絡的國際標準還沒有正式公布，國內也沒有相應的技術標準出臺。標準和規范的出臺遠落后于技術的發展，導致變電站自動化系統在通訊網絡的選擇、通訊傳輸協議的采用方面存在很大的爭議，在繼電保護和變電站自動化的關系及變電站自動化的概念上還存在分歧。市場競爭日益激烈，不同廠家的設備質量和技術（軟硬件方面）差異甚大，各地方電力公司的要求也不盡相同，導致目前國內變電站自動化技術千差萬別。

　　認清和適應變電站自動化技術的發展趨勢，采用先進的原理技術，摒棄落后和即將淘汰的技術，確定科學的模式和結構，選擇質量優良和性能可靠的產品，無論對設備制造廠家還是對用戶都是至關重要的，也關系到變電站自動化技術的未來發展。因此，在學習借鑒國外先進技術的同時，結合我國的實際情況，系統地研究探討符合國情的變電站自動化系統模式、結構、功能、通訊方式等，有很重要的現實意義。