電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化新技術(shù)應(yīng)用與調(diào)試

【摘要】本文主要介紹了變電站自動(dòng)化調(diào)試的內(nèi)容與常見故障，闡述了自動(dòng)化調(diào)試策略，最后對(duì)自動(dòng)化新技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；變電站；自動(dòng)化調(diào)試

前言

變電站的自動(dòng)化調(diào)試的目的是檢驗(yàn)信息傳輸系統(tǒng)、調(diào)控信息處理系統(tǒng)以及自動(dòng)化中斷裝置等自動(dòng)化系統(tǒng)，包括各部分控制對(duì)象的計(jì)量及其控制、各種參數(shù)的測量、自動(dòng)裝置動(dòng)作的信號(hào)、繼電保護(hù)以及位置狀態(tài)信號(hào)燈有關(guān)信息是否正確，運(yùn)行是否能正常。對(duì)故障進(jìn)行排查，使變電站自動(dòng)化系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

一、變電站自動(dòng)化的調(diào)試的內(nèi)容與常見的故障

（1）調(diào)試的內(nèi)容

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)試的內(nèi)容主要是指針對(duì)系統(tǒng)所包含的設(shè)備進(jìn)行的安裝調(diào)試的工作，包括GPS衛(wèi)星時(shí)鐘、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、后臺(tái)計(jì)算機(jī)、以及二次電纜和通訊線等的調(diào)試安裝工作，包括裝置參數(shù)的設(shè)置以及數(shù)據(jù)庫和內(nèi)部的監(jiān)控系統(tǒng)軟件等方面工作。調(diào)試的內(nèi)容主要有調(diào)度的聯(lián)調(diào)和本體的調(diào)試。本體的調(diào)試包括電壓的無功綜合控制系統(tǒng)調(diào)試、電量的采集系統(tǒng)調(diào)試、遙控的調(diào)試、遙測數(shù)據(jù)的調(diào)試、遙信信息的調(diào)試、測控通訊的調(diào)試等。與調(diào)度的聯(lián)調(diào)包括調(diào)度遙控功能調(diào)試、上傳遙測數(shù)據(jù)的調(diào)試、上傳遙信信息的調(diào)試以及通道的調(diào)試等。

（2）經(jīng)常性的調(diào)試?yán)щy與故障

由于多方面的原因，像廠家過多，中間的環(huán)節(jié)比較多，調(diào)試的內(nèi)容比較復(fù)雜，在安裝變電站調(diào)試過程當(dāng)中會(huì)造成如下的困難：

1）在本體的調(diào)試當(dāng)中，由于中間的環(huán)節(jié)多，出現(xiàn)遙測、遙信等故障之后，找到故障的點(diǎn)比較困難，這樣就把很多的時(shí)間和精力都花費(fèi)在故障的排除上面在調(diào)試的過程中。

2）變電站與調(diào)度是聯(lián)系密切的，變電站需要變電站與調(diào)度端之間相互配合才能順利進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集，上報(bào)，調(diào)度等各項(xiàng)命令工作。因而，在聯(lián)調(diào)的過程當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)很多問題，如上傳遙測的故障，上傳遙信的故障等，這些需要雙方相互的配合，才能解決缺一不可。如果主站與廠站人員都認(rèn)為自己系統(tǒng)沒問題，互相讓對(duì)方檢查問題的所在，這樣會(huì)浪費(fèi)很多的精力與時(shí)間。

3）設(shè)備廠家比較多，并且多數(shù)有自己的通訊的規(guī)約，不同的規(guī)約各式帶來了通訊的調(diào)試相當(dāng)困難。這些自動(dòng)化的廠家針對(duì)這些智能的裝置通常都用編程的方式實(shí)現(xiàn)各自的通訊，此種做法非常浪費(fèi)精力與浪費(fèi)時(shí)間。

