浅析变电站自动化技术及其运行的几个问题

　　摘要：我国的变电站自动化已逐步趋向成熟和理性，这为超高压变电站自动化系统的发展创造了空前的良机。本文就变电站自动化系统特点及结构进行论述，分析了其运行中存在的问题，并结合实际工作总结提出建议，与大家商讨，以求共同提高。
　　关键词：变电站；自动化；超高压；运行
　　1变电站自动化系统特点及结构
　　1.1系统特点
　　变电站综合自动化控制系统是建立在计算机硬件技术、数据通讯技术、模块化软件技术上发展起来的，是一种集控制、保护、测量及远动等功能为一体的微机控制系统。系统主要是由多个微机保护单元，通讯网络，后台管理机，打印机组成，接线非常简单，可方便解决传统的变电站二次系统存在的问题，提高了电力系统的供电可靠性，适应了现代生产发展和能源管理的要求。主要有以下特点：
　　(1)功能综合化：微机保护单元具有完善的保护、测量、控制功能，自动化系统就是利用了保护单元的这些功能，将根据保护需要配置的独立的保护单元，通过一定的结构形式，用一个通讯网络连接起来。
　　(2)结构微机化：系统的主要元件实现了微机化，所有功能都是通过微机来实现，实现了将微机保护、数据采集、数据传输、远方控制等环节同时并列运行，各类运行参数、历史记录等均可以通过打印机打出。还可以根据需要，实现于以太网的连接，实时的将数据上传到调度自动化系统。
　　(3)操作监视屏幕化：系统将所有的监视和操作功能，均通过一台后台管理机来实现。操作人员面对彩色显示器进行变电站运行方式和运行参数进行全方位监视。
　　(4)运行管理智能化：由于微机保护单元具有实时在线自诊断功能，这样不仅在保护单元的面板上显示故障类型，而且可以通过系统将自诊断结果送后台管理机，使得运行人员可以随时掌握保护单元的运行状态。
　　1.2系统结构
　　在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装置称为保护单元，而把测量和控制功能综合在一起的装置称为控制或I／O单元，两者通称为间隔级单元。各种类型的间隔级单元搜集到的状态量和测量值，通过软件来实现各种保护闭锁。它主要由以下几部分构成：微机保护单元主要完成信号的测量、传递、保护的计算和执行、接受上位机的指令并执行，通讯网络主要完成信号的传递，后台管理机主要完成对保护单元上传来的信号进行分析处理及显示、提供人机对话窗口、接受操作人员的指令、向上位管理机传递及时信息，为管理人员提供决策信息。
　　站控层的主要功能就是作为数据集中处理的保护管理，担负着上传下达的重要任务，对下它可以管理各种间隔单元装置，包括微机监控、保护、自动装置等，收集各种数据并发出控制命令，起到数据集中作用，还可以通过现场总线完成对保护单元的自适应调整：对上则通过设立开放式结构的站级网络接口，与管理层建立联系。将数据传送给管理后台机或调度端，起到数据处理作用。
　　网络层支持单网或双网结构，支持100M高速工业级以太网，有效地保证了网络传输的实时性和可靠性，通信协议采用DL／T667—1999(IEC60870—5—103)规约。
　　间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔划分，具有测量、控制和继电保护部分。测量、控制部分负责单元的测量、监视、断路器的操作控制和联锁及事件顺序记录等；保护部分负责该单元线路或变压器或电容器的保护、各种录波等。因此，间隔层本身是由各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置直接通过总线接到站控层。
　　2运行中存在的问题及建议
　　2.1新建、扩建间隔工作复杂
　　变电站综合自动化系统，因综自系统资源缺乏，软件设计不够成熟；新建、扩建间隔时必须修改系统数据库，但修改后的综自系统因变电站处于运行状态无法完成综自系统逐一“对点”工作，为综自系统安全、稳定运行可能带来隐患。建议在新建综合自动化变电站时，综自系统设计应统筹考虑一次到位。
　　2.2备品、备件缺乏
　　已运行的综合自动化系统要求二次设备备品、备件必须同型号、同软件版本号，因此造成备品、备件缺乏；建议在新建变电站时应提前考虑备品、备件问题。
　　2.3综自系统设计存在部分缺陷
