綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在110kV變電站的應(yīng)用分析

馬杰華

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，社會(huì)對(duì)電力的需求量不斷增多，電力增長(zhǎng)又創(chuàng)新高，同時(shí)伴隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造工程的推進(jìn)，綜合自動(dòng)化變電站的數(shù)量不斷增多，實(shí)現(xiàn)了2/3以上的覆蓋率。在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用與普及，使電力系統(tǒng)的自動(dòng)化、配網(wǎng)系統(tǒng)化以及調(diào)度自動(dòng)化等方面的發(fā)展上起到了重要的推動(dòng)作用。因此，要利用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)代替以往的二次控制系統(tǒng)，使供電管理更加的高效與科學(xué)，保證供電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。本文從綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在110kV變電站中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析，對(duì)技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行了總結(jié)，以供參考。

關(guān)鍵詞：綜合自動(dòng)化系統(tǒng);110kV變電站;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）12-0173-02

電力系統(tǒng)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮了非常重要的作用，而現(xiàn)代化程度的不斷加深，也使得人們對(duì)于電力系統(tǒng)的需求量不斷地增多，所以想要保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與良好運(yùn)行[1]，給人們提供更加高質(zhì)量和精準(zhǔn)的電力服務(wù)，就需要對(duì)我國(guó)的電力系統(tǒng)進(jìn)行改革與完善，利用綜合自動(dòng)系統(tǒng)去改善傳統(tǒng)的供電方式，推進(jìn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化建設(shè)是重要方向。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在110kV變電站中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了一次與二次供電系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)度，在供電自動(dòng)化發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。但是供電系統(tǒng)是一個(gè)具備復(fù)雜功能的系統(tǒng)，其中會(huì)涉及到各個(gè)方面的問(wèn)題，只有科學(xué)地分析綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)、優(yōu)越性，并對(duì)其在110kV變電站中的具體應(yīng)用進(jìn)行精準(zhǔn)分析，才可以電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與自動(dòng)化發(fā)展[2]。

1 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)

在現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的大背景下，變電站的現(xiàn)代化水平也在不斷提升。綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)就是利用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳輸與處理技術(shù)等多種現(xiàn)代化技術(shù)，對(duì)變電站的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、脈沖情況以及模擬量等各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與整理，然后根據(jù)各項(xiàng)程度和方式對(duì)變電站的具體運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，并將各項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)一體化的監(jiān)督與管。同時(shí)，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以采取到更加全面的數(shù)據(jù)和信息，并采用計(jì)算機(jī)的邏輯與推理判斷的功能對(duì)變電站內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督，以為變電站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行及操作提供便利。在具體的應(yīng)用過(guò)程中呈現(xiàn)出了與傳統(tǒng)供電管理系統(tǒng)不同的特點(diǎn)：

1.1 變電站管理功能的多樣化

在一個(gè)變電站的綜合系統(tǒng)當(dāng)中，電源分為直流與交流兩者，并且對(duì)所有的二次設(shè)備進(jìn)行了覆蓋，而綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中各項(xiàng)現(xiàn)代化功能的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)去模擬屏、控制屏以及儀表屏等多個(gè)方面的控制，功能趨于多樣化。而且在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中所包含的功能還是很多的，不僅使變電站的整體結(jié)構(gòu)變得更加簡(jiǎn)單，同時(shí)也節(jié)約了成本，提升了變電站的管理效率[3]。

1.2 二次設(shè)備管理網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)

在變電站管理中分為一次設(shè)備管理與二次設(shè)備管理，其中二次設(shè)備有繼電保護(hù)裝置、測(cè)量控制、同期操作等，這些二次供電設(shè)備在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用下設(shè)計(jì)與處理更加的優(yōu)化，而且信息環(huán)境下二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用，加速了信息傳輸與共享的效率，為變電站管理提供了非常有利的數(shù)據(jù)支持。

1.3 變電站現(xiàn)代化管理的推進(jìn)

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在110kV變電站中的應(yīng)用，發(fā)揮了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的功能，極大地提升了變電站的管理效果和水平。而且自動(dòng)化綜合系統(tǒng)的應(yīng)用，可以對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)地記錄和數(shù)據(jù)信息的分層次交換，并可以在故障出現(xiàn)后自動(dòng)地生成分析報(bào)告，高效解決故障問(wèn)題，推進(jìn)變電站現(xiàn)代化管理的進(jìn)程[4]。

2 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用中存在的不足之處

2.1 數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性

在110kV變電站在運(yùn)行當(dāng)中有可能會(huì)突然出現(xiàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的情況，其中數(shù)據(jù)突然清零相對(duì)常見(jiàn)，這樣就會(huì)導(dǎo)致電流和電壓的曲線數(shù)據(jù)也出現(xiàn)不穩(wěn)定甚至是清零的情況，而且存在沒(méi)有規(guī)律、反復(fù)性等問(wèn)題，這樣很容易給查詢工作帶來(lái)困擾，而且這種問(wèn)題的發(fā)生，也考慮是測(cè)量裝置故障的原因。

