變電所自動化控制系統(tǒng)應用與分析

馮巖

【摘?要】近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，而國家不斷地加大對基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，電網(wǎng)投資與建設(shè)的規(guī)模亦不斷擴大，對電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效、智能化運行亦提出了更高的要求，尤其是隨著當今世界電力電子技術(shù)地高速發(fā)展，變電所的自動化程度已愈來愈高。在此背景下，應運產(chǎn)生了一種自動控制及無人化運行的系統(tǒng)——變電站綜合自動化系統(tǒng)。利用計算機控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，變電所的自動化控制系統(tǒng)將變電所的一次、二次設(shè)備（包括數(shù)據(jù)采集、運行控制、保護、ATS自動轉(zhuǎn)換設(shè)備等）進行功能塊整合、分組和優(yōu)化，以實現(xiàn)對變電所設(shè)備進行在線實時測量、監(jiān)視、控制、記錄。

【關(guān)鍵詞】變電所;自動化控制系統(tǒng);應用;分析

引言

變電所自動化控制系統(tǒng)應用在變電所中可以使變電所更加安全可靠，可以大大提高變電所的運行效率，促進電網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)代化建設(shè)。基于此，該文分析了當前變電所自動化的發(fā)展現(xiàn)狀，通過分析理清思路，找到解決問題的方法，進而推動變電所自動化的不斷發(fā)展和完善。

1變電所監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能

1.1采集與處理數(shù)據(jù)

主變運行溫度、母線電壓、電流、功率因數(shù)等參數(shù)采用數(shù)據(jù)采集單元進行實時數(shù)據(jù)的采集和處理。微機系統(tǒng)通過采集以上數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)庫進行更新。

1.2控制功能

控制功能包括對變電所各電壓等級斷路器、消弧線圈、主變風機、控制無功補償接觸器等進行就地與遠程控制。

1.3報警事件處置

控制系統(tǒng)有兩種報警類型，一：提示性報警，二：事故性報警。前者包括設(shè)備狀態(tài)一般性異常報警、數(shù)據(jù)超限、主站、從站的某個單元、模塊狀態(tài)異常等，后者包括非操作引起的斷路器跳閘、保護聯(lián)鎖開關(guān)動作等等。

1.4時間順序記錄事件功能

計算機監(jiān)控系統(tǒng)以ms級時間單位對斷路器狀態(tài)、主變參數(shù)、一、二次線路參數(shù)、保護元件的動作信號信息進行采集并記錄，并能在顯示器上進行顯示及打印機上進行打印。

1.5在線統(tǒng)計計算

根據(jù)采樣的實時數(shù)據(jù)，能夠計算每一時間間隔的的電壓值、電流值、有功功率、無功功率、有功系數(shù)、主變溫度值、開光量動作狀態(tài)等，并給出以上數(shù)據(jù)的按年、月、日進行劃分的分時段統(tǒng)計數(shù)據(jù)。比如電壓、電流的最大值、最小值，功率因數(shù)的合格率等。

1.6顯示及打印畫面

變電所配電系統(tǒng)一次接線圖、直流系統(tǒng)圖能夠在顯示器上顯示，能夠顯示統(tǒng)計數(shù)據(jù)、某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)歷史變化曲線、某些報警事件，能夠打印歷史數(shù)據(jù)、報警記錄等等。

1.7系統(tǒng)的自我診斷和自我修復

監(jiān)控系統(tǒng)能夠在線實時診斷系統(tǒng)的硬件、軟件運行情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常，即能生成并發(fā)出報警信息。自我診斷的范圍包括：主站、從站系統(tǒng)、I/O單元、模組、外設(shè)、軟件故障等，非嚴重的提示報警，系統(tǒng)可以進行自我修復。

1.8平日管理功能

平日管理功能指負責計算機監(jiān)控系統(tǒng)的專業(yè)工程師對系統(tǒng)進行的日常檢查、管理、維護、更新優(yōu)化等工作。包括功能維護管理和數(shù)據(jù)庫維護管理兩方面內(nèi)容。功能維護管理包括自動化控制系統(tǒng)的啟動停止控制，對各種應用功能運行狀態(tài)的監(jiān)測，各種應用數(shù)據(jù)的顯示圖表的加載、生成和編輯。數(shù)據(jù)庫維護是工程師對數(shù)據(jù)庫中的應用參數(shù)進行增刪和修改。