4）電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試的結(jié)果對(duì)整個(gè)變電站穩(wěn)定運(yùn)行及其重要。如果調(diào)試結(jié)果不對(duì)，就會(huì)引發(fā)電容 的反復(fù)投切，檔位的重復(fù)性升降以及異常的區(qū)域會(huì)出現(xiàn)不動(dòng)作等缺陷，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行會(huì)受到嚴(yán)重的影響。影響調(diào)試結(jié)果的主要受輔助上下限的影響，調(diào)試的難點(diǎn)在于設(shè)置輔助的上下限。

二、電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化調(diào)試策略

變電站的自動(dòng)化調(diào)試策略分為兩點(diǎn)：一是本體調(diào)試，二是調(diào)度聯(lián)調(diào)調(diào)試。本體調(diào)試的調(diào)試策略包括以下幾點(diǎn)：一是電源故障調(diào)試策略；二是通訊故障調(diào)試策略；三是遙測故障調(diào)試策略；四是遙信故障調(diào)試策略；五是CPU故障調(diào)試策略；六是遙控故障調(diào)試策略；七是電壓無功綜合自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試策略；八是遠(yuǎn)程點(diǎn)能量數(shù)據(jù)終端調(diào)試策略。而調(diào)度聯(lián)調(diào)策略就包括：一是通訊故障調(diào)試策略；二是上傳遙測故障調(diào)試策略；三是上傳遙信故障調(diào)試策略；四是調(diào)度遙控故障調(diào)試策略。

（1）遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)調(diào)試策略

作為計(jì)量計(jì)費(fèi)的自動(dòng)化的系統(tǒng)，電能的數(shù)據(jù)終端是組成這個(gè)系統(tǒng)的重要部分，它主要是采集、處理、轉(zhuǎn)發(fā)和存儲(chǔ)信息，是一種介于主站和費(fèi)率的中間設(shè)備。

（2）電壓無功綜合自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試策略

后臺(tái)VQC能夠自動(dòng)的識(shí)別系統(tǒng)的運(yùn)行模式和系統(tǒng)一次接線的方式，它可以采取與系統(tǒng)運(yùn)行模式和工況相應(yīng)的措施，滿足無功電壓指定的范圍。此外，它的閉鎖功能可以保障系統(tǒng)能夠安全的運(yùn)行，用戶也可以根據(jù)需要配置信號(hào)，控制電容器的投切順序。

（3）故障排查順序法

故障排查順序法分為兩部分，分別是分段排查和順序排查。順序排查指的是，按照規(guī)定的順序，逐個(gè)環(huán)節(jié)的進(jìn)行排查。分段排查則是從總控人手或者在中間環(huán)節(jié)入手，將故障點(diǎn)迅速定位到具體位置。對(duì)于電量的采集裝置中，開關(guān)室電度表的接線方式如果出現(xiàn)了中通訊故障，在進(jìn)行調(diào)試時(shí)就要采用分段排查的方法。

三、電力系統(tǒng)自動(dòng)化新技術(shù)應(yīng)用分析

（1）變壓器的設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測

設(shè)備檢修是電力系統(tǒng)提高供電設(shè)備的可靠性，降低設(shè)備故障損耗和維護(hù)設(shè)備的主要手段。設(shè)備檢修主要包含兩方面：即設(shè)備的檢查和修理或者說維護(hù)。電氣設(shè)備的檢修維護(hù)大致經(jīng)歷了故障檢修、定期檢修和狀態(tài)檢修三個(gè)階段。要實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修，最基本的是要實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測，要對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)地、全面地、真實(shí)地掌握，并及時(shí)的檢測出電氣設(shè)備在運(yùn)行中各種狀態(tài)參數(shù)及其變化趨勢。這樣才能對(duì)設(shè)備可能存在的缺陷及故障進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和判斷。狀態(tài)監(jiān)測包括離線監(jiān)測和在線監(jiān)測兩種方式。所謂離線檢測就是在電氣設(shè)備停運(yùn)進(jìn)行各種試驗(yàn)檢測，比如傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn)等。而在線檢測則是使用傳感器、計(jì)算機(jī)以及信息通訊技術(shù)在電氣設(shè)備運(yùn)行或帶電的情況下進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

