變電站綜合自動化系統(tǒng)在哈密電網(wǎng)中的應(yīng)用
摘要：文章針對變電站綜合自動化系統(tǒng)在新疆哈密電網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，提出了變電站綜合自動化系統(tǒng)存在的一些問題及相關(guān)的解決措施。
關(guān)鍵詞：變電站;綜合自動化;四遙;RTU;哈密電網(wǎng)
變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，是電力系統(tǒng)生產(chǎn)活動的基本單元，是企業(yè)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。到目前為止，哈密電網(wǎng)所轄的所有電壓等級變電站已全部采用綜合自動化系統(tǒng)，為保證電網(wǎng)高效、安全、穩(wěn)定的運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。
1 現(xiàn)狀及發(fā)展
哈密電網(wǎng)變電站綜合自動化系統(tǒng)起步于2008年，最初普遍采用集中控制式RTU(煙臺東方電子的增強型分布式DF1331型)，工作原理是通過變送器采集一次設(shè)備的電流電壓等測量值和使用數(shù)字接口電路對一次設(shè)備的運行狀態(tài)采集，并將這些狀態(tài)量送至CPU主機進行集中處理。與主站端的通訊規(guī)約主要為新部頒CDT，通過四線制電力線載波把廠站端遙信、遙測上傳至主站。
目前，對于變電站綜合自動化系統(tǒng)有多重理解，比較普遍的一種定義是以微機保護和計算機監(jiān)控系統(tǒng)為主體，將變電站的遠動裝置、繼電保護裝置、自動化裝置、信號系統(tǒng)等通過重新組合和優(yōu)化設(shè)計，以高速以太網(wǎng)為媒介，使用先進的計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)和通信技術(shù)，實現(xiàn)了對變電站一次設(shè)備運行狀況的自動監(jiān)測和自動控制，并且使用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備通過通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了自動化信息的遠傳。在哈密電網(wǎng)建設(shè)中，主要以北京四方、長園深瑞、南瑞繼保等廠家的產(chǎn)品為主來搭建變電站綜合自動化系統(tǒng)，與主站端通訊采用IEC 60870-5-104網(wǎng)絡(luò)規(guī)約，通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)了“四遙”功能。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通訊技術(shù)、智能化開關(guān)、光式電流電壓互感器、一次設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)將會在變電站綜合自動化系統(tǒng)中得到很好的應(yīng)用，這勢必會對哈密電網(wǎng)變電站自動化技術(shù)產(chǎn)生深遠的影響，全數(shù)字化、智能化的變電站自動化系統(tǒng)在不久的將來會普及到哈密每個變電站。
2 存在的問題及相應(yīng)的解決措施
2.1 遙測采集
保證數(shù)據(jù)的精確度是變電站綜合自動化系統(tǒng)對采集遙測值的基本要求，不失真的數(shù)據(jù)才能有效準確地反映變電站負荷情況。但是，保護裝置和測控裝置對數(shù)據(jù)的精確度又不盡相同：保證數(shù)據(jù)在任何情況下不失真是保護裝置的基本要求，然而對數(shù)據(jù)的精確度要求不是很高，一般大于0.5級就可滿足裝置的運行要求。相反，測控裝置則對數(shù)據(jù)的精確度要求較高，一般要大于0.2級，這有可能會造成在發(fā)生短路時，瞬間增大的故障電流不能精確測量。在35kV、10kV線路裝置的設(shè)計中將保護和測控實現(xiàn)了一體化，因此，在優(yōu)先滿足保護要求的前提下必將犧牲精確度。
為了解決這一突出問題，建議采用雙采樣模塊，即將保護和測控的交流采樣分開，以最大限度地發(fā)揮各自的優(yōu)點，確保電網(wǎng)可靠、高效的運行。
2.2 遠方控制
隨著無人值守變電站的快速推廣，遙控操作就顯得相當重要。雖然遙控的成功率比較高，尚能滿足需要，但還存在一些不足：