2變電所自動化控制系統(tǒng)應用

遠程監(jiān)視。在變電所端，攝像機采集的圖像信號，通過圖像采集終端進行壓縮編碼成為數(shù)字信號，再經(jīng)過光纖網(wǎng)絡(luò)傳送至局MIS網(wǎng)，使圖像信號在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)共享，各監(jiān)控站通過網(wǎng)絡(luò)對圖像信號進行軟解壓或硬解壓;即可實時調(diào)用遠方變電所端的圖像信息。（2）安全監(jiān)測。當變電所發(fā)生異常情況（如：非法闖入、火災等）時，安裝在變電所的紅外防盜探頭或煙感探頭便會向報警控制器發(fā)出報警信號并匯報報警發(fā)生的地址，此時報警控制器通過圖像終端主機立即切換事故發(fā)生點的圖像畫面，同時開始就地錄像并自動向監(jiān)控端報警。（3）信息交互。將圖像系統(tǒng)音視頻信號網(wǎng)絡(luò)共享化后，通過各變電所的攝像機、音視頻輸入輸出設(shè)備等多媒體工具，可以對當?shù)氐囊曨l信號和聲音信號進行交互采集，監(jiān)控主機只要加裝多媒體視頻卡，通過對信號的解壓，便可調(diào)用圖像和聲音。（4）系統(tǒng)自檢。通過圖像控制主機定時對攝像機、報警器等主要設(shè)備發(fā)送監(jiān)測信號，以檢查設(shè)備的運行情況，判別設(shè)備的正常與否。同時網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器定時發(fā)送廣播信號，通過回應信號的接收情況判斷整個網(wǎng)絡(luò)各個站節(jié)點的工作情況，如發(fā)現(xiàn)故障立即啟動報警程序，并在畫面上提示故障信息。

3主要問題的分析研究

自動化在變電所的應用現(xiàn)實問題隨著科技的飛速發(fā)展，信息技術(shù)用于電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)成為必然趨勢。變電所綜合自動化在變電所中的應用，大大提高了變電所自動化程度，確保運行穩(wěn)定。但在實際運行中也存在一定問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。第一，系統(tǒng)功能尚不完善。目前，在變電所綜合自動化系統(tǒng)選擇的設(shè)備中，普遍存在著系統(tǒng)功能欠缺、性能不達標等問題。個別廠家受經(jīng)濟利益的驅(qū)使，對綜合自動化設(shè)備質(zhì)量把控不嚴格，忽視了產(chǎn)品性能和實用性。第二，接口不一。在集成自動化系統(tǒng)中，不同的系統(tǒng)單元需要不同的產(chǎn)品，但不同產(chǎn)品的接口卻不匹配。不同通信接口的生產(chǎn)模式和使用規(guī)范各不相同。在設(shè)計和生產(chǎn)時，制造商根據(jù)自己的實際情況進行生產(chǎn)和加工，將不同的系統(tǒng)單元集成到同一個系統(tǒng)單元中，需要工作人員來解決連接問題，這對于系統(tǒng)組裝來說是非常耗時的，迫切需要解決。第三，系統(tǒng)傳輸規(guī)約和傳輸網(wǎng)絡(luò)缺乏規(guī)范的統(tǒng)一標準，難以正確選擇。目前，在電網(wǎng)系統(tǒng)中，對以太網(wǎng)通信還沒有明確的規(guī)定，對以太網(wǎng)通信設(shè)備也沒有統(tǒng)一的標準，這在通信連接和后期安裝維護時會帶來一些不必要的麻煩。

4變電所自動化的應用

第一，將實時數(shù)據(jù)引入信息管理系統(tǒng)。目前此項技術(shù)尚未大規(guī)模地應用，技術(shù)上也有待進一步完善。這種系統(tǒng)通過將信息打包，分解成多個數(shù)據(jù)庫，然后對接接口，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成管理信息系統(tǒng)能夠讀出數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。第二，增加遠程安全啟動功能。綜合自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程遙視，在監(jiān)控室就可以監(jiān)控所有設(shè)備，但是，目前只能進行監(jiān)控而不能立即自動采取措施。因此，必須要研發(fā)自動警戒必要時能自啟動安全設(shè)施的功能。第三，輸入信息數(shù)據(jù)的實時處理。變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用計算機技術(shù)對各種技術(shù)進行采集和處理，在計算機屏幕上顯示各數(shù)據(jù)的相關(guān)處理結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對變電站運行狀況的實時監(jiān)測。這樣可以幫助工作人員及時、全面地掌握相關(guān)信息，能及時發(fā)現(xiàn)問題并作出適當處理。此外，它還具有自動報警功能，能夠及時檢測故障，最大限度地降低故障的影響。

結(jié)束語

變電站自動化系統(tǒng)的廣泛應用，對變電站實現(xiàn)保護監(jiān)控系統(tǒng)的升級換代、提高變電站的自動化程度、實現(xiàn)調(diào)度自動化和自動抄表、建設(shè)無人值守變電站和減人增效等方面，發(fā)揮了積極的、至關(guān)重要的作用。變電站微機綜合自動化系統(tǒng)，是20世紀90年代發(fā)展起來的多專業(yè)綜合技術(shù)，以計算機為基礎(chǔ)實現(xiàn)變電所現(xiàn)代化管理，從而改變傳統(tǒng)變電所的主體結(jié)構(gòu)和值班維護方式，充分體現(xiàn)出現(xiàn)代化生產(chǎn)的特點，是當代電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。

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（作者單位：中油電能集團供電公司杏南運維部張鐵匠巡視操作隊）