變電站自動化系統中安全自動裝置的幾個問題

湯艷龍

[摘要]伴隨著我國科學技術水平的日益提高，變電站自動化系統中的裝置呈現出多樣化的特點。其中，安全自動裝置是變電站最常用到的，具有強大的功能與作用。本文主要對這一裝置展開了深入的探討，對存在的問題提出了合理的解決對策，希望可以給同行朋友提供有用的幫助。

[關鍵詞]變電站；自動化系統；安全自動裝置；問題；對策

[中圖分類號]TM73

[文獻標識碼]A

[文章編號]1672-5158（2013）05-0322-01

在信息技術時代，機械自動化水平的發展越來越快，使得變電站綜合性能得到很大的飛躍。其自動化系統的運用逐步代替了沿用很久的二次系統，大大提高了運作的效率，使裝置更加可靠和安全。它可以提供全方位的檢查、記錄與跟蹤，徹底排查故障，加強了控制管理的效果。因此，改進自動化系統，優化安全自動裝置是變電站發展的總趨勢。筆者根據多年的變電站工作經驗，主要對自動化系統中最核心的安全裝置進行了分析，對自動控制和接地系統有一些淺見。

一、有關同期合閘的問題

（一）概念

同期合閘在變電站運作當中發揮著重要的作用，是經常碰見的操作。它可以使整個自動化系統更加穩定和堅固，并需要注意三個事項，一是壓差，二是頻差，三是角差，這三方面必須要合格。同期的因素要結合變電站的準確性、安全性和速率，其中安全是首要的，是運行裝置得以順利工作的前提保障。同期裝置務必保持強大的閉鎖能力。比如在發電過程中，其作為一種并網的形式，能夠配合發電機正常工作，使輸出電量充足，傳送的過程也會迅速。在首次零度角的合閘當中，還可以節約大量的能源，做到能源使用最優化。

（二）并列環網，使差頻保持同期

同期下的差頻要將多種毫無電氣關系的系統進行排列組合，形式主要有并網條件下的發電機、無聯系的并列電網等。具體說來，并列環網指的是擁有相同鏈接的兩個系統，并由一個聯絡控制閥進行開關。另外，相角差是并列環網下的兩點攻角，角度的變化很穩定，與拓撲和負荷的情況相一致。

國內有些地區的變電站將差頻同期成為捕捉同期或者檢同期。這一系統的誤差會在頻率所允許的范圍之內，確保同頻同差。然而現實中很難將多種差頻很好地區分開來，為了使自動安全裝置合理運行，就必須優先考慮并列環網，在它的基礎上進行同期的差頻工作。

（三）遙感的同期

從上面的論述當中，我們不難發現，并列環網和差頻會存在各自的特點。安全自動裝置可以分辨出哪些屬于差頻，哪些屬于同頻，但對于先進的、比較精細的系統，就不會進行有效的識別，如果細究下去就會浪費大量的時間和精力。同時，耽誤時間越長越會對合閘產生致命性的延誤。其實，變電站調度員的任務是運行系統的結構，了解斷路器的規格是差頻還是同頻，并準確找到位置。安全自動裝置可以在傳輸指令的過程中，準確識別差頻或者同頻，使得遙控裝置下的合閘命令有效的傳送出去。安全自動裝置可以自動識別系統，正確整合了合閘命令等信息，對差頻、同頻甚至是無壓狀態都可以進行很好的識別，根據現場條件和約束能力進行操作和控制。

