配電變電站自動化現(xiàn)存問題與解決措施分析

胡向坤 徐曉東

摘要：配電變電站是配電網(wǎng)的重要組成部分，因此配電變電站的自動化程度的高低，直接反映了配網(wǎng)自動化的水平。但現(xiàn)在國內(nèi)配電變電站運行中仍存在一些技術(shù)問題，基于此，筆者對這些問題進行了分析，并給出了可供參考的解決措施。

關(guān)鍵詞：配電;變電站;自動化;問題;解決措施

1溫、濕度影響啟動

輸電網(wǎng)中的變電站和配電變電站使用的自動化設(shè)備基本一樣。但是大多數(shù)配電變電站在設(shè)計的時候沒有設(shè)計空調(diào)和冬季采暖設(shè)備，因此配電變電站所采用的微機遠動裝置（RTU）和輸電網(wǎng)一樣的話，在冬季或溫度過低的時候就會出現(xiàn)啟動困難，甚至無法啟動的現(xiàn)象。很多RTU制造廠家使用的芯片為民品級的，民品級芯片的工作溫度為0℃～55℃，由于冬季我國北方大部分地區(qū)氣溫惡劣，變配電站室內(nèi)溫度有時候會降到-15℃以下，溫度低使RTU設(shè)備難以啟動，最終使設(shè)備無法正常工作。為克服RTU設(shè)備低溫啟動困難問題，一些制造廠家在重要的環(huán)節(jié)采用工業(yè)級芯片，但使用工業(yè)級芯片會使設(shè)備制造成本大大增加。通過對器件在嚴寒環(huán)境中運行特性的深入研究得出，假如RTU以不間斷的運行狀態(tài)進入低溫環(huán)境，通常情況下，RTU可以延續(xù)自己的工作狀態(tài)，即便工作環(huán)境溫度在-15℃以下。正是因為器件運行過程中自身發(fā)熱，器件自身發(fā)出的熱可以維持器件自身在嚴寒條件下工作所需要的管芯極限溫度。所以，在低溫環(huán)境中不能選用低功耗的器件。在嚴寒環(huán)境中萬一設(shè)備掉電或人誤操作停機，停機后器件自身就不會再發(fā)熱，而且環(huán)境溫度低芯片自身溫度會極速降低，這樣給設(shè)備的再啟動帶來巨大困難。研究表明，要提高RTU設(shè)備的啟動成功的概率，就必須在每次開機后給RTU設(shè)備一段充分預(yù)熱時間，等到設(shè)備預(yù)熱完成后再啟動設(shè)備。因此可以將工業(yè)品級芯片用在能在嚴寒工作環(huán)境下的監(jiān)視定時器（WDT）設(shè)備上，民用級芯片依然用在RTU和其他設(shè)備上。監(jiān)視定時器（WDT）一直保持正常運行，假如RTU沒有被正常啟動，經(jīng)過一個時間階梯后就會使監(jiān)視定時器（WDT）產(chǎn)生報警，同時對RTU再進行啟動，假如再啟動不成功會一直重復(fù)此過程，直到RTU啟動成功后結(jié)束此過程。另外，采用環(huán)境機箱，使用半導(dǎo)體元件PTC加熱，從而使環(huán)境機箱的溫度適合設(shè)備啟動運行的要求。半導(dǎo)體加熱元件PTC和抽、排風(fēng)機一起配合使用，還可以有效地降低環(huán)境機箱和設(shè)備濕度，起到除濕和預(yù)防結(jié)露的作用。但是這種方案的缺點是PTC斷電后再送電時需要較長的一段時間才能將環(huán)境機箱的溫、濕度加熱到機箱所需溫、濕度。這個缺點會對配電自動化系統(tǒng)啟動、響應(yīng)時間產(chǎn)生較大影響。

