針對新形勢下變電站綜合自動化及運行維護工作的探討

郭 寶

（國網(wǎng)陜西省電力公司安康供電公司，陜西 安康 725000）

1 新形勢下變電站綜合自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀

變電站綜合自動化系統(tǒng)指通過先進的計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)和通信技術(shù)等，重新組合繼電保護、遠程裝置、控制、測量、自動裝置、信號和故障錄波等二次設備，優(yōu)化變電站系統(tǒng)設計，實時監(jiān)控變電站的所有設備，以此自動控制、保護和調(diào)度通信設備，實現(xiàn)綜合自動化管理。

綜合自動化系統(tǒng)和傳統(tǒng)的二次系統(tǒng)相比，各個保護和測控單元獨立，能夠自行通過計算機通信系統(tǒng)交換需要的信息數(shù)據(jù)，達到數(shù)據(jù)共享和協(xié)調(diào)的目的。此外，增加了微機監(jiān)測、低頻減載、監(jiān)控、小電流接地選線和保護等功能，減少電纜與設備設施的配置，節(jié)約投資成本，提升了整個變電站運行的可靠性與安全性[1]。

2 新形勢下發(fā)展變電站綜合自動化的重要性

發(fā)展變電站綜合自動化對當前確保變電站之間穩(wěn)定的電力傳輸、電力分配監(jiān)測和合理分配電力等方面發(fā)揮著重要作用。首先，變電站綜合自動化建設可以通過實時收集變電站運行的相關(guān)信息監(jiān)測變電站。其次，變電站綜合自動化系統(tǒng)需要及時檢測電網(wǎng)中存在的供電故障并隔離故障，避免發(fā)生電網(wǎng)安全事故。最后，綜合自動化系統(tǒng)要滿足電網(wǎng)系統(tǒng)應急控制和實時通信的需求，便于及時上報電網(wǎng)故障信息，委派維修人員及時排除故障，并準確記錄變電站的相關(guān)維修信息，便于維修人員進行參考。

近年來，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大和加建，導致電力輸送線路的布局變得更加錯綜復雜，造成電力企業(yè)采集電網(wǎng)運行監(jiān)測信息和故障信息的難度加大。市場經(jīng)濟新形勢下，對電網(wǎng)建設提出了具備環(huán)境保護意識和可持續(xù)發(fā)展理念的新要求。因此，需要變電站綜合自動化系統(tǒng)所具有的智能化、高科技化的實時監(jiān)測功能、通信功能和故障隔離功能實現(xiàn)上述發(fā)展要求[2]。

3 新形勢下變電站綜合自動化系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)

3.1 工作原理

通常情況下，變電站綜合自動化系統(tǒng)按照模塊化設計，典型硬件結(jié)構(gòu)主要包括電源系統(tǒng)、模擬量輸入回路、模擬量輸出回路、通信回路、開關(guān)量輸入回路、人機對話接口回路、開關(guān)量輸出回路和微機系統(tǒng)等。微機保護系統(tǒng)裝置和監(jiān)控系統(tǒng)裝置由不同的系統(tǒng)組成，硬件結(jié)構(gòu)的原理基本相同，但兩者系統(tǒng)裝置中的軟件和硬件模塊數(shù)量組合不同。

模擬量輸入、輸出回路及開關(guān)量輸出、輸入回路是數(shù)據(jù)采集功能、自動控制功能實現(xiàn)的前提。電流、溫度、電壓、有功功率和無功功率等設備是模擬量，而微機系統(tǒng)的日常工作主要是識別數(shù)字量。因此，模擬信號需要轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號才可以輸入微機系統(tǒng)，且微機系統(tǒng)指令必須轉(zhuǎn)變成模擬量輸出設備系統(tǒng)。

微機系統(tǒng)內(nèi)部主要包括微機處理器、板塊和存儲器等，通常輔助嵌入式操作系統(tǒng)進行操作，并將相應的軟件安裝在系統(tǒng)上，達到特定功能的目的。另外，微機系統(tǒng)會借助通信系統(tǒng)、其他系統(tǒng)、調(diào)度中心實現(xiàn)通信。

3.2 主要功能

數(shù)據(jù)采集、控制與繼電保護功能作為變電站綜合自動化的基本功能，主要通過遙測、遙調(diào)、遙信和遙控等系統(tǒng)采集、控制數(shù)據(jù)，然后按照特定對象實現(xiàn)系統(tǒng)一體化裝置保護。

系統(tǒng)中的監(jiān)視功能十分重要。監(jiān)視系統(tǒng)主要包括打印功能、運行監(jiān)視故障記錄、人機聯(lián)系、測距、安全檢視、事故順序記錄和事故追憶功能。系統(tǒng)連續(xù)自檢功能主要是連續(xù)性自動檢查自身裝置的工作狀態(tài)和I/O接口狀態(tài)，及時找出存在的故障問題，并向終端系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，方便相關(guān)部門采取措施進行處理。例如，針對變電站的運行和維護過程中，通過監(jiān)視功能的專用裝置單元和相應軟件模塊，借助電壓無功自動、小電流接地線、低頻減負荷和備用電源自投功能控制運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障問題會自行發(fā)送相應數(shù)據(jù)信息，方便工作人員及時維修，為供電的穩(wěn)定性、可靠性提供保障[3]。

