電力系統變電站自動化新技術應用與調試

【摘要】本文主要介紹了變電站自動化調試的內容與常見故障，闡述了自動化調試策略，最后對自動化新技術在電力系統的應用進行了分析。

【關鍵詞】電力系統；變電站；自動化調試

前言

變電站的自動化調試的目的是檢驗信息傳輸系統、調控信息處理系統以及自動化中斷裝置等自動化系統，包括各部分控制對象的計量及其控制、各種參數的測量、自動裝置動作的信號、繼電保護以及位置狀態信號燈有關信息是否正確，運行是否能正常。對故障進行排查，使變電站自動化系統平穩運行。

一、變電站自動化的調試的內容與常見的故障

（1）調試的內容

變電站自動化系統調試的內容主要是指針對系統所包含的設備進行的安裝調試的工作，包括GPS衛星時鐘、網絡交換機、網絡設備、后臺計算機、以及二次電纜和通訊線等的調試安裝工作，包括裝置參數的設置以及數據庫和內部的監控系統軟件等方面工作。調試的內容主要有調度的聯調和本體的調試。本體的調試包括電壓的無功綜合控制系統調試、電量的采集系統調試、遙控的調試、遙測數據的調試、遙信信息的調試、測控通訊的調試等。與調度的聯調包括調度遙控功能調試、上傳遙測數據的調試、上傳遙信信息的調試以及通道的調試等。

（2）經常性的調試困難與故障

由于多方面的原因，像廠家過多，中間的環節比較多，調試的內容比較復雜，在安裝變電站調試過程當中會造成如下的困難：

1）在本體的調試當中，由于中間的環節多，出現遙測、遙信等故障之后，找到故障的點比較困難，這樣就把很多的時間和精力都花費在故障的排除上面在調試的過程中。

2）變電站與調度是聯系密切的，變電站需要變電站與調度端之間相互配合才能順利進行各項數據的采集，上報，調度等各項命令工作。因而，在聯調的過程當中會出現很多問題，如上傳遙測的故障，上傳遙信的故障等，這些需要雙方相互的配合，才能解決缺一不可。如果主站與廠站人員都認為自己系統沒問題，互相讓對方檢查問題的所在，這樣會浪費很多的精力與時間。

3）設備廠家比較多，并且多數有自己的通訊的規約，不同的規約各式帶來了通訊的調試相當困難。這些自動化的廠家針對這些智能的裝置通常都用編程的方式實現各自的通訊，此種做法非常浪費精力與浪費時間。

4）電壓無功自動控制系統調試的結果對整個變電站穩定運行及其重要。如果調試結果不對，就會引發電容 的反復投切，檔位的重復性升降以及異常的區域會出現不動作等缺陷，電力系統的安全運行會受到嚴重的影響。影響調試結果的主要受輔助上下限的影響，調試的難點在于設置輔助的上下限。

二、電力系統變電站自動化調試策略

變電站的自動化調試策略分為兩點：一是本體調試，二是調度聯調調試。本體調試的調試策略包括以下幾點：一是電源故障調試策略；二是通訊故障調試策略；三是遙測故障調試策略；四是遙信故障調試策略；五是CPU故障調試策略；六是遙控故障調試策略；七是電壓無功綜合自動控制系統調試策略；八是遠程點能量數據終端調試策略。而調度聯調策略就包括：一是通訊故障調試策略；二是上傳遙測故障調試策略；三是上傳遙信故障調試策略；四是調度遙控故障調試策略。

（1）遠程數據調試策略

作為計量計費的自動化的系統，電能的數據終端是組成這個系統的重要部分，它主要是采集、處理、轉發和存儲信息，是一種介于主站和費率的中間設備。

（2）電壓無功綜合自動控制系統調試策略

后臺VQC能夠自動的識別系統的運行模式和系統一次接線的方式，它可以采取與系統運行模式和工況相應的措施，滿足無功電壓指定的范圍。此外，它的閉鎖功能可以保障系統能夠安全的運行，用戶也可以根據需要配置信號，控制電容器的投切順序。

