变电站自动化的现在与未来评议
作者：林壮
来源：《科技创新导报》2011年第19期
摘要:近年来,随着电网改造的完成,大大提高了变电站现代化水平,既提高了劳动生产率,又减少了人为误操作的可能性,但同时也不可避免地带来了一些问题,本文阐述了当前海南变电站综合自动化系统普遍存在问题,针对这些问题提出了一些建议。并展望未来。
关键词:变电站综合自动化系统存在问题展望未来
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(a)-0102-02
随着农网两改的进行,作为农村电网的核心组成部分变电站,如何进一步地提高供电的稳定性、可靠性已提到了日程,其中变电站自动化必然起着最为关键的作用。海南电网变电站综合自动化系统起自20世纪90年代,采用了自动化技术、计算机技术、通信技术大大提高了变电站的现代化水平。同时根据实际运行的要求,每年又有不少变电站进行了技术改造,更完善了自动化水平,但运行实践证明,目前变电站综合自动化系统功能仍不能充分发挥,存在问题较多,缺陷率很高,不能实现真正意义上的的无人值班,由此使人们预想变电站综合自动化的当今与未来。
1 变电站综合自动化系统的现状
现代电力系统日趋复杂,必须有足够的措施保障系统的安全,将出现故障时所造成的损失减到最低程度。电力系统的运行中可能发生的故障和不正常运行状态包括短路运行状态负荷引起的电流升高、功率缺额引起的频率降低、发电机突然甩负荷产生的过电压以及电力系统振荡等。故障与不正常运行状态都会引起电力系统事故而变电站自动化系统是提高供电可靠性的有效方法。变电站综合自动化是在微机技术和网络通信技术的基础上发展起来的新技术,是现代电力系统的重要组成部分。
变电站综合自动化系统有如下3种模式。
(1)传统模式:这种模式由原国内应用最普遍的远方终端装置,加原当地监控(监视)系统,再配变送器、遥信转接、遥控执行、UPS等屏柜组成。站内保护装置的重要信号通过硬接点方式输入远程终端控制系统(简称RTU),其他辅助监控设备亦可通过串行口按约定的规约与RUT实行通讯。
(2)集中配屏模式:这种模式属目前国内新建变电站自动化系统应用最多的一种模式,并已取得了较成熟的运行经验。该模式与传统模式相比,最大的区别在于将RTU的遥控信号、测量、电量、通信等功能分别组屏,由一个或两个总控单元通过串行通信口(RS-232,422,485)与各功能单元(屏柜),以及微机保护、故障录波、上位机等通信。其特点是将控制、保护两大功能作为一个整体来考虑。
(3)全分散式:该模式主要特点是以一次主设备(例如断路器、变压器、母线等)为安装单位,将控制、I/O、闭锁、保护等单元,就地分散安装在一次主设备(屏柜)上。站控单元通过串行口与各一次设备屏柜(在现场)相连,并与上位机和远方调度中心通信。
(4)局部分散式:此模式综合了集中式与分散式的特点,采用了分散式的系统结构,而控制和保护仍集中配屏。通常将集中配屏安装在分散的设备间隔内,根据变电站的电压等级和规模可设数个设备小间,就近管理,节省电缆。
2 存在问题与应变处理
2.1 产品低劣,隐患运行
部分生产变电站综合自动化设备的厂家过分重视经济利益,加之部分用户又过分追求高技术含量,造成部分产品技术含量虽较高,实际产品并不过关。厂家不断改变硬件及软件,甚至缺少通过专家的鉴定直接在现场运行,造成设计鉴定漏洞多,施工水平低,调试有遗漏,变电站带隐患运行。
现有的变电站综合自动化系统不能满足各厂家设备间的兼容互换性问题,从而造成各厂家各自为政,重复开发,浪费了大量的财力物力。
2.2 辅助设备与通信管理机的互通
通信是综合自动化系统中极为重要而又长期未得到妥善解决的问题之一,包括保护装置、小电流接地装置、故障录波、直流屏、计量表、五防等与通信处理器之间的通信。这些不同厂家的产品需要数据沟通,需费软件开发人员协调数据格式,因此可以认为,全国综合自动化系统的各厂家设备均采用统一的接口,施行开放化、统一化和标准化规约,存在问题是通信规约等问题。当不同厂家的产品、种类很多时,有时还需增加硬件的投入。
2.3 干扰与抗干扰
电力系统为具有多种电子和电气设备的系统,它们之间通过各种电和磁的途径彼此关联、相互影响。目前,随着计算机、自动化和信息技术的迅猛发展,电力系统中的电子和电气设备越来越多。某种故障的发生、某一开关的动作或自然现象的发生都可能对电力系统的许多设备产生干扰或破坏。
变电站在电力系统中,是一次设备和二次设备最集中的场所。系统运行方式的变化,一次回路中的开关操作,雷电流的出现,以及二次回路中电缆之间的电磁耦合都会对二次回路产生干扰。因此,变电站是电力系统电磁干扰与抗干扰的主要研究对象。
目前,海南省的变电站已几乎实现了综合自动化,并已为进一步的自动化和智能化提供了基本手段。然而,伴随着数字化的二次系统向集成化和高速化方向发展的同时,其控制系统的工作