新時期變電站自動化系統(tǒng)的運行、維護與發(fā)展趨勢研究

摘 要：隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對該系統(tǒng)動態(tài)過程控制的要求越來越高，文章介紹了變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，分析了其結(jié)構(gòu)及功能劃分，詳細(xì)論述了其日常運行過程中容易出現(xiàn)的故障，并就此提出一系列維護措施，以期為變電站自動化系統(tǒng)的正常運行提供有益參考。

關(guān)鍵詞：變電站 自動化系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 故障 維護 趨勢

中圖分類號：TM7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0099-01

1 認(rèn)識變電站自動化系統(tǒng)

1.1 涵義

指的是由多臺微機所組成的分層分布式控制系統(tǒng)，具體包括微機監(jiān)控、微機保護和電能質(zhì)量自動控制等多個子系統(tǒng)。即利用微型計算機與大規(guī)模集成電路所組成的自動化系統(tǒng)，可替代常規(guī)的測量與監(jiān)視儀表，用微機保護裝置替代常規(guī)的繼電保護屏，從而彌補常規(guī)繼電保護裝置不能與外界通信的種種缺陷。

1.2 變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

1.2.1 按結(jié)構(gòu)形式劃分

目前，國內(nèi)外變電站自動化系統(tǒng)大體可分為集中式、分布集中式、集中與分散式相結(jié)合及分散式共四種結(jié)構(gòu)形式。

（1）集中式。

該結(jié)構(gòu)是把各設(shè)備按其不同功能進行歸類，形成若干獨立系統(tǒng)，各系統(tǒng)均采用集中裝置來完成自身功能。該結(jié)構(gòu)一般由一個或者兩個CPU實現(xiàn)對變電站的保護、監(jiān)視及遠動的集中控制。優(yōu)點是構(gòu)成簡單、響應(yīng)快速、節(jié)省投資，且主機控制系統(tǒng)集中，有助于分配調(diào)度各種實時任務(wù)；缺點是主機系統(tǒng)負(fù)荷較重且主機單CPU可靠性不高。

（2）分布集中式。

該結(jié)構(gòu)將整個變電站的一、二次設(shè)備共分成3層，即變電站層、單元層與設(shè)備層。變電站層稱為2層，單元層稱為1層，設(shè)備層稱為0層。0層主要是指變電站內(nèi)的變壓器、斷路器及其輔助接點，還包括電流、電壓互感器等一次設(shè)備；1層一般按照斷路器的間隔劃分，包括測量、控制部件及繼電保護部件。

（3）集中與分散結(jié)合式。

此種結(jié)構(gòu)介于集中式和分散式兩種結(jié)構(gòu)之間。這種結(jié)構(gòu)方式具備分散式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，同時，由于采用集中式組屏，因此也有利于系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和維護。

（4）分散式。

該結(jié)構(gòu)首先將設(shè)備按照一次安裝單位分為若干個單元，然后將各分布單元用網(wǎng)絡(luò)電纜互聯(lián)，從而構(gòu)成一個完整的分散式自動化系統(tǒng)。優(yōu)點是各功能單元既能通信聯(lián)絡(luò)，又能相對獨立，因此便于系統(tǒng)擴展與維護管理；抗電磁干擾能力強且可靠性高；缺點是價格昂貴。

1.2.2 按邏輯結(jié)構(gòu)劃分

具體包括：過程層、間隔層和站控層共3個層次。

（1）過程層。

是一次設(shè)備和二次設(shè)備的結(jié)合面，指電氣設(shè)備的智能化部分。主要功能可分三類：①電力運行的實時電氣量檢測；②運行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)檢測；③操作控制的執(zhí)行與驅(qū)動。

（2）間隔層。

主要功能：①匯總本間隔層實時數(shù)據(jù)信息；②實施本間隔操作的閉鎖功能；③可優(yōu)先控制對數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計運算和控制命令的發(fā)出；④承上啟下的通信功能。

