探析变电站综合自动化系统存在问题及改进措施

２０１３年第２１期　【总第２６４期）　两秦懒　ＮＯ－２１．２０１３　（ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ

．２６４）　

变电站综合自动化系统的问题浅析　

牧骑乐　

（内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局，内蒙古锡林浩特０２６０００）　

摘要：由于变电站各个子系统作为综合自动化内部的小系统，均采用低电平的弱电系统，但强电场所是它们工作　的主要环境，在这个环境里电磁干扰极其严重，如果可靠性这个问题不能得到考虑，又没有采取一些措施，那么　

在很强的电磁干扰下，这个自动化子系统就容易被破坏，不能正常工作，因此，运行过程中要考虑提高可靠性运　行等内容。文章将从变电站综合自动化系统的通讯内容和其意义以及影响系统通讯的因素三方面进行分析。　

关键词：综合自动化；电磁兼容；电磁干扰；接地　

中图分类号：Ｕ４１６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２３７４（２０１３）２１—０１２４—０２　

１　综合自动化信息传输的内容　

（１）变电站的各个间隔的一次设备与间隔对应的二　

次保护测控等装置之间的信息交换。当间隔层的设备有操　

作的时候，例如分合断路器和隔离刀闸的时候、设备的合　

位、分位指示，对变压器进行调档的时候，档位的指示以　及数值的变化，避雷器在雷雨天气遭受雷击计数的时候，　

数值的显示及变化，这些都是它们信息交换的内容。（２）　

在一个间隔内对应的二次保护、测控计量等设备之间的信　

息交换。在一个间隔层内同时存在保护装置、测控装置、　

计量装置等一些电力设备。这些设备在电力系统中起着互　

不相同的作用，但这些设备又不是独立工作的，它们之间　

需要一些信息的交换来组成综合自动化系统工作的完整　

性。（３）两个或者多个间隔层的设备之间也存在一些信息　

的交换。不同单元层之间的数据通讯及交换主要有：主保　

护和后备保护工作情况、互相之间的闭锁、相关保护动作　

闭锁电压无功综合控制装置等信息。（４）信息在单元层和　变压站层的通信。这两层之间所包括的通信内容有很多，　

・９０・　科技论坛　摘要：随着科学技术的快速发展，自动化技术被逐渐应用到电力系统中，这不仅适应了新时代对电力系统更高的要求，同时也带来　了更好的经济效益。但是，在实现电力综合自动化过程中也遏到了许多问题。从电力综合自动化系统的应用着手，分析了这之间存在的问　题，并提出了相应的解决对策。　关键词：电力自动化；问题；解决对策　１概述　自动化腔制体系是—个电力系统的杨　它是整个电厂安全、稳　定、高效运转的保障。电力综合自动化系统负责对电力运转ｆ青况的全面监　控利言息汜录对电厂ｊ辞埘盼　甚、运行效率、负荷状况进行评估预　测可能存在的风险　电力系统的安全稳定运行。如果电力绢冶自　动化系统发生故障不能对电厂运行进行实时监控不能对各部件进行信　息记录和评估这可能导致工作人员对电厂运行状况失去掌控．｛良可能引　发大面积停电甚至整个电力系统的瘫频　剑挽巨大的经济损失和不好的社　会效应。随着社会的发民我国的用电量不断加大越也对电力系统的设计、　运行、安全稳定等提出了更高的要求相关工作人员必须加深对电厂自动　化技术的了解，与时俱进　牾｝有用的知识夏．ｊ　开展自己的工作’保证电　力系统的同步健康发展。　２电力综合自动化中存在的问题　ＺＩ电力自动化系统的技术　斗缺乏标准化　第　电力自动化系统的开放性问题。现有的电力自动化系统中存在　着许多电力设备之间接口困难甚至完全不能对接的情况道成许多设备　秸　品　准ｌｒｊ睢以实现导致电力自动眦ｊ　效率低下。这主要是由　于各厂家之间缺乏开放Ｉ生的交流、沟通所引起的导致彼此没有共同性约　定各自独立生产　ｒ许多电力设备无法对接造成　要的人力、物力资　源浪费。所以电力结冶‘自动化系统要考虑．不同商家的设备生产可互作牲，　为电力系统正常运行提供功能、技术保证。　第二牲产厂家的产品不过关顾鲎　瓣０电力设施相关标准。许多厂　家以经济利益为首要目的，在自身产品的实用性、可靠性方面却不够重视；　而大部分用户都更看重产品的技术含量，导致许多实用性能差、运行不够　稳定、缺乏安全保障的所谓高科技产品畅通无阻。很多厂家只对自己的　制造进行技术认汪、而不对自己的产品进行质量鉴定导致许多产品的生　产缺乏基瘁的质量保证。此外，工厂里的没计人员对自动化没备的概念应　用理解不够全面这也会　也们设备的产品实行胜能差质量出现问题。　第三电力综合自动化系统的抗干扰问题。