綜合自動化變電所運行可靠性探析

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電力在發(fā)展過程中迎來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。變電站綜合自動化讓變電站更加安全可靠，確保變電站的正常運行，如果把運行過程中的維修資金成本降到最低，對經(jīng)濟(jì)效益的提高有很大幫助。變電站綜合自動化綜合運行系統(tǒng)在改造的過程中，還有很多的不足，怎樣解決改造中存在的漏洞，是綜合自動化變電所在發(fā)展過程中需要解決的一個重要問題。隨著變電站綜合自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，它已成為影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要因素。

【關(guān)鍵詞】綜合自動化；變電所；自動化系統(tǒng) ；可靠性分析

日前，隨著自動化變電所的正常運行，無人值守的變電站可以說是數(shù)不勝數(shù)，但是，近年來出現(xiàn)的停電故障警醒了人們，系統(tǒng)的可靠性引起人們的高度重視。對于提高其可靠性要做出相對措施，這樣做對于改善電力系統(tǒng)的運行有著非常重要的意義。

一、變電站綜合自動化系統(tǒng)的可靠性分析

綜合自動化變電可分為三種結(jié)構(gòu)：集中式結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)、分層分布式結(jié)構(gòu)。集中式結(jié)構(gòu)優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較緊湊，體積比較小所以不占地方，造價方面也是比較低的，當(dāng)然，它也有不足之處，調(diào)試比較難，軟件較為復(fù)雜，通過電腦，它可以采集變電站的信息，并且集中計算和處理；分布式結(jié)構(gòu)是把系統(tǒng)按照不同的功能組裝成多個控制屏，全部挪到主控室中，它的優(yōu)點是軟件簡單，比較好調(diào)試，組態(tài)比較靈活，非?？煽浚貏e是在管理維護(hù)方面比較方便，不用人值班。它的缺點還是有的，因為電纜控制的比較多，對于信息傳輸?shù)膯栴}還需要注意。分層分布式結(jié)構(gòu)是根據(jù)變電站控制層次以及對象，設(shè)置變電站的分布結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)點是比較節(jié)約電纜，可靠性非常好，在擴(kuò)展方面也是比較強的，是當(dāng)今變電站自動化技術(shù)提高的標(biāo)志。自動化變電所可以實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)視和系統(tǒng)的檢測等功能，組成可修復(fù)元件，即使有故障，也可以及時修復(fù)，雖然軟件的可靠性和硬質(zhì)的可靠性還是有一定的差別，但是它們都為了提高可靠性而做出了相應(yīng)的貢獻(xiàn)，如果軟件失效了，其原因必然是設(shè)計缺陷導(dǎo)致的，所以，提高它的可靠性就需要修復(fù)設(shè)計上的錯誤。軟件的可靠性和時間沒有任何關(guān)系，不過它的實踐機會越多，錯誤的機會就會越大，要想提高可靠性，就需要通過檢查和糾正錯誤代碼從而達(dá)到提高。而外部的環(huán)境對軟件的可靠性并沒有直接的影響，除非外部的環(huán)境影響了程序的輸入，否則，它影響可靠性的幾率幾乎是零。正常的冗余配置不能提高可靠性，即使是軟件，也會犯同樣的錯誤，只不過人員設(shè)置的不同，導(dǎo)致程序冗余的配置也會得到相應(yīng)的提高或下降。軟件的可靠性除了它的設(shè)計符合規(guī)定，其次就是靠測試，對于一個很復(fù)雜的軟件來講，不可能覆蓋測試，因為測試是有選擇的，不僅要考慮測試范圍還要考慮到經(jīng)濟(jì)問題。如果變電站想要人為操作，那它的可靠性是建立在人為統(tǒng)計的基礎(chǔ)之上，可以分析影響到可靠性的原因，對于人為操作的可靠性進(jìn)行分析模型和量化。因為人為的可靠性受到的是人的生理或者心理以及精神狀態(tài)等人及環(huán)境多方面的影響，在綜合自動化變電所的系統(tǒng)操作時，不管是監(jiān)護(hù)管理人員還是操作人員，都要共用一臺電腦去完成，因為操作人員極易受到干擾而影響正常操作，在操作項目較多時容易產(chǎn)生疲勞，造成事故。要想提高人為操作的可靠性，就需要根據(jù)個人的特點去分配合理的人機功能，對操作人員的選拔進(jìn)行強化培訓(xùn)和指導(dǎo)，合理安排作息時間，讓操作人員的狀態(tài)達(dá)到最佳，當(dāng)然，關(guān)于設(shè)備的設(shè)計方面，也要有相關(guān)的措施，改善操作環(huán)境，會讓工作人員在操作方面更加容易，產(chǎn)生操作失誤的幾率會降低。