（3）故障排查順序法

故障排查順序法分為兩部分，分別是分段排查和順序排查。順序排查指的是，按照規定的順序，逐個環節的進行排查。分段排查則是從總控人手或者在中間環節入手，將故障點迅速定位到具體位置。對于電量的采集裝置中，開關室電度表的接線方式如果出現了中通訊故障，在進行調試時就要采用分段排查的方法。

三、電力系統自動化新技術應用分析

（1）變壓器的設備在線狀態監測

設備檢修是電力系統提高供電設備的可靠性，降低設備故障損耗和維護設備的主要手段。設備檢修主要包含兩方面：即設備的檢查和修理或者說維護。電氣設備的檢修維護大致經歷了故障檢修、定期檢修和狀態檢修三個階段。要實現電氣設備的狀態檢修，最基本的是要實現狀態監測，要對電氣設備的運行狀態進行實時地、全面地、真實地掌握，并及時的檢測出電氣設備在運行中各種狀態參數及其變化趨勢。這樣才能對設備可能存在的缺陷及故障進行準確的分析和判斷。狀態監測包括離線監測和在線監測兩種方式。所謂離線檢測就是在電氣設備停運進行各種試驗檢測，比如傳統的預防性試驗等。而在線檢測則是使用傳感器、計算機以及信息通訊技術在電氣設備運行或帶電的情況下進行實時監測。

（2）微機實時保護系統應用

隨著電力系統自動化技術的發展及微機保護裝置的大量投入使用，電力系統對微機保護的要求不斷提高，并且由于電力系統本身的特殊性，它需要微機保護裝置具有強實時性、高可靠性和擴展性、更強的網絡通信能力及更友好強大的人機交互界面。它們不僅對硬件要求高，而且對嵌入式軟件的要求也不斷增加，從而引進了嵌入式實時操作系統（即RTOS），這種操作系統可裁減的微內核結構、高效的多任務優先級管理、強的可移植性和擴展性以及微秒級的中斷管理等，都更加有利于控制效率的提高，并且更容易滿足這些方面的需要。

1）實時性更強。對繼電保護裝置而言，實時性是其首先要解決的問題。這是因為電網的安全穩定性通常在事故后幾十到幾百毫秒內就有可能受到嚴重威脅，并且過遲的穩定控制措施不僅起不到預想的作用，造成經濟上的損失，甚至可能引起其它的安全問題。這里的實時性不僅指獲得數據的實時性，而且還包括數據處理、分析、決策的實時性。嵌入式技術與實時性有著天然的聯系。嵌入式系統常常要求能夠預測外界事件，并在有限時間內做出響應。

2）可靠性更高。傳統的線性程序，在遇到很強干擾時，程序在任何一處斷線都會引起死機，只能依靠硬件的最后防線看門狗復位，重新啟動系統。如果系統采用了RTOS，這種干擾可能只是引起若干個進程被破壞，可以用另外的進程對其進行修復。RTOS不僅可以將應用程序分解成若干獨立的任務，而且可以另外啟動一個監控進程，監視各程序運行狀況，遇到異常情況時采取一些措施，可以像在UNIX，中自動將有問題的進程終止掉，再調用另一個進程將任務修復，從而使系統的可靠性大大提高。

3）可擴展性更好。目前大多數的嵌入式系統的開發語言都采用C/C++（也包括少量的匯編語言），因此靈活性好，可移植性強；另外采用模塊化設計，這不僅可以方便生產調試廠家，而且可以解放用戶。當一個模塊出現問題時，只需要換一塊新的就成；當需要增減某項功能時，也只需要增減相應的模塊即可。

四、結束語

電力系統的變電站調試結果直接影響了投運以后的變電站能否安全穩定的運行。通過對變電站進行的自動化調試策略和變電站調試過程中常見的故障進行分析和排除，并將自動化新技術應用到新建的變電站中，將會收到非常好的效果。

參考文獻

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