电力综合自动化系统的抗　干扰即电磁兼容问题也是—个非常关键、却容易被人们忽视的方面　旦　相关实施受到电磁干扰　绍　罐［ｊ妾影响电力系统的稳定、正常工作导　致赛超　｝不稳崩ｄ磷濒出。传统的电力系统自动化设备的抗干扰检测手段　非常原始往往只在制造出厂时进行开关电焊机、固定电话、风扇等的检验　到达应用现场时也只是增加开合断路器的检测，这些手段都比饺原始，相　对于电力应用盼　盔泼展和要求的不睦　提高显得过于简单。众多电力设　备未经严恪号　瞄拄入电力自动化系统投人使用　将导致不久的将来电　网事故频发、工作效率低下。缺乏—个统—量化的定型检测标准，吐喊为了　电力自动化设备抗干扰能力参差不齐的重要原因。　２２电力自动化系统模式选择存在　如果—个电力自动化系统的运行模式选择得当的诋将会极大地降　低　十成本、设备成本、修护成本并将有效提高电力系统的安全高效运转　性能极大地节省开支＇因此电力综合自　经济、社会意义。伴随着电力自动化工程的不断增多庖力系统无论是新　建、改建、还是扩建’者ｌ啦　疆　的系统选择模式　觋电力系统运行模　式的规范化选择。经筛选而认定的电力系统必须具有良好的可塑陛和运　行价值具有完整的电力实施劝能齐全，实用经济；并目．要求相关的生产厂　家提供良好的质量保证服务、有—定的运营基础、优质的售后服务等。不　过从目前来看我国电力自动化系统在这方面实现得并不理想。　２３现行的电力管理体制存在缺陷　电力自动化系统是—个结构复杂、多层次参与的运行过程，中间许多　环节都需要多方面的参与和努力才能保障其良ｆ｝子＝运行。也正是由于其多　方面参与的复杂性厂旦电力运转出现了问题当两个或两个以上相关单　位参与到检修维护工作中来以后就容易出现相互推卸责任、都不认真对　待的情况越曲．正体现了现代电力自动化管理体系中所存在的漏洞。ｊＨ：夕卜’　也要加强对电力设计、检修、维护等在　，尽快建立—套完善的电力自动　化管理体系　｜泼生事故时相互推卸、无人负责的现状国　睦全电力管　理删电力自动化系统的发展　重大意义。　２４自动化系统的远行维护人．员水平＝　高　目就电力自动化没备的维修、检修都主　斟鲻崔生产厂家。出了事故　不能自己及时解决并耗费大量的人力、财力。要尽决培养一支自己的高素　质电力维修队伍加强行业内的相互交流　彼此电力自动化知识的完　善　而更决更ｌ妇铷Ｉ触电力运行中出　失降到最小。　３．１多方　作，实现电力自动化系统的技术没汁　佳Ｉ化　为了维护电力自动化行业发展的良好秩序’保＿证　胡靖　虢　鲼珩杜　绝电力市场中因缺乏统—标准而造成的混乱状况　须提出—套系统的电　力设施技术标准；｝瞰　拼要求两者在功能在达到互补。这就要求电　力厂家蝴电力设备加故障录波与通讯控制器、无限装置与计算机连　接、保护与通讯控制器、ＲＴＵ与通信控制器、通讯控制器与主站、小电流　接地装置与通讯控制器、通讯控制器与模拟盘等设备在接口设计匕有一　个统—标准要展开多力面的交流　｝名　安头、数据流通方式以及运行规　约匕达成统一意见。如果形成了—个所有厂家都认可并主动执行的电力　设备规约制度那么因设计缺乏统—标准而带来的一系列问题就可得到有　效杜绝。　３２科学设计电力综合自动化系统模式　电力系统的设计应以有效杜绝各项事故为杨　＇懈０合情、合理、合利，　从专业的角度来讲，电力综合自动化系统的设计需要遵循以下条例：　（１）分布式设计：分布式设计要求内各单元的监控、评估、维护等信息　进行就地处理　鲤成数据信号后ｊ西过电力网络输送到主控室的中心计算　机上。各电力单元独自处理、互不影响术匝之间形成模块化的开放式布　局。此外进行控制调配等设沲硬件应安装在主控开关旁或尽量在主控柜　附近；（２）可扩展性与兼容性：电力系统主要设施分为软件和硬件。硬件设　备要求配　日互通讯线路辨酉已有接地通讯接口。而软件　要求能够　适应不断发展的电力自动化系统的需要。电力系统的配置可从今后的电　力发展需要和技术要求方面着手；（３）简单可靠：应简化各种线路减少电　线势量。用多功能继电器代替传统继电器以及连接在主控室和控制开关　之间的电线。保证开关柜内接线简洁、清晰　徐接线在采集、控制柜内进　行。　３３规范化行业标准并严格执行对制造厂商进行严格审查对电厂运　行进行有效监督。　３４建立一支高素质的电力检修队『五摆脱对于生产厂商的依赖性＇保　证电厂园，厅效率。　４结论　近来　德技术飞速发展，自动化技术逐渐走向电力系统的各个角落。　在电力系统的传统与现代交替中出现了　眼光来看待电力系统自动化建设宴施规范有效的电力管理措施，严格、高　效地贯彻相关规定，培养自动化技术专业人才，各方面相互协调、相互努　力，如此才能促进电力综合自动化的更好更陕发展。　参考文献　『１１罗规电力系统安全监控的理论瑗方法研究　圜高爱国．工业变电站监控组态软件的设计与开发　圜张继雄变电站自动化系统选型中应注意的问题　民基于ｗｅｂ的县级电网调度自动化系绫设计与研究ＩＩ