3.3 體系結(jié)構(gòu)

體系結(jié)構(gòu)模式主要包括集中式、完全分散式、分層分布式和分布集中式等。分布集中式的特點是能夠面向變電站內(nèi)部各個元器件和開關(guān)間隔進行設計，通過采集和保護控制裝置，將變電站中開關(guān)間隔需要的全部數(shù)據(jù)集中到測控單元中，并將其傳送到主次設備開關(guān)屏上，同時利用主控室主控單元中的現(xiàn)場總線和分散單元通信，實現(xiàn)功能分布和物理分散，以此管理收集信息數(shù)據(jù)。

4 新形勢下變電站綜合自動化的運行維護工作

4.1 遠程維護

變電站綜合自動化運行維護的增多，增加了工作人員的工作量。例如，自動化和智能化在變電站的應用中，能夠通過中央信號系統(tǒng)檢查系統(tǒng)后臺軟件的工作狀態(tài)，然后借助主控端和被控端的功能進行傳輸。需要注意的是，日常運行過程中，需要結(jié)合實際情況，同步升級、更新控制廠站監(jiān)控設備的殺毒軟件和被控端監(jiān)控軟件的病毒庫。在這一情況下，主站遠程維護機和被控端廠站監(jiān)控機同步工作，一旦被控端廠站后臺監(jiān)控軟件出現(xiàn)異常狀況，就會通過遠程維護裝置找出故障位置，然后利用主站數(shù)據(jù)驗證機接收傳送的資料并進行驗證。如果被控端廠站后臺監(jiān)控軟件崩潰，遠程維護會自動通過主站端數(shù)據(jù)備份的程序恢復系統(tǒng)，避免故障范圍進一步擴大，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。如圖1所示。

圖1 遠程維護系統(tǒng)

4.2 數(shù)據(jù)備份

由于變電站日常運行過程中會出現(xiàn)許多數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)庫備份非常重要，必須要做好監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫和二次設備的定期備份、巡檢工作，有效整合本地備份與異地備份，防止出現(xiàn)意外情況后造成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)丟失和崩潰。另外，需要定期檢查數(shù)據(jù)庫備份的真實性，提升數(shù)據(jù)庫精確度，并加大數(shù)據(jù)庫修改的權(quán)限管理，以此設置數(shù)據(jù)庫修改權(quán)限。維修人員修改數(shù)據(jù)庫后，應做好前后備份工作，防止設備故障恢復后數(shù)據(jù)庫存在安全隱患，確保電網(wǎng)正常運行。

4.3 通信設備維護

目前，變電站綜合自動化運行過程中使用的通信設備為太網(wǎng)通信，這一方式能夠精確查找引發(fā)裝置故障的影響因素，確保監(jiān)控信息的聯(lián)系性與即時性。例如，更換變電站系統(tǒng)中保護裝置的插件，經(jīng)過相關(guān)的反復試驗后，通過設置相應的通信參數(shù)實現(xiàn)保護裝置，避免電網(wǎng)運行過程中出現(xiàn)異常情況。

4.4 站端系統(tǒng)運行維護

站端綜合自動化系統(tǒng)運行維護中，要求檢查監(jiān)控后臺和遙測一覽表，查看數(shù)據(jù)是否及時更新和有無出現(xiàn)異常信號，并核對報警信號；同時，檢查SOE時間與光字牌信號，檢查VQC運行狀態(tài)，確保監(jiān)控系統(tǒng)、全站通信與測控保護裝置的穩(wěn)定性。另外，需檢查總控與測控裝置的運行狀態(tài)，觀察是否出現(xiàn)測控面板報警情況。需要注意的是，應檢查GPS時鐘，確保信息指示燈處于正常工作狀態(tài)。例如，檢查報警指示燈、電源指示燈、設備運行監(jiān)視燈和運行指示燈，確保出現(xiàn)異常情況時會自動發(fā)出信號，方便工作人員檢修與維護。檢修過程中，要認真檢查元器件有無冒煙、過熱與異味。

4.5 主站系統(tǒng)運行維護

變電站綜合自動化系統(tǒng)在運行過程中，員工要認真檢查監(jiān)控系統(tǒng)運行參數(shù)，確保電網(wǎng)運行處于平衡狀態(tài)，檢查各個變電站通道是否存在誤碼現(xiàn)象，做好相應的維護工作；同時，檢查測控裝置，確保通信正常，沒有出現(xiàn)正常退出的測控裝置。另外，應檢查各個變電站的歷史警告，確保油溫、繞組溫度和主變溫度沒有出現(xiàn)異常情況。

5 結(jié) 論

變電站綜合自動化系統(tǒng)作為一項復雜且系統(tǒng)性較強的技術(shù)工程，要求工作人員必須結(jié)合有關(guān)規(guī)程，通過遠程維護、數(shù)據(jù)備份、通信設備維護、站端系統(tǒng)運行維護和主站系統(tǒng)運行維護等方式，精確查找故障點，實時監(jiān)控設備運行狀態(tài)，為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行提供保障。