電力系統(tǒng)變電站自動化調(diào)試策略的研究與應(yīng)用

王泓權(quán)

摘 要：電力系統(tǒng)變電站自動化是變電站建設(shè)的趨勢，有助于提高電力系統(tǒng)運行效率，節(jié)省運營成本。按照功能自動化系統(tǒng)由微機保護(hù)單元、通訊通信網(wǎng)絡(luò)、后臺運行管理站、輔助設(shè)備四個組成，運行前需要進(jìn)行保護(hù)通信調(diào)試、對時、防護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試、事故數(shù)據(jù)采集與處理調(diào)試，確保整個系統(tǒng)能夠正常運行，記錄、反饋信息。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；變電站；自動化系統(tǒng)

電力系統(tǒng)運行是否穩(wěn)定直接影響居民生產(chǎn)生活，甚至影響國家安全。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)下游用電單位的用電安全。近年來，隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，各種智能化、自動化設(shè)備開始涌現(xiàn)，為變電站的自動化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。本次研究就電力系統(tǒng)變電站自動化調(diào)試進(jìn)行概述。

1 國內(nèi)外變電站自動化建設(shè)

我國變電站自動化建設(shè)較晚，但發(fā)展迅速，研發(fā)變電站綜合自動化的單位、生產(chǎn)廠家逐漸增多，已有較成熟的成品。在國外，變電站自動化系統(tǒng)投入較早，如德國西門子LSA-678已投入市場三十年，也是我國第一個引入的變電站自動系統(tǒng)。近年來，微機控制終端技術(shù)、接點信息接收技術(shù)、自動控制技術(shù)有了很大的發(fā)展，進(jìn)一步推動了變電站的自動化控制發(fā)展。按照發(fā)展趨勢，變電站自動化可控制逐漸呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：（1）集中控制、功能分散相全分散網(wǎng)絡(luò)型發(fā)展；（2）從專用設(shè)備到平臺；（3）從傳統(tǒng)控制向綜合智能轉(zhuǎn)變；（4）從單純屏幕監(jiān)視到多媒體監(jiān)視；（5）從電氣設(shè)備狀態(tài)，到故障診斷、電能質(zhì)量分析等多功能發(fā)展[1]。

2 電力系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)構(gòu)成

國內(nèi)外當(dāng)前的電力系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大同小異，按照功能可分為微機保護(hù)單元、通訊通信網(wǎng)絡(luò)、后臺運行管理站、輔助設(shè)備四個組成，邏輯結(jié)構(gòu)較清晰、接線簡單，不容易被干擾，擴張性較好。按照功能實現(xiàn)的地點，又可分為站控層、通信層、間隔層，其中站內(nèi)控制包括CRT顯示器、監(jiān)控主機、打印機等輔助設(shè)備，通信層包括處理器機、MODEM，間隔層包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、綜合監(jiān)控單元、輸電線路測控保護(hù)單元、變壓器保護(hù)單元、電容器保護(hù)單元等。不同結(jié)構(gòu)各司其職，對于硬件而言，主要包括CPU、模擬器輸入相關(guān)硬件、開關(guān)、人機通訊和網(wǎng)絡(luò)通信部分等。軟件構(gòu)成主要以SCADA為主，變電站數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)視是自動化最核心功能，為配電控制提供數(shù)據(jù)支持。

3 電力系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)調(diào)試

3.1 保護(hù)通信調(diào)試

在對變電站進(jìn)行自動化改造時，需充分考慮原有以及現(xiàn)有設(shè)備的兼容情況。變電站現(xiàn)有的微機保護(hù)裝置，投入年代不同、生產(chǎn)廠商繁多、接口類型復(fù)雜，通訊規(guī)則也存在差異，在進(jìn)行新增系統(tǒng)通信改造時，容易因規(guī)則轉(zhuǎn)化導(dǎo)致工作量增加。在進(jìn)行改造前，需要了解原有系統(tǒng)、現(xiàn)用的保護(hù)裝置是否進(jìn)行過連接，必要時需要從廠家那里進(jìn)行提前解決。保護(hù)裝置的信號點介入應(yīng)全部介入新系統(tǒng)的硬接點遙信狀態(tài)采集，保證在意外情況下，無法自動上報文件時，能夠得到保護(hù)動作信息。此外，還需要修改新系統(tǒng)保護(hù)定植，避免非授權(quán)隨意修改保護(hù)定值，造成事故。對于需要經(jīng)常改變保護(hù)投退狀態(tài)的配網(wǎng)變電站，為便于開展現(xiàn)場管理，需要開放遠(yuǎn)方投退功能[2]。