电力技术与应用　

变电站综合自动化系统运行问题与分析　

张利梅　李鑫　

邯郸市供电公司０５６０００　

摘要：本文就电力系统推进自动化活动变电站综合自动化运行在全国得到迅速发展之势，对变电站综合自动化系统的具体内容进行了介绍，对变电　站综合自动化系统运行中存在的问题进行了分析。　关键词：变电站　自动化系统　运行问题　

目前，随着电力系统推进自动化活动的实　

施，变电站综合自动化运行在全国得到了迅　速发展。其中，２２０ｋＶ变电站、１１０　ｋＶ变电　

站的设备已经实现了无人值守。本文对变电　

站综合自动化系统的具体内容进行了介绍；　分析了建设综合自动化变电站存在的问题。　

一、变电站综合自动化系统的概述　

变电站综合自动化系统的基本内容包　

括：继电保护、故障录波、“五防”闭锁、测控　

系统、通信系统五部分组成。　继电保护包括线路保护、变压器保护、　

电容器保护等。线路保护部分设有启动元件、　零序电流元件、零序方向元件、距离元件、　

振荡闭锁元件、Ｔｖ断线报警、１ｌＡ断线报警、　控制回路断线报警及自动重合闸；变压器保　

护由差动保护、复合电压闭锁过流保护、零　序过电流保护、零序过电压保护、过负荷保　

护及Ｔｖ断线保护几部分组成：电容器保护由　过电流保护、不平衡电流保护、过电压保护、　

低电压保护及不平衡电压保护几部分组成。　

故障录波主要是记录故障前后的电压、　

电流的动态变化过程及开关量的状态。在管　理计算机系统中，设有专家系统，可提供标　

准的操作票，利用计算机进行操作的硬闭锁。　

还可以利用专家系统方便、直观地进行反事　

故演习，而不会影响其他功能的正常运行。　综合自动化的变电站除了实现就地测控外，　

还设有比较完备的远动系统。远动系统的“四　遥”要求在综合自动化的变电站中得到具体体　

现，无人值守的变电站更是如此。测控系统　

的主要内容是开关控制、变压器调压、补偿　电容器调压、低频减载、变电站的参数采集。　

经过通信联网使变电站实现了与调度系统　的信息传递，从而完成“四遥”功能。　二、变电站继电保护与综合自动化　

ＮＯ．２２，２０１０　现代商贸工业　Ｍｏｄｅｒｎ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｔｒａｄｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　２０１０年第２２期　变电站综合自动化改造问题探析　汪　祺　（吴江市供电公司，江苏吴江２１５２００）　摘　要：采用变电站综合自动化技术是计算机和通信技术应用的方向，也是电网发展的趋势。综自改造后的变电站，　其运行情况越来越依赖于自动化装置的实用性及成熟性。就综自改造中出现的问题及特点做出相应分析，以寻找解决这　些问题的合理方案。　关键词：变电站；综合自动化；改造　中图分类号：ＴＰ　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—３１９８（２０１０）２２—０３９９—０１　ｌ变电站综合自动化的定义　变电站综合自动化是指利用先进的计算机技术、现代　电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对变电站主要设　备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护以及与调度　通信等综合性自动化功能。变电站综合自动化系统自２Ｏ　世纪９Ｏ年代以来，一直是中国电力行业中的热点之一。它　既是电力建设的需要，也是市场的需要，中国每年变电站的　数量以３　一５　的速度增长，每年有千百座新建变电站投　入运行，同时根据电网的要求，传统的变电站已经远远不能　满足现代电力系统管理模式的需求，每年又有不少传统变　电站进行综合自动化改造，以提高自动化水平。但是，由于　综合自动化技术尚未完全成熟，其运行过程中难免出现一　些不尽人意的地方，下面将综合自动化改造中经常出现的　问题做一总结。　２我国变电站综合自动化改造问题分析　２．１　电磁兼容问题　所谓电磁兼容问题也就是所谓的抗干扰问题，是一个　非常重要然而却常被忽视的方面。