基于變電站自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行調(diào)試及遠(yuǎn)程維護(hù)的研究

云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司普洱供電局 普亞 潘飛飛 李理 黃博

1 引言

因?yàn)槲覈?guó)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，結(jié)合變電站內(nèi)部各類自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況可得知，若調(diào)試不到位，或者日常維護(hù)不達(dá)標(biāo)，會(huì)嚴(yán)重影響變電站自動(dòng)化設(shè)備的整體運(yùn)行水平。鑒于此，本文重點(diǎn)探討變電站自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行調(diào)試要點(diǎn)和遠(yuǎn)程維護(hù)措施。

2 案例分析

本文以某智能變電站為例，該變電站采用數(shù)據(jù)報(bào)文方式，新增了合并單元和智能終端，以及網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄與分析裝置，此變電站的主要組成如圖1所示。為確保變電站內(nèi)部的自動(dòng)化設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，要求工作人員加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)試，并做好遠(yuǎn)程維護(hù)工作。

圖1 變電站的主要組成

3 設(shè)備運(yùn)行調(diào)試要點(diǎn)

3.1 明確調(diào)試原則

第一，遵守先縱向、后橫向調(diào)試原則。調(diào)試人員需要先進(jìn)行常規(guī)性調(diào)試，后調(diào)試自動(dòng)化設(shè)備的高級(jí)功能，按照橫向聯(lián)合調(diào)試，分系統(tǒng)調(diào)試原則，不斷提升自動(dòng)化設(shè)備的調(diào)試水平。

第二，遵守系統(tǒng)性調(diào)試原則。結(jié)合自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，針對(duì)硬件配置的橫向分層核實(shí)處理，針對(duì)自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部的實(shí)際組成部分，包括硬件的配置情況進(jìn)行全方面檢驗(yàn)。

第三，遵守智能化調(diào)試原則。在實(shí)際調(diào)試過(guò)程當(dāng)中，需要遵守智能化原則，及時(shí)更新新型的調(diào)試技術(shù)，在調(diào)試結(jié)束后，還要開(kāi)展單體調(diào)校[1]。

3.2 單體

單機(jī)的調(diào)試重點(diǎn)包含檢修機(jī)制的檢查、采樣檢查和功能性測(cè)試等內(nèi)容，檢修壓板安裝結(jié)束后，需要馬上檢查設(shè)備所發(fā)出的各類網(wǎng)絡(luò)傳輸報(bào)文是否仍然處于有效狀態(tài)，同時(shí)還要確保系統(tǒng)可以準(zhǔn)確接收?qǐng)?bào)文[2]。在通信檢查期間，確保裝置跟過(guò)程車和間隔層間的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、可靠，利用繼電保護(hù)裝置，可以對(duì)各類自動(dòng)化設(shè)備適當(dāng)增加遙信量，確保SOD時(shí)間更加準(zhǔn)確。

3.3 后臺(tái)監(jiān)控體系

監(jiān)控系統(tǒng)在接線和操作等方面，和常規(guī)的變電站無(wú)較大差異，僅采取高級(jí)通信方式，針對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的具體運(yùn)行情況實(shí)施后臺(tái)監(jiān)控，與此同時(shí)，通過(guò)設(shè)置五防投退按鈕，可以對(duì)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)自身實(shí)施五防。在具體調(diào)試環(huán)節(jié)，工作人員可以將手車位置、接地刀閘之間保持良好的連接狀態(tài)，讓報(bào)警信號(hào)可以及時(shí)發(fā)送，在實(shí)際的操作環(huán)節(jié)，要求保持保護(hù)壓板表層為黃色，出口壓板表層為紅色，剩余的壓板表層為灰色，確保各項(xiàng)操作更加規(guī)范化。在自動(dòng)化變電站后臺(tái)監(jiān)控體系當(dāng)中，要求監(jiān)控人員全方面了解具體規(guī)定，確保SOE 時(shí)標(biāo)和裝置型號(hào)一致，并且開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)。如果自動(dòng)化設(shè)備的后臺(tái)裝置需要接受比較多的信號(hào)，工作人員要重點(diǎn)檢查設(shè)備后臺(tái)是否存在丟電現(xiàn)象，確保自動(dòng)化設(shè)備的各項(xiàng)操作更加安全、完整。

3.4 組網(wǎng)