二、設(shè)備的維護(hù)和設(shè)計

由于我國科技的不斷進(jìn)步，變電所的保護(hù)設(shè)備也隨之增多，其實，設(shè)備的簡單或復(fù)雜在設(shè)備的使用過程中并沒有太大的差別，選用設(shè)備，就要考慮到它的簡便性，設(shè)備在運作上的可靠性和安全性與設(shè)備的簡單或復(fù)雜沒有直接關(guān)系，構(gòu)造相對簡單的設(shè)備發(fā)生的故障情況也相對較少，因為它的原件數(shù)量比較??；一些較為復(fù)雜的設(shè)備，容易產(chǎn)生故障的原因是受到元件的影響，所以它的安全系數(shù)才會變低。設(shè)備的可靠性在于元件的可靠性，如果元件不夠可靠，就會對正常運行帶來較大影響。設(shè)計方面的工作和綜合自動化變電所的工作效率是相互對應(yīng)的，因為，在工作中需要工作人員具備相應(yīng)的理論知識和一定的實踐經(jīng)驗，目的是為了保證工作和其他要素相互適應(yīng)。工作人員在對于綜合自動化變電所進(jìn)行設(shè)計時，需要做到的是對變電所的場地進(jìn)行勘察，還要了解到四周的環(huán)境和社會的因素等方面。由于綜合自動化變電所的運作是全自動化的，所以要考慮到設(shè)備的安裝及使用情況，有一些工作人員和設(shè)備互相脫離，不了解設(shè)備的運用程序，導(dǎo)致在設(shè)計作品中受到可行性的制約，所以，需要建立完整的管理體系，對間隔層進(jìn)行檢查，保證設(shè)備正常運行，各電壓和電流以及測量都要嚴(yán)格檢驗；對定值區(qū)進(jìn)行檢查，看固化定值和定值通知單是不是一致；檢查遙信情況，確保調(diào)度核對數(shù)據(jù)量以及狀態(tài)量；還要檢查插件是不是發(fā)熱或者有松動的情況發(fā)生。針對監(jiān)控機和五防機做好檢查，保證鼠標(biāo)和鍵盤的正常運行，各連接線的松動程度和各種數(shù)據(jù)量以及狀態(tài)量是不是正常運行；檢查保護(hù)信息和當(dāng)時值班的記錄是不是一致，檢查電腦的病毒侵入情況，保證系統(tǒng)的正常運行；檢查五防機是不是可以正確進(jìn)入系統(tǒng)以及五防鑰匙的充電情況，保證其功能正常；對電源的放電時間進(jìn)行測試，看是否合格。

三、變電所綜合自動化系統(tǒng)的完善

在電力系統(tǒng)中，現(xiàn)場的數(shù)據(jù)主要有功率和電壓還有電流等，如果有事故發(fā)生而產(chǎn)生跳閘時，需要記錄現(xiàn)場的故障錄波數(shù)據(jù)，由此可見，通信的數(shù)據(jù)量在一般的工業(yè)控制中占有很大的比例。因為電力系統(tǒng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)變化很快，所以對數(shù)據(jù)的通信速度要求也是相當(dāng)高的。系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵在于監(jiān)控系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)。有很多現(xiàn)有的軟件，把數(shù)據(jù)通信和監(jiān)控等做到一個軟件中，這樣一來就顯得比較緊湊，這對于系統(tǒng)的升級和改進(jìn)帶了極大的影響，因為一個細(xì)小的改動會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的紊亂，需要重新整理，所以，采取模塊化的結(jié)構(gòu)是最好的選擇。因為總數(shù)據(jù)量太大導(dǎo)致的通信時間過長，為了解決這個問題，在硬件上采取多串口的數(shù)據(jù)通信是相當(dāng)正確的。串行通信的連接比較簡單，使用起來也比較方便，因為傳遞數(shù)據(jù)比較可靠，所以在數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。一般，下層儀表在多臺機器的情況下，會連接在一個通信總線上，通信站經(jīng)過一個串口連接一條通信總線，實現(xiàn)通信站和儀表的串行通信。只要減少通信中斷和死機現(xiàn)象的發(fā)生，就必須從系統(tǒng)的組網(wǎng)方式和硬件配置還有軟件編程等方面著手，同時還需要考慮的是合理的信息量和功能的要求，使變電所綜合自動化系統(tǒng)可以達(dá)到降低運行成本，保持變電所綜合自動化系統(tǒng)的正常高效運行。

四、結(jié)語

實驗證明，變電站綜合自動化對實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化以及現(xiàn)場運行的管理化，提高電網(wǎng)的安全發(fā)揮著很大的作用，是當(dāng)今國家電網(wǎng)發(fā)展的有利趨勢。系統(tǒng)的可靠性，需要針對系統(tǒng)的硬件和軟件以及人為操作等多方面考慮，對影響可靠性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)以及薄弱環(huán)節(jié)需要分析研究，這樣才能提高整個系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]李薇薇.UPS裝置在小型發(fā)變電站中的應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2011（05）.

[2]夏蓉蓉.走出蓄電池使用維護(hù)的誤區(qū)[J].蓄電池論文集，2012（07）.

[3]陳立宇.變電站綜合自動化系統(tǒng)可靠性的定量評估[J].電力科學(xué)與工程，2012（09）.

[4]石立偉.關(guān)于變電所的可靠性、維修性、保障性管理[M].北京：北京國防工業(yè)出版社，2014（04）.