（2）微機(jī)實(shí)時(shí)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及微機(jī)保護(hù)裝置的大量投入使用，電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高，并且由于電力系統(tǒng)本身的特殊性，它需要微機(jī)保護(hù)裝置具有強(qiáng)實(shí)時(shí)性、高可靠性和擴(kuò)展性、更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信能力及更友好強(qiáng)大的人機(jī)交互界面。它們不僅對(duì)硬件要求高，而且對(duì)嵌入式軟件的要求也不斷增加，從而引進(jìn)了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（即RTOS），這種操作系統(tǒng)可裁減的微內(nèi)核結(jié)構(gòu)、高效的多任務(wù)優(yōu)先級(jí)管理、強(qiáng)的可移植性和擴(kuò)展性以及微秒級(jí)的中斷管理等，都更加有利于控制效率的提高，并且更容易滿足這些方面的需要。

1）實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。對(duì)繼電保護(hù)裝置而言，實(shí)時(shí)性是其首先要解決的問題。這是因?yàn)殡娋W(wǎng)的安全穩(wěn)定性通常在事故后幾十到幾百毫秒內(nèi)就有可能受到嚴(yán)重威脅，并且過遲的穩(wěn)定控制措施不僅起不到預(yù)想的作用，造成經(jīng)濟(jì)上的損失，甚至可能引起其它的安全問題。這里的實(shí)時(shí)性不僅指獲得數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，而且還包括數(shù)據(jù)處理、分析、決策的實(shí)時(shí)性。嵌入式技術(shù)與實(shí)時(shí)性有著天然的聯(lián)系。嵌入式系統(tǒng)常常要求能夠預(yù)測外界事件，并在有限時(shí)間內(nèi)做出響應(yīng)。

2）可靠性更高。傳統(tǒng)的線性程序，在遇到很強(qiáng)干擾時(shí)，程序在任何一處斷線都會(huì)引起死機(jī)，只能依靠硬件的最后防線看門狗復(fù)位，重新啟動(dòng)系統(tǒng)。如果系統(tǒng)采用了RTOS，這種干擾可能只是引起若干個(gè)進(jìn)程被破壞，可以用另外的進(jìn)程對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。RTOS不僅可以將應(yīng)用程序分解成若干獨(dú)立的任務(wù)，而且可以另外啟動(dòng)一個(gè)監(jiān)控進(jìn)程，監(jiān)視各程序運(yùn)行狀況，遇到異常情況時(shí)采取一些措施，可以像在UNIX，中自動(dòng)將有問題的進(jìn)程終止掉，再調(diào)用另一個(gè)進(jìn)程將任務(wù)修復(fù)，從而使系統(tǒng)的可靠性大大提高。

3）可擴(kuò)展性更好。目前大多數(shù)的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)語言都采用C/C++（也包括少量的匯編語言），因此靈活性好，可移植性強(qiáng)；另外采用模塊化設(shè)計(jì)，這不僅可以方便生產(chǎn)調(diào)試廠家，而且可以解放用戶。當(dāng)一個(gè)模塊出現(xiàn)問題時(shí)，只需要換一塊新的就成；當(dāng)需要增減某項(xiàng)功能時(shí)，也只需要增減相應(yīng)的模塊即可。

四、結(jié)束語

電力系統(tǒng)的變電站調(diào)試結(jié)果直接影響了投運(yùn)以后的變電站能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行。通過對(duì)變電站進(jìn)行的自動(dòng)化調(diào)試策略和變電站調(diào)試過程中常見的故障進(jìn)行分析和排除，并將自動(dòng)化新技術(shù)應(yīng)用到新建的變電站中，將會(huì)收到非常好的效果。

參考文獻(xiàn)

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