2.2.1 部分廠站端只設(shè)置了一臺監(jiān)控主機，通過后臺機的監(jiān)護和操作只能在單后臺上進行，雙人操作和監(jiān)護模式形同虛設(shè)。為了解決此問題，可通過配置雙后臺，一機操作，一機監(jiān)護，雙機互為備用，已達到雙人雙機的可靠操作模式。
2.2.2 大部分廠站端主機的操作系統(tǒng)采用Windows XP系統(tǒng)，極易感染病毒，造成系統(tǒng)運行慢和頻繁死機，使得遙控無法成功，建議定期殺毒和備份數(shù)據(jù)或者采用Unix操作系統(tǒng)。
2.2.3 由于運行人員的疏忽，例如未投遙控壓板，常常造成遙控不成功，這給維護人員增加了額外的工作量。可通過加強運行人員專業(yè)知識的培訓，增強責任意識，避免類似的問題再次發(fā)生。
2.3 管理方面
在哈密電網(wǎng)發(fā)展中，變電站綜合自動系統(tǒng)起步較晚，在管理方面缺乏經(jīng)驗，給電網(wǎng)的正常運行和日常維護帶來了不便，需要自動化等專業(yè)人員的不懈努力。
2.3.1 轉(zhuǎn)變觀念，提高自動化人員的專業(yè)水平。隨著電網(wǎng)的飛速發(fā)展，自動化專業(yè)人員維護的設(shè)備范圍增大，不僅有RTU的維護，還有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、PMU、故障信息子站、圖形網(wǎng)關(guān)機等設(shè)備。同時，變電站綜合自動化系統(tǒng)采用的設(shè)備型號也比較多，如長園深瑞、南瑞繼保、北京四方、許繼集團、國電南京自動化等，這就給維護人員掌握其維護知識增加了難度，導致出現(xiàn)過度依賴廠家的現(xiàn)象。可通過邀請廠家專業(yè)人員的授課和建設(shè)自動化實驗室的方式，改變自動化專業(yè)人員的舊觀念，提高了業(yè)務(wù)技能和專業(yè)水平。
2.3.2 務(wù)必使保護測控裝置與現(xiàn)投運設(shè)備屬于同一廠家。由于各個生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品在通信接口和通信規(guī)約方面存在差異，使得相互通信不可靠或者無法實現(xiàn)正常通信，導致電網(wǎng)故障時重要的信息無法上傳監(jiān)控系統(tǒng)，給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來隱患。建議采購的裝置之間統(tǒng)一使用IEC61850通信規(guī)約，這樣不同生產(chǎn)廠家設(shè)備之間難以正常通信的問題就得到了基本解決。
2.3.3 通過各專業(yè)相互協(xié)商，合理控制上送信息量。對于一座220kV變電站上送的信息量有時可達到3000多點，在站內(nèi)，一般采用百兆以太網(wǎng)通信，此信息量可無延時傳輸。但是，同一時刻主站是與幾十座變電站進行數(shù)據(jù)交換，大量的信息流會造成監(jiān)控人員無法及時準確地分辨重要信息、信息延時上傳等問題比較突出。可通過自動化、保護、運行等多個專業(yè)的共同努力，制定相應(yīng)的遙信管理規(guī)范，解決此問題。
2.4 通信方面
隨著變電站自動化技術(shù)在哈密電網(wǎng)中大范圍推廣，光纖通信方面也逐漸暴露出一些問題：
2.4.1 通信電源故障造成整個通信中斷，時有發(fā)生。為了保證自動化通道的使用率，建立通信電源監(jiān)控系統(tǒng)和加強通信電源維護，對變電站綜合自動化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有極大意義。
2.4.2 由于人為破壞、大風、暴雨等的影響，會對通信光纖造成破壞，其故障點又不容易定位，這對電網(wǎng)發(fā)生故障時進行正確判斷和及時處理帶來難以想象的困難。我們可以增加光纖監(jiān)控系統(tǒng)，以提高處理光纖故障的效率，加強光纖線路的巡視和宣傳力度，把隱患扼殺在搖籃中。
3 結(jié)語
變電站綜合自動化系統(tǒng)是一個綜合性的系統(tǒng)，涵蓋多個專業(yè)領(lǐng)域。在具體實施時，必須整體考慮，需要我們統(tǒng)一規(guī)劃、多專業(yè)協(xié)調(diào)合作、規(guī)范通信規(guī)約和系統(tǒng)管理，通過各專業(yè)的共同努力來發(fā)現(xiàn)和解決存在的問題，實現(xiàn)哈密變電站自動化系統(tǒng)全數(shù)字化、智能化。
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