變電站自動(dòng)化設(shè)備在具體運(yùn)行期間，通常需要依賴電子式電流互感器，利用大電流發(fā)生器，直接將電子式電流互感器和標(biāo)準(zhǔn)RA 有效串接，確保ETA 能夠經(jīng)過(guò)光纖與合并單元，將數(shù)據(jù)量電流信號(hào)準(zhǔn)確輸入至電子式電流互感器校驗(yàn)儀當(dāng)中。電流發(fā)生器能夠模擬一次電流開(kāi)展具體對(duì)比，對(duì)ETA的實(shí)際輸出數(shù)字量信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)的TA輸出模擬信號(hào)是否一致進(jìn)行全面檢查。合理運(yùn)用高壓發(fā)生器來(lái)模擬一次性電壓，利用校驗(yàn)儀，能夠檢測(cè)ETA 輸數(shù)字量信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)TV 輸出模擬信號(hào)極性、變比等是否相同，進(jìn)而順利完成電壓互感器調(diào)試[3]。

3.5 保護(hù)裝置

在自動(dòng)化裝置的內(nèi)部，因?yàn)榻涌诒容^特殊化，很多型號(hào)自動(dòng)化保護(hù)裝置試驗(yàn)儀，不能完全適應(yīng)到自動(dòng)化保護(hù)裝置之中。因此，工作人員需要全面認(rèn)識(shí)加強(qiáng)調(diào)試的重要價(jià)值。在自動(dòng)化保護(hù)裝置的大力支撐下，系統(tǒng)可以接收到各項(xiàng)信息，同時(shí)可以將報(bào)文發(fā)送至保護(hù)裝置的內(nèi)部，所以，工作人員可以結(jié)合不同保護(hù)裝置和試驗(yàn)儀，采取科學(xué)的調(diào)試方案。例如，直接將常規(guī)的微機(jī)保護(hù)試驗(yàn)劑穩(wěn)定連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置當(dāng)中，進(jìn)而將數(shù)據(jù)采樣信號(hào)有效輸出至合并器，利用合并器，將自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置和系統(tǒng)可靠連接，并利用PC來(lái)連接保護(hù)裝置GOOSE 網(wǎng)絡(luò)接口，將系統(tǒng)反饋到的各項(xiàng)信息實(shí)施嚴(yán)格監(jiān)測(cè)、處理，起到比較好的保護(hù)效果。

此外，系統(tǒng)也可以將各項(xiàng)采樣數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)送到分析裝置當(dāng)中，直接將GOOSE信息輸送到自動(dòng)化保護(hù)試驗(yàn)儀器之中，運(yùn)用自動(dòng)化的保護(hù)試驗(yàn)儀器，順利完成全部調(diào)試作業(yè)。

在上述兩種方案之中，由于模數(shù)轉(zhuǎn)換器和合并裝置，兩者間的打包環(huán)節(jié)通常需要消耗較多時(shí)間才可以順利完成。因此，在此期間，通常會(huì)存在很大誤差，在具體調(diào)試工作當(dāng)中，所有可能會(huì)出現(xiàn)的誤差，均需要慎重考慮，進(jìn)而確保最終的調(diào)試結(jié)果更加精確。相比較來(lái)講，第二種方案的有效運(yùn)用，能夠減少誤差的出現(xiàn)，主要是由于此環(huán)節(jié)無(wú)須經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，實(shí)際調(diào)試期間，均由自動(dòng)化保護(hù)試驗(yàn)儀和保護(hù)裝置封閉處理，可以顯著提升調(diào)試結(jié)果的精確性與合理性。所以，調(diào)試人員需要選擇第二種調(diào)試方案。調(diào)試人員還需要根據(jù)保護(hù)裝置的實(shí)際運(yùn)行狀況，采取科學(xué)調(diào)試方法[4]。

4 設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)

4.1 建立遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)

結(jié)合此變電站內(nèi)部自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行狀況能夠得知，對(duì)處在正常運(yùn)行狀態(tài)的變電站來(lái)講，工作人員需要在調(diào)度端、變電站端SDH光傳輸設(shè)備的內(nèi)部，將相應(yīng)的具體數(shù)據(jù)，建立2M專線通道，自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)通道如圖2所示。

圖2 自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)通道

合理配置系統(tǒng)數(shù)據(jù)，針對(duì)遠(yuǎn)程維護(hù)人員來(lái)講，需要在自動(dòng)化設(shè)備調(diào)度端專業(yè)維護(hù)電腦當(dāng)中，合理配置IP地址。維護(hù)人員還需要配置符合變電站后臺(tái)監(jiān)控機(jī)相同網(wǎng)段、不會(huì)發(fā)生沖突的IP地址，并結(jié)合變電站的后臺(tái)監(jiān)控機(jī)的操作系統(tǒng)運(yùn)行情況，采用Unix/Linux系統(tǒng)或者Windows系統(tǒng)，針對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的具體運(yùn)行情況，有效配置具體系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

4.2 遠(yuǎn)程維護(hù)