2.2 遙控信號(hào)不夠穩(wěn)定

在110kV變電站綜合性自動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用中，智能化保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)中，控制器會(huì)與通訊管理系統(tǒng)連接到一起，之后進(jìn)入到主站當(dāng)中去。但是在110kV變電站中保護(hù)規(guī)則較多，而且相對(duì)繁雜，所以當(dāng)主站在對(duì)保護(hù)規(guī)則進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，即使在當(dāng)接日運(yùn)行完成，但遙控信號(hào)的穩(wěn)定性仍然會(huì)受到影響，出現(xiàn)誤動(dòng)的現(xiàn)象。出現(xiàn)這一問(wèn)題的主要原因有兩點(diǎn)，一是對(duì)于規(guī)約處理的不科學(xué)，二是測(cè)量裝置在具體的應(yīng)用過(guò)程中穩(wěn)定性不足，但這兩個(gè)原因也都屬于猜測(cè)。

2.3 雙擊切換中的故障問(wèn)題

自動(dòng)化的變電站雙機(jī)之間處于監(jiān)督的狀態(tài)下，所以需要以串口通信為主，以太網(wǎng)為輔，而且在這種情況下可以確保設(shè)備的穩(wěn)定性，保證主設(shè)備的穩(wěn)定，但是在雙機(jī)切換的過(guò)程中，兩臺(tái)通信控制設(shè)備會(huì)出現(xiàn)跳轉(zhuǎn)的情況，而當(dāng)這些設(shè)備處于值班狀態(tài)下時(shí)，就只能有一臺(tái)控制設(shè)備為通信系統(tǒng)提供技術(shù)保障，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)死機(jī)的問(wèn)題，而在這種問(wèn)題出現(xiàn)后數(shù)據(jù)刷新就會(huì)受到影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遙控。

2.4 通訊突然中斷的故障

保護(hù)裝置是應(yīng)用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中的，但是由于信號(hào)誤發(fā)等問(wèn)題無(wú)法有效地避免，系統(tǒng)死機(jī)問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)，而當(dāng)死機(jī)問(wèn)題發(fā)生在保護(hù)裝置當(dāng)中，就無(wú)法進(jìn)行信號(hào)的正常傳輸了，進(jìn)而造成信號(hào)的中斷。

3 110kV變電站中綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的具體應(yīng)用策略

3.1 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式

變電站中綜合化系統(tǒng)的構(gòu)成及發(fā)展是伴隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，而綜合自動(dòng)化系統(tǒng)也是在運(yùn)動(dòng)發(fā)展中不斷變化的，而在新建的大型智能變電站當(dāng)中，分布了具有層次性的CPU結(jié)構(gòu)，主要分為設(shè)備層次、變電站層次以及間隔層，以下進(jìn)行具體分析：（1）設(shè)備層。主要是指的是變電站的電氣設(shè)備，其中包括變壓器、開(kāi)關(guān)、電流互感器、斷路器等一次供電設(shè)備。（2）間隔層。該層次是根據(jù)斷路器間隔分離開(kāi)的，通過(guò)保護(hù)與測(cè)控單元組合而成。每一個(gè)間隔的測(cè)量與保護(hù)單元的間隔，主要是負(fù)責(zé)進(jìn)行測(cè)量與監(jiān)控，對(duì)斷路器進(jìn)行操作控制，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行記錄，進(jìn)而對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，對(duì)故障進(jìn)行記錄。間隔層自身是通過(guò)不同的間隔單元裝置組合而成的，而且這些單元裝置通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò)與變電站層進(jìn)行聯(lián)系[5]。（3）變電站層。該結(jié)構(gòu)層次主要被應(yīng)用在設(shè)備的監(jiān)督與管控當(dāng)中，主要對(duì)電力信息進(jìn)行采集與測(cè)量，屬于通訊管理的橋梁，發(fā)揮職能控制系統(tǒng)的功能，并發(fā)揮不同功能在信息方面的調(diào)度作用，便于后臺(tái)更加精準(zhǔn)、有效地發(fā)揮遙控等功能。