（3）站控層。

主要功能：①不斷刷新實時數(shù)據(jù)庫，能夠按時登錄歷史數(shù)據(jù)庫；②按規(guī)定把有關(guān)數(shù)據(jù)信息送至控制中心；③接收控制中心有關(guān)命令并轉(zhuǎn)間隔層與過程層執(zhí)行；④具有站內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控與人機聯(lián)系功能；⑤對間隔層和過程層各設(shè)備進行在線維護；f能夠?qū)ψ冸娬竟收献詣臃治觥?/p>

2 變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展歷程

國內(nèi)的變電站自動化系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)過20多年的發(fā)展，已較為成熟，在電力系統(tǒng)內(nèi)得以廣泛的應(yīng)用，縱觀我國變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展歷程，大致可分為三個階段。第一階段：20世紀(jì)80年代，微機技術(shù)的發(fā)展，使得遠動終端、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控與故障錄波等裝置更新?lián)Q代，最終實現(xiàn)微機化；第二階段：90年代初期，數(shù)字保護技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得變電站自動化系統(tǒng)取得實質(zhì)性的發(fā)展；第三個階段：90年代中期以后，隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，各類分散式變電站自動化系統(tǒng)陸續(xù)研制成功，并大量投入運行。

3 變電站自動化系統(tǒng)運行過程中存在的問題

3.1 對其定義、結(jié)構(gòu)與功能缺乏共識

眾多廠家和用戶對變電站自動化的認(rèn)識不盡相同，對其結(jié)構(gòu)形式與功能特征的了解與認(rèn)知缺乏共識。

3.2 缺乏統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)

各廠家采用不同的通信標(biāo)準(zhǔn)，使得不同通信接口的自動化設(shè)備在相互連接時困難重重。

3.3 未實現(xiàn)對原始采樣數(shù)據(jù)的共享

由于各設(shè)備對原始數(shù)據(jù)的需求不同，并且選用的通信方式難以傳輸大量的原始數(shù)據(jù)，因此，沒有實現(xiàn)對原始采樣數(shù)據(jù)的有效共享。

4 變電站自動化系統(tǒng)的維護

4.1 認(rèn)真做好巡視工作

（1）檢查運行顯示燈是否正常；（2）檢驗工作電壓是否正常；（3）檢查定值區(qū)是否與定值通知單一致；（4）檢查插件是否過熱；（5）定期完成誤差檢測工作。

4.2 重視后臺監(jiān)控工作

（1）認(rèn)真檢查后臺監(jiān)控主機的硬件情況以及各連線是否有松動現(xiàn)象；（2）各數(shù)據(jù)量和狀態(tài)量是否與實際運行狀況一致；（3）仔細(xì)查看主機系統(tǒng)是否有病毒侵入及系統(tǒng)各軟件運行是否良好。

4.3 異常現(xiàn)象分析

（1）出現(xiàn)報警信號，遙測、遙信異常；（2）斷路器出現(xiàn)動作跳閘；（3）電氣設(shè)備發(fā)出異常聲音；（4）電氣設(shè)備出現(xiàn)變形、變色、裂碎、及噴油等異?，F(xiàn)象。

4.4 故障處理原則

（1）迅速制止事故的進一步發(fā)展，及時解除對人身與設(shè)備的威脅；（2）及時隔離故障設(shè)備，盡早恢復(fù)電力設(shè)備的正常運行；（3）盡最大努力保障對重要用戶基站用電的供電。

5 變電站自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢

在未來的發(fā)展中，變電站自動化通信系統(tǒng)離不開計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是帶寬和符合國際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在帶寬、可靠性、可擴展性、經(jīng)濟性與通用性等方面的評估中，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將成為變電站自動化系統(tǒng)中通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。此外，由于電壓質(zhì)量對電子設(shè)備和計算機系統(tǒng)影響極大，為此，會對電壓進行連續(xù)的更深層次的測量與質(zhì)量分析，將向集成化、智能化與綜合化方向發(fā)展。

綜上所述：變電站自動化系統(tǒng)是一個有機的而綜合的系統(tǒng)，這就要求需注重對系統(tǒng)的整體設(shè)計，近年來，隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，給變電站自動化系統(tǒng)技術(shù)的提高注入新的活力，該系統(tǒng)在日常運行過程中要科學(xué)地予以維護，確保其安全穩(wěn)定的運行。

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