　　变电综合自动化Scada数据齐全、正确是系统实时监控功能强的基础。同时也是监控系统安全稳定运行的基础。如果工作时不认真造成数据错位和数据不全或遥控号错位其后果是监控误诊断、误拉回开关等。因此从事综合自动化运行维护人员必须养成“高严细实”的工作作风，做好每项工作，不放过每一个缺陷，否则会因高科技技术的使用不当而引起技术灾难。
　　如改造中GPS对时的问题。有关由于变电站内往往存在不同厂家的自动化装置，其接口类型繁多，装置数量也不等，所以在实际应用中经常遇到GPS对时接口与接受对时的设备接口不能通信的问题。这个问题的出现，提醒了设计人员在前期订货时，应充分考虑各种设备的接口问题。尤其是保护测控装置及其它智能装置与后台监控设备的接口问题。因变电站综自改造多用以太网方式组网，而有些厂家的旧设备只存在串口或RS485接口，或者不同厂家设备进行通信时，因为规约不同而造成通信失败。这些问题都需要对所订购设备的通信插件进行统筹考虑，或订购充分数量的规约转换器，以免类似情况再发生。
　　变电站综合自动化技术处于发展阶段，系统的稳定性较差，经常出现因通讯设备损坏致使系统崩溃。建议综自系统采用双网、主备系统设计。
　　2.4监控系统安全稳定运行的关键在于管好、用好SCADA数据库
　　严把新投变电站工程验收关。在验收新投变电站时按以下方法进行。遥测、遥信功能正确性检查。
　　遥控、遥调功能、正确性检查。保护装置报文、定值、采样值、软压板必须正确。严把维护关：定期作好数据备份，定期检查遥控号。
　　2.5实现二次设备状态检修
　　科技创新、技术创新、管理创新是企业发展的动力。变电综合自动化系统，实现了对变电站运行自动监视、管理、协调和控制。即变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见，实现了变电站二次设备由“定期检修”变为“状态检修”的基本功能。为此我们积极总结工作经验，从理论上论证在集控系统实现二次设备状态检修的可行性；同时制定了在集控系统进行二次设备远程维护的具体工作方法；并根据实现二次设备状态检修的需要，在集控系统开发了二次设备故障诊断决策知识库系统。
　　继电保护专家系统是监控继电保护装置运行状态的信息管理系统。专家系统有以下特点：(1)组网方便：利用计算机网络把保护装置连接起来，通过远动通讯装置把保护信息上送控制中心。(2)投资小：常规变电站仅增加l～2套远动前置机。(3)SCADA数据库小。(4)远程维护系统功能强大，能够远程调取保护定值和采样值并能在线修改保护定值和投退保护。(5)报文信息丰富，便于远程故障诊断。(6)管理方便。维护人员只需定时检查，不需实时监控。
　　2.6有关监控程序稳定性的问题
　　变电站实现综合自动化后，无论是有人值班还是无人值班，操作人员不是在变电站内就是在主控站或调度室内，面对显示器进行变电站的全方位监视和操作。所以监控系统能否保持长时间稳定无故障的运行，对提高变电站的运行管理水平和安全可靠性是非常重要的。
　　变电站实现综合自动化后，很多的运行维护工作都需要通过微机装置来完成。但综合自动化装置的硬件更新换代非常快，所选用的设备可能很快就变成落后产品；监控软件有时会存在难以发现的缺陷，以至导致监控维护工作不能正常进行，影响了变电站的安全运转。随着综合自动化技术的不断进步，这些问题都会逐步得到解决。这也提醒设计人员在选择综自产品及后台监控系统时，要综合考虑多方面因素，选出一种程序运行稳定，功能齐全，硬件配置相对超前的综自产品。
　　3结束语
　　变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施，相信随着电力建设的迅速发展，超高压变电站自动化系统也会随之迈上一个新的台阶。
　　参考文献：
　　1李晓亮．论变电站综合自动化技术探讨【J】．北京：中国电力，2004．
　　2江智伟．变电站自动化新技术【M】．北京：中国电力出版社，2006．
　　3黄益庄．变电站综合自动化技术．中国电力出版社，2000：7-13．

《浅析变电站自动化技术及其运行的几个问题》

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