4.2.1 變電站后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備

根據(jù)變電站內(nèi)部各項(xiàng)自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)際維護(hù)情況能夠得知，在調(diào)度維護(hù)電腦之中，可以確保變電站站端的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)快速變更，保證設(shè)備的間隔名稱，包括設(shè)備編號(hào)進(jìn)行更換，順利完成一次接線圖畫變更等工作，可以減少現(xiàn)場(chǎng)維修工作量，提高變電站自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)維人員的工作效率與質(zhì)量，能夠節(jié)省大量的人力和物力。

4.2.2 缺陷定位

針對(duì)自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維人員來(lái)講，可以在監(jiān)控中心調(diào)度端，快速發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)斷路器位置是否出現(xiàn)錯(cuò)誤，告警信號(hào)是否發(fā)送頻繁，或者遙測(cè)量沒(méi)有及時(shí)刷新等情況，及時(shí)在調(diào)度端遠(yuǎn)程訪問(wèn)后臺(tái)準(zhǔn)確判斷出各項(xiàng)數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，若數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，則可以確定出測(cè)控和保護(hù)裝置，或一次設(shè)備等設(shè)備發(fā)生異常，若數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，能夠判斷為遠(yuǎn)動(dòng)裝置或者調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配置合理。

4.2.3 風(fēng)險(xiǎn)判斷

變電站后臺(tái)監(jiān)控機(jī)，包括調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，以及各項(xiàng)通道與設(shè)備，全部保持獨(dú)立，如果出現(xiàn)暴風(fēng)雨或者臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣環(huán)境，一旦出現(xiàn)變電站遠(yuǎn)動(dòng)裝置故障，或發(fā)生通信雙通道退出等現(xiàn)象，監(jiān)控站沒(méi)有良好的監(jiān)控功能，工作人員無(wú)法馬上對(duì)變電站內(nèi)部進(jìn)行處理，可以直接利用調(diào)度端，針對(duì)變電站的后臺(tái)監(jiān)控機(jī)實(shí)施遠(yuǎn)程訪問(wèn)，真正達(dá)到無(wú)人值守的目的，有效降低自動(dòng)化系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)概率。

4.2.4 數(shù)據(jù)采集

為減少雷雨天氣過(guò)多引起線路跳閘等現(xiàn)象的發(fā)生，使得工作人員無(wú)法立刻關(guān)注一些重要的信號(hào)，應(yīng)用變電站遠(yuǎn)程裝置，能夠?qū)⑼粋€(gè)類型保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，在較短時(shí)間內(nèi)順利合成、上傳，但此種方法容易讓監(jiān)控值班員在線路跳閘期間，不能快速查看具體的保護(hù)動(dòng)作等信息，工作人員需要采取到站端檢查方式，然后將各項(xiàng)故障信息及時(shí)傳遞給線路維護(hù)工作人員，使得自動(dòng)化設(shè)備故障處理時(shí)間不斷延長(zhǎng)。

為有效解決上述問(wèn)題，工作人員可以運(yùn)用調(diào)度端、變電站端，在調(diào)度端、變電站端分別建立2M 專線通道，針對(duì)后臺(tái)的監(jiān)控機(jī)實(shí)施全方面、全程訪問(wèn)，運(yùn)用系統(tǒng)自有告警信息查詢功能，可以更加精確而詳細(xì)地了解線路跳閘的過(guò)程，同時(shí)對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中所采集數(shù)據(jù)當(dāng)中存在的缺陷，起到彌補(bǔ)作用[5]。

4.2.5 故障處理

在遠(yuǎn)程維護(hù)環(huán)節(jié)，如果程序發(fā)生故障，在指定的時(shí)間之內(nèi)，針對(duì)看門狗實(shí)施復(fù)位之后，看門狗定時(shí)器會(huì)出現(xiàn)溢出現(xiàn)象，要進(jìn)行信號(hào)復(fù)位，同時(shí)充氣系統(tǒng)，故工作人員還要在裝置的外部引至看門狗電路芯片的復(fù)位引腳，然后和光隔離器保持穩(wěn)定連接，利用冷復(fù)歸遠(yuǎn)程的原理，建立遠(yuǎn)程復(fù)歸通信站，遠(yuǎn)程復(fù)歸通信站如圖3所示。

圖3 遠(yuǎn)程復(fù)歸通信站

5 結(jié)語(yǔ)

本文重點(diǎn)對(duì)變電站自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行調(diào)試及遠(yuǎn)程維護(hù)措施進(jìn)行合理性分析，明確變電站后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)要點(diǎn)，提升缺陷定位的準(zhǔn)確率和處理效率，減少無(wú)人值守站完全依賴調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，提升調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集效率，并加強(qiáng)安全防護(hù)力度，不但可以確保變電站自動(dòng)化設(shè)備安全運(yùn)行，而且能夠顯著提高變電站自動(dòng)化設(shè)備的調(diào)試和維護(hù)質(zhì)量，所以可以為電力系統(tǒng)相關(guān)人員提供一定的幫助和參考。