淺談變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)

林志輝　馬信

【摘要】本文首先對變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各部分的功能進行了介紹，又以實際工作經(jīng)驗為基礎(chǔ)，對系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的常見問題及解決措施進行了闡述，希望以此為我國變電行業(yè)做出貢獻。

【關(guān)鍵詞】變電站；自動化；監(jiān)控系統(tǒng)

變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)是對區(qū)域內(nèi)各間隔層設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)進行顯示、分析、處理、控制等功能為一體的綜合性控制系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以徹底實現(xiàn)對變電站的正常運行進行實時監(jiān)控，可有效降低運行過程中的人力和物力消耗，提高電網(wǎng)調(diào)控的安全性。本文將以實際經(jīng)驗為基礎(chǔ)，對該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各部分的功能進行介紹，論述變電站日常運行過程中出現(xiàn)的常見問題及其解決措施，以此希望給予同行業(yè)人員以有意義的借鑒。

1、基本結(jié)構(gòu)及其功能

變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備配置，包括變電站層和間隔層兩個層次。而站級工作站主要包含五防終端、工程師工作站、遠動主站和操作員工作站。

1.1 變電站層

通常情況下，變電站層所包含的設(shè)備有五防工作站、監(jiān)控主站、VQC/接地選線、遠動主站、繼保工程師站、打印機、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、UPS、報警等。具體可根據(jù)需要對主站設(shè)備進行選配。

五防工作站。其主要功能是確保遙控指令正確，避免誤操作并自動出具操作票。另外，五防工作站還可提供電磁或編碼鎖具，防止手動操作出現(xiàn)失誤。

監(jiān)控主站。監(jiān)控主站的主要功能是收集、處理并顯示和記錄間隔層所收集的實時數(shù)據(jù)信息，再依據(jù)操作員的指令對間隔層的設(shè)備進行控制；監(jiān)控主站的信息顯示形式包括曲線、棒圖、單線圖等，操作員可通過屏幕和鼠標鍵盤，對控制開關(guān)、壓板等直接控制；當發(fā)生事故時，監(jiān)控主站的控制顯示屏幕出現(xiàn)聲音、圖形閃爍等形式，警示控制員及時處理事故；監(jiān)控系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)保存形式，可分為報表曲線、歷史報警數(shù)據(jù)查詢、操作記錄信息等；監(jiān)控主站操作系統(tǒng)被賦予不同的管理權(quán)限，分為操作人員、維護人員、系統(tǒng)管理員等，不同人員只能執(zhí)行權(quán)限內(nèi)的操作，且其操作過程將儲存于系統(tǒng)中。

VQC/接地選線。VQC的主要功能是對變電站的電壓和無功狀況進行監(jiān)視。當電壓或無功未達到要求時，將根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)方法，投切變壓器的分接頭和電容器組。當需要對主變分接頭進行調(diào)節(jié)時，主站發(fā)出調(diào)節(jié)指令，再通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳輸至測控裝置；投切電容器時，則由電容器的保護裝置來完成指令。變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)可自行對整個變電站的運行狀況進行識別，并根據(jù)客戶所定義的時區(qū)范圍，自行切換工作定值區(qū)域，并有效投切分接頭或電容器組，達到調(diào)節(jié)變電站功率因數(shù)和母線電壓的目的。

遠動主站。變電站的遠動功能是通過通訊處理機來實現(xiàn)的。通訊處理機包括多種通訊接口，如CAN、LonWorks、以太網(wǎng)等，還可以根據(jù)需求進行擴展；各種通訊接口可靈活配置，以滿足不同系統(tǒng)的需求；通訊處理機支持多種通信規(guī)約，如內(nèi)嵌了IEC60870-5-101等的通用協(xié)議，還可根據(jù)用戶的要求增加新規(guī)約；其還可與隔層裝置的GPS接收機進行通信，進行實時監(jiān)控。

工程師站。工程師站主要是監(jiān)視、查詢并記錄設(shè)備運行過程中出現(xiàn)的報警、歷史記錄和事故信息，對設(shè)備的定值進行重新設(shè)定或修改，記錄并分析設(shè)備出現(xiàn)的分散錄波數(shù)據(jù)，投切并保護設(shè)備的軟壓板等。

1.2 間隔層

間隔層屬于繼電保護和測控裝置層。其主要功能是對有關(guān)設(shè)備進行實時控制、測量和保護，并提供和系統(tǒng)相配套的網(wǎng)絡(luò)連接口。每個間隔單元都相互獨立，且都設(shè)有緊急手動操作跳與合開關(guān)。另外，在間隔內(nèi)，電壓等級大于等于110kV的測控和繼電保護裝置都是互相獨立的。電壓等級小于110kV的，則需要集合控制、測量、保護三合一的裝置。