3.2 對時

統(tǒng)一時鐘是保證電力系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵措施。特別是隨著自動化水平的提高，對時的需求明顯提高，對對時的質(zhì)量越來越細(xì)化，電力系統(tǒng)需要以GPS時間為基準(zhǔn)，進(jìn)行全系統(tǒng)裝置時鐘統(tǒng)一[3]。在統(tǒng)一時鐘后，基于時間來分析故障，通過開關(guān)動作先后順序，分析事故發(fā)展的過程。目前時間的校正包括脈沖同步校時、串行口校時、B碼校時，第一種精度高，但無法進(jìn)行時間數(shù)值的校正，故還需要進(jìn)行串行口校時，以核對年、月、日。

3.3 防護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試

防護(hù)系統(tǒng)是對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行誤操作防護(hù)的系統(tǒng)，部分保護(hù)屏、監(jiān)控屏上控制開關(guān)未進(jìn)行閉鎖，存在防護(hù)漏洞，可能會直接進(jìn)行斷路器跳閘等誤操作。故，在進(jìn)行調(diào)試時，需要確認(rèn)被操作對象的控制指令都在防護(hù)系統(tǒng)閉鎖內(nèi)，保證控制開關(guān)正電源回路與電氣編碼鎖串行。

3.4 事故數(shù)據(jù)采集與處理

一個完善的變電站自動化系統(tǒng)，需要能夠進(jìn)行事故數(shù)據(jù)的采集、處理，各個電站傳來的SOE信息，需要能夠及時響應(yīng)，并存入庫存實踐。需要進(jìn)行模擬試驗，判斷事件信息是否被存入到事件庫中，并能夠被調(diào)出。系統(tǒng)能夠進(jìn)行事故追憶，調(diào)出任意節(jié)點，若干分鐘測量數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，以利于發(fā)生該時間段內(nèi)進(jìn)行數(shù)目分析，同時能夠獲得子站傳輸?shù)那€記錄數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)可進(jìn)行重演、快放、慢放[4]。系統(tǒng)能夠有效的及時處理報警，對模擬量越限、數(shù)字量狀態(tài)變化、自動化系統(tǒng)硬件故障、遠(yuǎn)動設(shè)備故障、通道故障等事件及時報警，報警方式包括窗口顯示、設(shè)備與數(shù)據(jù)閃爍、事故畫面推送、語音報警等都能夠按照既定的要求動作。報警可進(jìn)行整個站內(nèi)報警，也可進(jìn)行單個報警，能夠恢復(fù)某個報警[5]。

3.5 開關(guān)設(shè)備調(diào)試

開關(guān)的改造是自動化改造的重中之重，如FZW28-1，需要進(jìn)行綜合利用，在“三遙”功能上增加PT、CT，配備FTU，又如GW9-10，需要進(jìn)行二遙感功能，加裝PT。根據(jù)不同的功能實現(xiàn)，進(jìn)行改造后，需要測試開關(guān)的反應(yīng)情況，避免出現(xiàn)失效情況。

4 結(jié)束語

電力系統(tǒng)變電站自動化的框架基本成熟，但仍有較大的發(fā)展空間，整體呈現(xiàn)功能集中、綜合控制趨勢。系統(tǒng)運行前，調(diào)試工作是重中之重，調(diào)試工作是確保整個系統(tǒng)功能實現(xiàn)、正常運行的首要步驟。變電站工作者，需要熟悉整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能，了解硬軟件的構(gòu)建，從而指導(dǎo)調(diào)試工作，重點關(guān)注故障信息報警與處理、通信與防護(hù)系統(tǒng)正常運行，提高容錯率，降低人為原因?qū)е鹿收习l(fā)生風(fēng)險。目前，自動化系統(tǒng)開始實現(xiàn)調(diào)試一體化，調(diào)試功能能夠在后臺實現(xiàn)，極大的提高調(diào)試的效率，縮短建設(shè)到投入運行的時間。

參考文獻(xiàn)

[1]李建芳.探討電氣二次設(shè)計在220kV綜合自動化變電站的應(yīng)用[J].通訊世界，2016，24：214-215.

[2]陳余.變電站電氣自動化控制系統(tǒng)分析及其應(yīng)用[J].科技展望，2017，03：78.

[3]王梟.變電站綜合自動化系統(tǒng)安全運行分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，02：203.

[4]邵淵淵.基于自動化系統(tǒng)的變電站計量管理模式[J].電子制作，2017，02：74+76.

[5]楊文曉，郭燕.智能變電站自動化系統(tǒng)一體化技術(shù)探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017，03：131.