二、無功綜合電壓的自動化控制

（一）VQC控制系統

目前，我國變電站VQc控制系統大致有三種表現形式：獨立硬件下的VQC、后臺軟件下的VQC以及主單元網絡下的VQc。首先，獨立硬件下的VQc系統的獨立性較強，和大多數系統很少發生作用。它兼有輸出和輸入的功能，在一定的情況下加快閉鎖的速度，因此依賴性也特別的高。但是它有一個缺陷，那就是安裝的過程需要重置電纜，導致信息的采集出現重復的現象。其次，后臺軟件下系統，會把控制的功能運用到后臺工作的主機內部，在進行每種測控環節以便取得更多的數據。計算機儲存的VQc軟件模塊，會根據實際的數據情況，反映客觀現實，從而對發來的命令實行辨別，并讓對應的測控環節負責執行。這一系統的最大優點就是便于調試和維護安全自動裝置。再次，主單元下的VQC系統，將控制的核心環節深入到裝置的間隔層，利用計算機的CPU可以實現全過程的控制。不過，這種系統的IO輸入與輸出方式，應該通過間隔層IO測控技術完成。它的主要優點能夠全面、直接、迅速的知曉網絡數據，加快閉鎖的進度，使安全自動裝置內部運行更加完善。不過它的臨界面性能較差，不利于后期的維護。

（二）自動識別運行模式

變電站自動化系統的運行，要根據荷載的情況和設備的損耗實行調控，以保證運行的合理性。具體來講，要運用VQC系統并隨著運行方式的改變作出對應的調整，具體問題要具體分析。比如可以根據變壓器的組數，將分段、母聯、橋接等接線方式靈活運用到運行上去。此外，使用者在選擇的過程中，會認為這些VQc系統造價比較高，投資的成本大，需要耗費更多的電纜。但又擔心其他產品的安全質量，比如網絡型VQc系統。倘若在主編保護模式下需要閉鎖，質量差的產品就不會填補時間差。因此，用戶要權衡利弊，選擇性價比最高的方式優化安全自動裝置的運行。

三、合理投入備用的電源

（一）經過編程的PLC應用

由于備自投的方式各有千秋，不會在隨時隨地都利用一種安全裝置，因此就要發揮PLC的作用，在同等硬件前提下進行設置。可以利用PLC裝置中內置的軟系統進行重組，對外部的自投情況進行準確定位，按照一定的邏輯和次序重新排列，可以在現場進行設置。

（二）備自投和同期結合

同期的功能與備自投很少結合在一起考慮，筆者曾研究過變電站自動化系統備投110KV的母聯分段，總結出掛上線路和總域變電站相聯的問題，我們可以運用到其中。比如階段母線出現失電的情況時，分段備自投就不能其用預備的電源，這是因為備自投裝置尚未結合同期功能。對此，可以用以下的方法解決：首先要切斷各條相連的電路，接著要實行啟動自投，最后通過檢同期，逐漸修復與安全裝置連接的電路。值得一提的是，同期功能若在BZT裝置內，就務必在備自投實行當中，與檢同期進行合閘。以上的方法操作比較簡單，可行性較大。

（三）備自投與廠用電

我國很多火電廠在切換電的時候，都利用自投與備自投的方式。電源被切斷時，由于受慣性影響，很多母線上的電壓會衰減，并且速度極為緩慢，不會馬上就停止工作。這是由于殘壓的幅值以及頻率會產生強烈的波動，以至于備用電源在投入時，同樣會存在合閘“死機”的現象。經過科學的計算和試驗，最佳投入方式是在30度角差的范圍之內進行，并且安全自動裝置的處理器DSP和快速出口也會高效運轉，使得繼電器的選擇更加合理。在失去第一次快速備自投入之后，等待下一次合閘的時期又是同期的問題。

總結：

總而言之，變電站自動化系統中安全自動裝置需要從多個層面考慮，以此保證裝置的合理運行。工作人員要注意以上提到的幾個問題，不斷探索與創新改進的策略。一方面要不斷發揮安全自動裝置的功能，使其更好地為變電站服務，一方面又要預防可能出現的問題，使損耗降到最低。相信經過變電站工作人員的不懈努力，自動化系統中的安全自動裝置一定可以發揮更好的性能，為我國各項事業做出巨大的貢獻。

參考文獻

[1]徐禮葆.劉寶志.郝燕麗.開放式數字化變電站自動化系統的討論[J].繼電器，2004（06）