电磁干扰对系统在线运　行的影响非常严重，若不采取有效措施，将产生严重后果。　可在系统的硬件和软件方面采取一些必要措施，以消除或　抑制电磁干扰。如系统接地保护、隔离和屏蔽等。变电站　综合自动化系统的抗干扰措施是保证其系统可靠和稳定运　行的基础。合格的自动化产品除了满足一般检验项目外，　主要还应通过高低温试验、耐湿热试验、雷电冲击电压试　验、动模试验，而且还要重点通过四项电磁兼容试验。分别　是：１ＭＨｚ脉冲干扰试验、静电放电干扰试验、辐射电磁场干　扰试验、快速瞬变干扰试验。　２．２事故信号问题　在常规控制方式的变电站，运行中发生事故时变电站　将产生事故报警音响并经过远动设备向调度自动化系统采　用这个事故信号启动事故相应的处理软件。由此可见，变　电站的事故信号是一个非常重要的信号，特别是对于无人　值班的变电站，由于监控中心的运行人员需要同时监控多　个变电站的运行状态，事故信号就成为监控中心运行人员　中断其他工作转入事故处理的主要标志性信号，非常重要。　２．３不同产品的接口问题　接口是自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥　善解决的问题之一，包括微机保护装置、小电流接地装置、　故障录波装置、站用直流系统等智能设备与总控单元、总控　单元与主站之间的通讯。这些不同厂家的产品要在数据接　口方面沟通，需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通　讯规约等问题。当不同厂家的产品、种类很多时，问题会更　严重。对于这方面的问题，从系统设计开始，就要引起重　视，在进行系统招标及签订技术协议时，要用明确的条文来　约束系统供货商，保证站内设备间能正常通讯。　２．４关于ＧＰＳ对时的问题　随着变电站自动化水平的提高，电力系统对统一时钟　的要求愈加迫切。有了统一时钟，即可以实现全站各系统　在ＧＰＳ时间基准下的运行监控和事故后的故障分析，也可　以通过各开关动作的先后顺序来分析事故的原因及发展过　程　统一时钟是保证电力系统安全运行、提高运行水平的　一个重要措施。ＧＰＳ对时一般有三种方式：脉冲同步信号、　串行口对时方式、ＩＲＩ　Ｂ方式。　由于变电站内往往存在不同厂家的自动化装置，其接　口类型繁多，装置数量也不等，所以在实际应用中经常遇到　ＧＰＳ对时接口与接受对时的设备接口不能通信的问题。这　就提醒设计人员在前期订货时就应当充分考虑各种设备的　接口问题。尤其是保护测控装置及其它智能装置与后台监　控设备的接口问题。因变电站综合改造多用以太网方式组　网，而有些厂家的旧设备只存在串口或ＲＳ４８５接口，或者不　同厂家设备进行通信时，因为规约不同而造成通信失败。　这些问题都需要对所订购设备的通信插件进行统筹考虑，　或订购充分数量的规约转换器，以免发生上述情况。　２．５监控程序稳定性问题　变电站实现综合自动化后无论是有人值班还是无人值　班，操作人员不是在变电站内就是在主控站或者调度室内，　面对显示器进行变电站的全方位监视和操作。所以监控系　统能否保持长时间稳定无故障的运行，对提高变电站的运　行管理水平和安全可靠性是非常重要的。　在部分综合自动化系统中会出现后台监控操作系统程　序走死，网络资源不足导致后台监控机死机的情况。这种　情况往往需要将后台监控机的监控程序版本升级，并经系　统双机切换测试。当其中一台后台监控机网络中断或有异　常时，监控系统能将另一台备用自动切换成主机运行。变　电站实现综合自动化后，很多的运行维护工作都需要通过　微机装置来完成　但综合自动化装置的硬件更新换代非常　快，尤其是监控软件有时会存在难以发现的缺陷。随着综　合自动化技术的不断进步，这些问题都会逐步得到解决。　但是同时也提醒设计人员在选择综合ｔｔ动化产品及后台监　控系统时，要综合考虑多方因素，选出一种程序运行稳定、　功能齐全、硬件配置相对超前的综合自动化产品。　参考文献　［１］吴玉兰．变电站综合自动化改造问题探讨［Ｊ］．内蒙古水利，２００９　（６）：４７２４８．　作者简介：汪祺（１９８１一），男，江苏苏州人，吴江市供电公司，助理工程师　３９９