3.2 系統(tǒng)的設(shè)備配置

在110kV變電站中綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改造，需要進(jìn)行一次設(shè)備與二次設(shè)備的改造。在變電站的內(nèi)部存在一些斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，而且內(nèi)部的元器件也存在一定的差異性，所以增大了設(shè)備的配置難度。因此，在實(shí)際的操作中，需要采用有載調(diào)壓的變壓器，對(duì)系統(tǒng)調(diào)控及損耗進(jìn)行控制，以此來(lái)降低系統(tǒng)的噪音，控制系統(tǒng)的損耗，降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。比如，在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，SF6斷路器型號(hào)的采用，需要將低壓報(bào)警與閉鎖回路進(jìn)行連接，對(duì)設(shè)備的基本性能進(jìn)行連接，發(fā)揮設(shè)備的維護(hù)與抗災(zāi)功能。同時(shí)，采取隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)為電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，能夠給設(shè)備的遙控與管理提供遠(yuǎn)程化的服務(wù)。另外，還需要給系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)真空開(kāi)關(guān)柜，但是在110kV變電站中開(kāi)關(guān)柜是很多的，所以可以采取分散式的組屏方式，注重在開(kāi)關(guān)柜及一次供電設(shè)備附近安裝數(shù)據(jù)采集、控制以及微機(jī)保護(hù)單元等，利用網(wǎng)絡(luò)投標(biāo)尋使變電站及各單元連接到一起，這樣不僅能夠起到節(jié)約消耗和境地成本的作用，還能夠減少外界對(duì)此的干擾[6]。

3.3 系統(tǒng)通信的連接

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在110kV變電站中的應(yīng)用，需要采取網(wǎng)絡(luò)連接的當(dāng)時(shí)，將110kV變電站與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)智能性地連接到一起，而且對(duì)于變電站內(nèi)部的通信，還需要采取間隔分布時(shí)的自動(dòng)化系統(tǒng)，利用電壓無(wú)功控制裝置和邊電壓的方式對(duì)站內(nèi)的通信設(shè)備的連接情況進(jìn)行判斷與遙控。而且通過(guò)變電層與間隔層連接的方式，能夠?qū)Φ堕l分離，合閘的命令等參數(shù)信息進(jìn)行測(cè)量。同時(shí)，在變電站與調(diào)動(dòng)中心的連接過(guò)程中，太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)要發(fā)揮出來(lái)，并利用太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的構(gòu)建。而系統(tǒng)中采取的IP協(xié)議通訊方式，可以給予雙總線網(wǎng)絡(luò)和光纖通訊提高技術(shù)支持，以此來(lái)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和精準(zhǔn)性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀況進(jìn)行自動(dòng)化得檢測(cè)，保證各個(gè)節(jié)點(diǎn)直接聯(lián)系的通常性，以避免出現(xiàn)信息丟失的情況。此外，在這個(gè)過(guò)程中采取WEB網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器，還可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部系統(tǒng)之間的通信連接，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)信息的高效收集與傳輸，并提升數(shù)據(jù)接收與傳輸?shù)男剩栽诰钟蚓W(wǎng)中實(shí)現(xiàn)順暢的通信連接。而采取此種通信方案，可以提升變電站信息及數(shù)據(jù)采集的效率與質(zhì)量，提升傳輸速度，使系統(tǒng)有更快的響應(yīng)，以免受到外界干擾信號(hào)的不良影響，以此滿足110kV變電站的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，科技的日益進(jìn)步，電能的需求量越來(lái)越大，電能的生產(chǎn)與運(yùn)輸向著智能化方向發(fā)展，逐漸地替代傳統(tǒng)的控制性系統(tǒng)，而綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在110kV變電站中的應(yīng)用，可以促進(jìn)變電站實(shí)現(xiàn)智能化的管理，以此來(lái)確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

110kV變電站中綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用相對(duì)廣泛，但是與傳統(tǒng)的變電站相比，此類型的變電站所擁有的功能和手段非常的豐富，功能也很多，不僅可以確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定，也使我國(guó)電力系統(tǒng)在發(fā)展中實(shí)現(xiàn)了重大的突破。在這種背景下，電力相關(guān)的研究部門(mén)也對(duì)110kV變電站中綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行因素進(jìn)行了分析，對(duì)影響安全的問(wèn)題進(jìn)行思考，并采取了積極有效的解決方式，以此來(lái)推動(dòng)我國(guó)變電站建設(shè)事業(yè)的健康發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 莫偉君.試論110kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)試中存在的問(wèn)題及其對(duì)策[J].科學(xué)與財(cái)富，2019（26）：148.

[2] 史其銀.110kV綜合自動(dòng)化變電站的電氣二次設(shè)計(jì)[J].商品與質(zhì)量，2019（9）：211.

[3] 鐘永城.淺析電氣二次設(shè)計(jì)在110kV綜合自動(dòng)化變電站的應(yīng)用[J].電子世界，2018（24）：162-163.

[4] 王靜.110kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改造分析[J].中國(guó)科技投資，2017（35）：212.

[5] 丁媛.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)研究[J].電子世界，2016（23）：19.

[6] 郝亞波，王慧君.提高110kV變電站自動(dòng)化系統(tǒng)安全運(yùn)行的策略[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2017，24（3）：124.