2、運行過程中的問題及解決措施

2.1 后臺監(jiān)控機的常見問題及解決措施

監(jiān)控系統(tǒng)在實際運行過程中，后臺機有時無法正常顯示系統(tǒng)的相電壓，或I和II 段的母線電壓出現(xiàn)混淆，對電壓的正常監(jiān)控、故障判斷和排除造成影響。這主要是由于在改造變電站的自動化系統(tǒng)時，供貨方未妥善處理這方面的工作，加之日常系統(tǒng)檢修工作疏忽大意，給系統(tǒng)的日后運行和管理帶來麻煩。

為杜絕此類事故的發(fā)生，變電站要制定一套針對后臺監(jiān)控機的日常運行與管理的制度，并嚴格執(zhí)行。監(jiān)控人員不得利用后臺監(jiān)控機上網(wǎng)、玩游戲等無關(guān)活動，更不得利用監(jiān)控機使用個人光盤或軟盤，以防監(jiān)控機被病毒感染。如果發(fā)生上述事件導(dǎo)致后臺監(jiān)控機出現(xiàn)癱瘓的情況，要嚴格按照規(guī)章制度對其處罰并警告他人；在對監(jiān)控系統(tǒng)的日常維護過程中，要強化對后臺機的檢查和檢修力度，一旦發(fā)現(xiàn)問題，要立即并徹底處理，不得留下隱患；在后臺監(jiān)控機的設(shè)備、軟件選型上，要盡可能的選擇技術(shù)成熟且可靠的產(chǎn)品，同時要及時對監(jiān)控人員的理論技能進行培訓(xùn)，提高監(jiān)控人員的業(yè)務(wù)能力。

2.2 遠動數(shù)據(jù)信息接收和發(fā)送的能力弱

變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)，其遠動數(shù)據(jù)信息的接收和發(fā)送能力欠缺，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：無法上傳主變檔位、保護定值等，無法正確的接收和操作主站內(nèi)的遙控開關(guān)及主變調(diào)檔等功能；遠動數(shù)據(jù)信息常發(fā)生不正確的情況，或正確率和穩(wěn)定性較差。以上系統(tǒng)故障會對變電站的自動化運行帶來很大的影響，遠程設(shè)備無法進行正常的監(jiān)視和操作，因此需要與供貨方進一步合作，對系統(tǒng)進行提高和完善。

2.3 未對變電站的主變溫度實行自動化監(jiān)控

對變電站的主變溫度進行監(jiān)控應(yīng)是監(jiān)控人員日常工作的重點，每日要定時對主變溫度進行巡視并做好記錄。當發(fā)現(xiàn)主變溫度較高時，要及時將風(fēng)機系統(tǒng)啟動以增加散熱速度，控制主變溫度始終處于正常的溫度范圍內(nèi)。當前，很多自動監(jiān)控變電站系統(tǒng)的主變溫度，沒有執(zhí)行后臺機監(jiān)控機制，即使有少數(shù)的實行了后臺監(jiān)控，其監(jiān)控數(shù)據(jù)也不是很準確，仍然需要監(jiān)控人員巡視檢查。

2.4 未對直流和交流系統(tǒng)實行自動化監(jiān)控

變電站的直流和交流系統(tǒng)包含直流屏、交流屏、蓄電池、控制元件等設(shè)施。直流和交流系統(tǒng)是確保變電站正常執(zhí)行自動化控制、保護、照明、通信、監(jiān)控等活動的電源，其質(zhì)量和運行性能對變電站的穩(wěn)定運行與設(shè)備安全有著直接影響。但是，現(xiàn)階段變電站的直流和交流系統(tǒng)的所有測量、信號都未實現(xiàn)自動化監(jiān)控，更無法實現(xiàn)信息的遠傳。一旦變電站無人看守，這些設(shè)備的運行情況將無法被及時監(jiān)視，對變電站的正常和安全運行帶來很大的安全隱患，因此，需盡快實現(xiàn)直流和交流系統(tǒng)的自動化改造。

3、結(jié)束語

隨著變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的不斷推廣和應(yīng)用，在變電站監(jiān)控中心，即可通過電力通信網(wǎng)，對變電站內(nèi)的設(shè)備運行情況進行實時遠程監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備的運行故障，可大幅降低變電站的運行與維護成本，提高電網(wǎng)調(diào)控的整體安全性和可靠性。

參考文獻

[1]朱松林.變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]丁書文.變電站綜合自動化原理及應(yīng)用（2版）[M].北京：中國電力出版社，2010.

作者簡介

1、林志輝（1983年8月）男，漢族，大學(xué)本科，助理工程師，從事電氣工程及其自動化技術(shù)工作。

2、馬信（1984年8月）男，壯族，大學(xué)本科，助理工程師，從事自動化技術(shù)工作。