2狀態(tài)量采集的準確性

變電站采集的狀態(tài)量有斷路器的狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)、有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置、同期檢查狀態(tài)、繼電保護動作信號、運行告警信號等。這些信號都以狀態(tài)量的形式，通過光電隔離電路輸入計算機。采集過程中，任何一個錯誤都會影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。第一類是能反應(yīng)實際動作情況（如差動、瓦斯、壓力釋放）繼電保護出口繼電器的觸點，這些觸點由于都是銀質(zhì)，接觸電阻非常小，安裝在電子間里，不用經(jīng)任何轉(zhuǎn)換在弱電回路（24V或12V）中可以直接接在帶有光電耦合隔離器的SI卡件上。第二類是必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能接入計算機系統(tǒng)的觸點。這些觸點的作用是在強電回路中（220V或110V）接通和斷開轉(zhuǎn)換繼電器線圈的勵磁回路。由于這些觸點與轉(zhuǎn)換繼電器的線圈勵磁回路是同步的，所以轉(zhuǎn)換繼電器的銀質(zhì)觸點就同步反應(yīng)了刀開關(guān)和斷路器的分合狀態(tài)從而反應(yīng)刀開關(guān)和斷路器的位置。在弱電回路中轉(zhuǎn)換繼電器的觸點可以直接接入帶有光電耦合隔離的RTU開關(guān)輸入板件上。由于轉(zhuǎn)換繼電器的線圈勵磁回路接在強電回路中（110V或220V），可以有效避免由于灰塵導(dǎo)致的接觸電阻大和輔助觸點表面氧化性問題，又由于轉(zhuǎn)換繼電器還可以起到隔離作用，使系統(tǒng)的抗干擾能力大大提高。第三類是同第二類觸點一樣必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換繼電器轉(zhuǎn)換的觸點，比如反應(yīng)斷路器和刀開關(guān)故障信號的觸點。采用遙信轉(zhuǎn)換繼電器收集開關(guān)量狀態(tài)。采用轉(zhuǎn)換繼電器采集信號雖然準確性得到了提高，但是轉(zhuǎn)換繼電器自身有動作延時時間的問題，所以會使SOE的分辨率下降。一般認為，在配電系統(tǒng)自動化中使用時，SOE的分辨率范圍可以稍有放寬。

3小電流接地裝置如何正確選擇線路

如今每個變電站都至少有一臺小電流接地裝置，來幫助運維人員及時發(fā)現(xiàn)故障，并解決問題。但市面上的小電流接地裝置，只在線路數(shù)量必須大于4路的情況下才會正確的選擇出哪條線路發(fā)生了故障。當(dāng)出線線路數(shù)小于4路或更少時，就不能正確的選擇故障線路，甚至有時選線裝置就失去了選線功能。為了實現(xiàn)選線結(jié)果遠動，必須把RTU和小電流接地裝置通過某種硬件連接方式連接起來。大多數(shù)生產(chǎn)廠家會在裝置上配備2種標準接口方式：一種是遙信方式通過信號繼電器隔離觸點接入;還有一種是采用標準的串口方式（RS-485）接入。

4開關(guān)有跳躍現(xiàn)象

如果線路發(fā)生了故障，運行人員在遠方進行合閘操作時，假如將斷路器合到故障線路上時，斷路器保護裝置會使斷路器再次跳閘，如果合閘脈沖信號一直存在，開關(guān)會在合閘與跳閘之間反復(fù)跳躍，發(fā)生重大危險。為了使跳躍現(xiàn)象不發(fā)生，開關(guān)的防跳機構(gòu)必不可少。配電變電站開關(guān)自帶有防跳機構(gòu)的可以直接接入RTU的板件上;配電變電站開關(guān)沒有自帶防跳機構(gòu)的，配電變電站在自動化改造時必須增加防跳機構(gòu)后再與RTU相連接。

5結(jié)語

自動化技術(shù)在智能變電站發(fā)展中扮演著重要角色，同時對于整個電力運行系統(tǒng)也是至關(guān)重要的。如今，有關(guān)部門要加大對自動化技術(shù)的投入力度，制定完整高效的相關(guān)制度，建立科學(xué)的電力資源配置體系，不僅如此，相關(guān)技術(shù)人員也應(yīng)該注重自動化技術(shù)在智能變電站中的利用，并通過專業(yè)培訓(xùn)提高自身的工作能力，深入研究各個工作項目的聯(lián)系，為國家電力運行系統(tǒng)貢獻出自己的力量。

參考文獻

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